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專題21 機(jī)械效率 　 一．選擇題（共8小題） 1．（xx?福建）如圖，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升B相比，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大。若不計(jì)繩重與摩擦的影響，則提升A的過(guò)程（　?。? A．額外功較小 B．額外功較大 C．總功較小 D．總功較大 【分析】不計(jì)繩重及摩擦，利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功與額外功之和； 機(jī)械效率是有用功與總功的比值。由此分析解答。 【解答】解： AB、由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動(dòng)h知，提升A和B所做額外功相同，故A、B錯(cuò)誤； CD、不計(jì)繩重與摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率：η==，額外功相同，提升A物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，其總功較大，故C錯(cuò)誤、D正確。 故選：D。 　 2．（xx?自貢）如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，則提升重物的過(guò)粒中（　?。? A．做的總功是400J B．拉力F的功率是25W C．繩子自由端被拉下1m D．滑輪組的機(jī)械效率是80% 【分析】（1）（3）已知拉力大小，由圖可知使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則s=2h，求出拉力端移動(dòng)距離，利用W=Fs可求總功； （2）知道做功時(shí)間，利用P=求出拉力F的功率； （4）已知物重和物體被提升高度，根據(jù)公式W=Gh可計(jì)算出有用功；利用效率公式η=求滑輪組的機(jī)械效率。 【解答】解： AC、由圖知，n=2，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s=2h=21m=2m，故C錯(cuò)誤； 拉力做的總功：W總=Fs=250N2m=500J，故A錯(cuò)誤； B、拉力F的功率：P===50W，故B錯(cuò)誤； D、有用功：W有用=Gh=400N1m=400J， 滑輪組的機(jī)械效率：η=100%=100%=80%，故D正確。 故選：D。 　 3．（xx?東營(yíng)）對(duì)物理概念的理解是學(xué)好物理的關(guān)鍵。關(guān)于功、功率和機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．通過(guò)改進(jìn)機(jī)械的性能可以使機(jī)械效率達(dá)到100% B．做功多的機(jī)械，功率一定大 C．功率大的機(jī)械，做功一定快 D．做功快的機(jī)械，機(jī)械效率一定高 【分析】（1）機(jī)械效率反映了機(jī)械的性能優(yōu)劣，是有用功與總功的比值，與做功快慢沒(méi)有關(guān)系；使用任何機(jī)械不可避免地做額外功，所以機(jī)械效率一定小于100%； （2）功率是描述物體做功快慢的物理量，它等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功，功率大則做功快。 【解答】解：A、使用任何機(jī)械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機(jī)械效率小于100%．故A錯(cuò)誤； B、功率是做功多少與所用時(shí)間的比值。做功多，時(shí)間不確定，功率大小不能確定。故B錯(cuò)誤； C、功率反映做功的快慢，功率大則做功快，功率小，則做功慢。故C正確； D、機(jī)械效率與做功快慢沒(méi)有關(guān)系。故D錯(cuò)誤。 故選：C。 　 4．（xx?攀枝花）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度，F(xiàn)1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．力F1和F2做功的功率相同 B．力F1和F2做的總功相同 C．乙滑輪組更省力，兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大 D．甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高 【分析】①使用滑輪組時(shí)，手拉繩子自由端做的功是總功；總功與所用時(shí)間之比是拉力做功的功率； ②根據(jù)已知條件判斷省力情況；利用公式η====比較滑輪組機(jī)械效率。 【解答】解： 由圖知，甲滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3，乙滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=4。 AB、若重物上升高度為h，則兩滑輪組中繩端移動(dòng)的距離分別為：s甲=3h，s乙=4h； 甲滑輪組中拉力做的總功為W甲總=F1?3h，乙滑輪組中拉力做的總功為W乙總=F2?4h， 已知F1=F2，所以W甲總＜W乙總，故B錯(cuò)誤； 已知時(shí)間相同，由公式P=知，P甲總＜P乙總．故A錯(cuò)誤； CD、已知F1=F2，所以省力情況相同，故C錯(cuò)誤； 甲、乙兩滑輪組提升的物重G相同，設(shè)一個(gè)動(dòng)滑輪的重為G動(dòng)， 不計(jì)繩重及摩擦，則甲滑輪組的機(jī)械效率為：η甲====， 乙滑輪組中有2個(gè)動(dòng)滑輪，同理可得，乙滑輪組的機(jī)械效率為：η乙=， 所以η甲＞η乙，故C錯(cuò)誤，D正確。 故選：D。 　 5．（xx?宜昌）下列有關(guān)起重機(jī)提升貨物時(shí)機(jī)械效率的說(shuō)法，正確的是（　　） A．有用功越多，機(jī)械效率越高 B．同一起重機(jī)提起的貨物越重，機(jī)械效率越高 C．額外功越少，機(jī)械效率越高 D．同一起重機(jī)提起同一貨物越快，機(jī)械效率越高 【分析】（1）機(jī)械效率是有用功與總功的比值。 （2）增加物重，其他條件不變，有用功增多，有用功在總功中所占的比例增大，機(jī)械效率升高； （3）機(jī)械效率高的機(jī)械，說(shuō)明所做有用功占總功的比值大，額外功所占總功的比值小，不是做的額外功越少， （4）機(jī)械做功的快慢指功率，機(jī)械效率大小與功率大小沒(méi)有關(guān)系。 【解答】解：A、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，由于總功的多少不確定，所以無(wú)法判斷有用功與總功比值的大小，即機(jī)械做的有用功越多，其機(jī)械效率不一定高，故A錯(cuò)誤； B、起重機(jī)提起的貨物越重，所做的額外功基本不變，有用功在總功中所占的比重越大，所以它的機(jī)械效率越大，故B正確； C、機(jī)械效率越高，說(shuō)明所做有用功占總功的比值大，額外功所占總功的比值小，不是做的額外功越少，故C錯(cuò)誤； D、使用滑輪組做功越快，說(shuō)明功率越大，但機(jī)械效率與功率沒(méi)有關(guān)系，故D錯(cuò)誤。 故選：B。 　 6．（xx?廣安）如圖所示，斜面長(zhǎng)3m，高0.6m，建筑工人用繩子在6s內(nèi)將重500N的物體從其底端 沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力）。則下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W C．拉力所做的功是300J D．斜面的機(jī)械效率是80% 【分析】（1）利用W=Fs計(jì)算該過(guò)程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功，利用W額=W總﹣W有求出額外功，然后利用W額=fs計(jì)算貨物箱在斜面上受的摩擦力大??； （2）利用P=求拉力做功功率； （3）斜面的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。 【解答】解： （1）拉力F做的功：W總=Fs=150N3m=450J； 有用功：W有用=Gh=500N0.6m=300J， 額外功：W額=W總﹣W有用=450J﹣300J=150J， 由W額=fs可得，物體在斜面上受到的摩擦力： f===50N，故A正確、C錯(cuò)； （2）拉力的功率：P===75W，故B錯(cuò)； （3）斜面的機(jī)械效率： η==100%≈66.7%，故D錯(cuò)。 故選：A。 　 7．（xx?深圳）如圖為“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)。在彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用下，重6N的物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖示（不計(jì)繩重與摩擦）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　?。? A．彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是2.4N B．物體上升的速度為0.05m/s C．彈簧測(cè)力計(jì)拉力的功率為0.12W D．滑輪組的機(jī)械效率約83.3% 【分析】（1）先確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，再根據(jù)指針位置讀數(shù)； （2）利用速度公式求物體上升速度； （3）由圖知，n=3，重物上升h，則拉力端移動(dòng)的距離s=3h，利用W總=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率； （4）知道物體重，利用W=Gh求出有用功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。 【解答】解： A、由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N，故A正確； B、物體上升速度v===0.05m/s，故B正確； C、由圖知，n=3，拉力端移動(dòng)距離s=3h=30.1m=0.3m， 拉力做功W總=Fs=2.4N0.3m=0.72J， 拉力做功的功率： P===0.36W，故C錯(cuò)誤； D、有用功W有=Gh=6N0.1m=0.6J； 滑輪組的機(jī)械效率： η==100%≈83.3%，故D正確。 故選：C。 　 8．（xx?黑龍江）分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組，勻速提升同一物體到同一高度處，其機(jī)械效率分別為η定、η動(dòng)、η組（不計(jì)繩重和摩擦，設(shè)每個(gè)滑輪質(zhì)量相等），則下列選項(xiàng)中正確的是（　　） A．η組＜η動(dòng)＜η定 B．η動(dòng)＜η定＜η組 C．η定＜η動(dòng)＜η組 D．η定＜η組＜η動(dòng) 【分析】克服物體的重力所做的功是有用功，由題知?jiǎng)蛩偬嵘晃矬w到同一高度處，可知做的有用功相同；不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦，額外功W額=G輪h，知道使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為0、1、2，可以得出做的額外功的大小關(guān)系，由于W總=W有用+W額，可以得出所做的總功的大小關(guān)系，再利用效率公式比較三種情況下機(jī)械效率的高低。 【解答】解： 勻速提升同一物體到同一高度處，由W有用=Gh可知，三種情況下做的有用功相同，大小都為W有用； 不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦，所做的額外功：W額=G動(dòng)h， 使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)分別為0、1、2， 使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)，做的額外功：W額定＜W額動(dòng)＜W額組， 由W總=W有用+W額可知三種情況下做的總功：W定＜W動(dòng)＜W組， 由η=可知，使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的機(jī)械效率：η組＜η動(dòng)＜η定。 故選：A。 　 二．多選題（共3小題） 9．（xx?聊城）工人師傅搬運(yùn)貨物時(shí)，在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長(zhǎng)木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時(shí)15s。已知車廂高1.5m，木板長(zhǎng)3m，貨物質(zhì)量為60kg，沿斜面所用的拉力為400N，g=10N/kg，則下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．工人做的總功為900J B．工人做的額外功為300J C．工人做功的功率為60W D．此斜面的機(jī)械效率為75% 【分析】根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)P=可求功率；再根據(jù)W=Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出斜面的效率。 【解答】解： A、工人做的總功為：W總=Fs=400N3m=1200J；故A錯(cuò)誤； B、做的有用功為：W有=Gh=mgh=60kg10N/kg1.5m=900J； 所做額外功為：W額=W總﹣W有=1200J﹣900J=300J；故B正確； C、工人做功的功率為：P===80W；故C錯(cuò)誤； D、斜面的機(jī)械效率為：η==100%=75%；故D正確； 故選：BD。 　 10．（xx?濱州）如圖所示，重400N的物體在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．繩子自由端移動(dòng)的距離為3m B．有用功為400J C．拉力F的功率為9W D．物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為72N 【分析】（1）知道物體移動(dòng)速度和時(shí)間，利用s=vt求物體移動(dòng)距離，由題知，n=3，拉力端移動(dòng)的距離等于物體移動(dòng)距離的3倍； （2）利用W=Fs求拉力做的總功，利用機(jī)械效率公式計(jì)算有用功； （3）利用功率公式求拉力做功功率； （4）知道機(jī)械效率和拉力大小，利用η=求摩擦力f。 【解答】解： A、由圖知，n=3，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s繩=3s物=3v物t=30.1m/s10s=3m，故A正確； B、拉力做功為：W總=Fs繩=30N3m=90J， 有用功：W有=ηW總=80%90J=72J，故B錯(cuò)誤； C、拉力做功的功率：P===9W，故C正確； D、有用功W有=fs物，拉力做的總功W總=Fs繩， 由η====得，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力： f=η3F=80%330N=72N，故D正確。 故選：ACD。 　 11．（xx?通遼）如圖，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的重物在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，不計(jì)繩重和摩擦，則提升重物的過(guò)程中（　?。? A．繩子自由端下降速度為0.3m/s B．動(dòng)滑輪的重力為100N C．拉力F的功率是40W D．滑輪組的機(jī)械效率是80% 【分析】（1）由圖知，n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h，利用速度公式求其速度； （2）不計(jì)繩重和摩擦，利用F=（G+G輪）求出動(dòng)滑輪的重力； （3）利用W=Fs求總功，再利用P=求拉力做功功率； （4）利用W=Gh求有用功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。 【解答】解： A、由圖可知，n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=21m=2m， 繩子自由端移動(dòng)的速度v===0.2m/s，故A錯(cuò)； B、不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G輪），則動(dòng)滑輪重力： G輪=2F﹣G=2250N﹣400N=100N；故B正確； C、拉力做的總功：W總=Fs=250N2m=500J， 拉力的功率： P===50W，故C錯(cuò)誤； D、有用功：W有用=Gh=400N1m=400J， 滑輪組的機(jī)械效率： η==100%=80%，故D正確。 故選：BD。 　 三．填空題（共10小題） 12．（xx?臨沂）小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起140N的水桶，動(dòng)滑輪重20N（不計(jì)繩重和摩擦），小明拉繩子的動(dòng)力為　80　N；如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，提起時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率　變大?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）。 【分析】不計(jì)繩重和摩擦，人拉繩子自由端的拉力F=（G+G動(dòng)）；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高。 【解答】解：由圖可知，該滑輪為動(dòng)滑輪，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪， 不計(jì)繩重和摩擦，則拉繩子的動(dòng)力：F=（G+G動(dòng)）=（140N+20N）=80N； 使用同一滑輪組，在提升高度相同時(shí)，所做的額外功不變，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。 故答案為：80；變大。 　 13．（xx?菏澤）使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大，滑輪組的機(jī)械效率　越高　（填“越高”、“越低”或“不變”） 【分析】提升的物體質(zhì)量越大（即提升物體的重力越大），在提升高度相同時(shí)，所做有用功越大；用同一個(gè)滑輪組提升物體，克服繩重、摩擦和動(dòng)滑輪重力所做的額外功變化不大；根據(jù)有用功在總功中所占的比例可判斷機(jī)械效率的變化情況。 【解答】解： 使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大（即提升物體的重力越大），在提升高度相同時(shí)，所做有用功越大，而所做的額外功變化不大，則有用功在總功中所占的比例越大，即滑輪組的機(jī)械效率越高。 故答案為：越高。 　 14．（xx?岳陽(yáng)）用不計(jì)繩重和摩擦的滑輪組把重為720N的貨物勻速提高10m，所做的總功為12000J，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為　60%??；用該滑輪組提升更重的物體，機(jī)械效率會(huì)　變大?。ㄟx填“變小”、“不變”或“變大”）。 【分析】知道物體重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道總功，利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高。 【解答】解： 有用功：W有用=Gh=720N10m=7200J； 已知所做的總功：W總=12000J； 則滑輪組的機(jī)械效率為：η==100%=60%； 用該滑輪組提升更重的物體，在提升高度相同時(shí)，由于物重增大，則有用功增大，而額外功幾乎不變，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。 故答案為：60%；變大。 　 15．（xx?云南）如圖所示，用滑輪組把質(zhì)量為80kg的物體勻速提升3m，若拉力F=500N，則滑輪組的機(jī)械效率為　80%　，若不計(jì)繩重和摩擦，則動(dòng)滑輪受到的重力為　200　N。 【分析】（1）知道物體質(zhì)量，利用G=mg求其重力，再利用W=Gh求拉力做的有用功；由圖知，n=2，拉力端移動(dòng)距離s=2h，利用W=Fs求總功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。 （2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G動(dòng)），據(jù)此求動(dòng)滑輪重力。 【解答】解： （1）物體的重力：G=mg=80kg10N/kg=800N， 做的有用功：W有用=Gh=800N3m=2400J， 由圖知，n=2，拉力端移動(dòng)距離s=2h=23m=6m， 拉力做的總功：W總=Fs=500N6m=3000J， 滑輪組的機(jī)械效率： η==100%=80%； （2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪重力： G動(dòng)=2F﹣G=2500N﹣800N=200N。 故答案為：80%；200。 　 16．（xx?棗莊）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計(jì)繩重和摩擦。若GA＞GB，則η甲?。尽ˇ且遥蝗鬎A=FB，則GA?。肌B．（選填“＞”、“＜”或“=”） 【分析】（1）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動(dòng)滑輪重力做的功為總功，根據(jù)η=100%=100%=100%結(jié)合GA＞GB比較兩滑輪組的機(jī)械效率關(guān)系； （2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)F=（G+G動(dòng)）結(jié)合FA=FB得出提升物體的重力關(guān)系。 【解答】解：（1）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動(dòng)滑輪重力做的功為總功， 則滑輪組的機(jī)械效率： η=100%=100%=100%=100%， 因物體的重力G越大，1+越小，越大，且動(dòng)滑輪的重力相等， 所以，GA＞GB時(shí)，η甲＞η乙； （2）由圖可知，n甲=2，n乙=3， 由F=（G+G動(dòng)）可得，提升物體的重力： G=nF﹣G動(dòng)， 則FA=FB時(shí)，提升物體的重力關(guān)系為GA＜GB。 故答案為：＞；＜。 　 17．（xx?廣州）小明用圖中的動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)水平地面上的物體A，測(cè)出A移動(dòng)的距離s、水平拉力F和A的重力G。 （1）以上條件能否求出此時(shí)滑輪的機(jī)械效率η？　不能　，如果能，寫(xiě)出η的表達(dá)式；如果條件不足，寫(xiě)出還需補(bǔ)充的物理量的測(cè)量步驟和符號(hào)，并寫(xiě)出η的表達(dá)式　η=100%?。é怯妙}目已知及補(bǔ)充的物理量符號(hào)表示） （2）若A在10s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了4m，A的速度為　0.4m/s　。 【分析】（1）根據(jù)η==可求出滑輪的機(jī)械效率，據(jù)此分析需要補(bǔ)充的物理量； （2）根據(jù)速度公式v=求出A的速度。 【解答】解： （1）根據(jù)η==可知，要求出滑輪的機(jī)械效率，補(bǔ)充的物理量為：摩擦力f； 測(cè)量摩擦力時(shí)應(yīng)水平勻速拉動(dòng)木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力等于拉力； 作用在動(dòng)滑輪上有兩段繩子，所以拉力F通過(guò)的距離為物體A移動(dòng)距離的2倍， 滑輪的機(jī)械效率為：η====100%； （2）物體A的速度為：v===0.4m/s。 故答案為：（1）不能；η=100%；（2）0.4m/s。 　 18．（xx?眉山）如圖所示，一同學(xué)在用滑輪組勻速提升不同重物時(shí)，記錄下了繩子自由端拉力F與對(duì)應(yīng)所提升的物體的重力G，如下表： G/N 1 2 3 4 5 6 F/N 0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3 根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析可知，繩子自由端拉力F與物體重力G的關(guān)系式為F=　0.5G+0.3N?。划?dāng)物體重力G=10N時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率η=　94.3%　。 【分析】由表格數(shù)據(jù)，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關(guān)系，由此解答；根據(jù)物體的重力求出拉力的大小，然后根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率。 【解答】解： 由表格數(shù)據(jù)可知，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關(guān)系， 設(shè)F與G關(guān)系的表達(dá)式為F=kG+b， 由表格第一組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=1N，F(xiàn)=0.8N， 則：0.8N=k1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 由表格第二組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=2N，F(xiàn)=1.3N， 則：1.3N=k2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② ②﹣①可得k=0.5， 將k=0.5代入①解得b=0.3N， 所以拉力F與物體所受重力G的關(guān)系式：F=0.5G+0.3N； 當(dāng)物體重力G=10N時(shí)，此時(shí)的拉力：F=0.510N+0.3N=5.3N； 由圖可知，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪； 滑輪組的機(jī)械效率為：η=====≈94.3%。 故答案為：0.5G+0.3N；94.3%。 　 19．（xx?安徽）如圖所示，當(dāng)工人師傅用400N的拉力向下拉繩時(shí)，可使重680N的重物勻速上升，此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為　85%　。 【分析】已知拉力、物重，利用η=可計(jì)算滑輪組機(jī)械效率。 【解答】解： 由圖可知，滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)：n=2， 由η====得，滑輪組的機(jī)械效率： η=100%=100%=85%。 故答案為：85%。 　 20．（xx?安順）工人借助如圖所示的裝置，在20s時(shí)間內(nèi)將700N重的貨物勻速提升了4m，已知他對(duì)繩子的拉力為500N．該過(guò)程中，工人所用裝置的機(jī)械效率為　70%　，工人對(duì)繩子拉力的功率為　200　W。 【分析】（1）根據(jù)圖中滑輪組中線的繞法，有兩段繩子承擔(dān)總重，繩子自由端移動(dòng)距離s=2h，利用滑輪組機(jī)械效率的公式η==計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率； （2）已知繩子自由端被拉下的距離，根據(jù)公式W=Fs可求出拉力所做的功；根據(jù)P=計(jì)算出拉力的功率。 【解答】解：（1）由圖可知n=2，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=24m=8m， 工人所用裝置的機(jī)械效率：η=100%=100%=100%=70%。 （2）拉力做的功：W=Fs=500N8m=4000J， 拉力的功率：P===200W。 故答案為：70%，200。 　 21．（xx?德陽(yáng)）如圖所示，沿斜面把質(zhì)量為12kg的一個(gè)物體勻速拉到最高處，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面長(zhǎng)2m、高1m，則其機(jī)械效率是　60　%，物體所受摩擦力是　40　N．（取g=10N/kg） 【分析】①知道拉力大小，利用W=Fs求出總功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的機(jī)械效率。 ②克服摩擦力做的功即為額外功，根據(jù)W=fs求出摩擦力的大小。 【解答】解： （1）有用功：W有=Gh=mgh=12kg10N/kg1m=120J； 拉力做的總功：W總=Fs=100N2m=200J； 斜面的機(jī)械效率：η==100%=60%； （2）額外功：W額=W總﹣W有=200J﹣120J=80J， 由W額=fs可得，物體所受的摩擦力： f===40N。 故答案為：60；40。 　 四．實(shí)驗(yàn)探究題（共7小題） 22．（xx?蘭州）如圖所示為測(cè)定動(dòng)滑輪機(jī)械效率的示意圖。用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升至B位置，同時(shí)彈 簧測(cè)力計(jì)從圖中的A′位置勻速豎直上升至B′位置，在此過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)繩的拉力為F，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，請(qǐng)根據(jù)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析（g=10N/kg）； （1）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為　1.2　N：拉力F所做的功為　0.048　J。 （2）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為　83.3%　。（結(jié)果保留一位小數(shù)） 【分析】（1）由乙圖根據(jù)測(cè)力計(jì)分度值讀數(shù)；由甲圖知，繩子自由端移動(dòng)的距離，根據(jù)W總=Fs求拉力F所做的功； （2）由圖甲知，物體A上升的高度，根據(jù)G=mg求物體的重力； 根據(jù)W有=Gh求做的有用功；根據(jù)η=100%求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。 【解答】解：（1）由乙圖知，測(cè)力計(jì)分度值為0.2N，示數(shù)為1.2N，由甲圖知，繩子自由端移動(dòng)的距離為： s=8.50cm﹣4.50cm=4.00cm，拉力F所做的功為： W總=Fs=1.2N0.04m=0.048J； （2）由圖甲知，物體A上升的高度h=2.00cm，物體的重力： G=mg=0.2kg10N/kg=2N， 做的有用功： W有=Gh=2N0.02m=0.04J， 動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為：η==100%≈83.3%。 故答案為：（1）1.2；0.048；（2）83.3%。 　 23．（xx?綿陽(yáng)）某小組同學(xué)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)步驟有： （i）按照如圖所示安裝滑輪組，測(cè)鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置 （ii）用彈簧測(cè)力計(jì)緩慢拉動(dòng)繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s； （iii）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中（表格略）； （iv）多次改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)； （v）用動(dòng)滑輪質(zhì)量不同的兩個(gè)滑輪組吊相同的鉤碼，分別測(cè)機(jī)械效率； （vi）分析測(cè)量結(jié)果，討論影響機(jī)械效率的因素 回答以下問(wèn)題： （1）除了如圖所示器材和彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要的器材是　刻度尺　。 （2）滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式是η=　　（用直接測(cè)得的物理量符號(hào)表示）。 （3）關(guān)于影響滑輪組機(jī)械效率的因素，該小組同學(xué)討論后得到以下認(rèn)識(shí)，你認(rèn)為正確的有　ADE?。ㄌ钚蛱?hào)，可能不止一項(xiàng)正確）。 A．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越小 B．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越大 C．忽略摩擦，定滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同 D．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同 E．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越大 F．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越小 【分析】（1）（2）滑輪組是用繩子把定滑輪和動(dòng)滑輪組裝而成的機(jī)械裝置，根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率公式η====分析探究所需要測(cè)量的工具以及測(cè)量的量、表達(dá)式； （3）滑輪組機(jī)械效率與物體重力、動(dòng)滑輪的重力，以及摩擦力的大小有關(guān)，在有用功不變的情況下，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低。 【解答】解：（1）由圖可知，除了滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要測(cè)量高度的刻度尺； （2）由滑輪組的圖上可知，n=3 滑輪組做的有用功為W有=Gh，總功為W總=Fs， 機(jī)械效率的表達(dá)式為η==； （3）AB、在相同情況下，摩擦越大，所做的額外公功越多，機(jī)械效率越小，故A正確，B錯(cuò)誤； CD、忽略摩擦，滑輪組的機(jī)械效率，與定滑輪的質(zhì)量無(wú)關(guān)，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，重力相同，額外功相同，則機(jī)械效率相同，故C錯(cuò)誤、D正確； EF、忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，所做的有用功越多，則機(jī)械效率越大。故E正確、F錯(cuò)誤。 故選ADE。 故答案為：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE。 　 24．（xx?德州）測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率： 步驟 如圖所示為測(cè)量某滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。 ①實(shí)驗(yàn)時(shí)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。 ②分析表中數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)2是用圖　乙　做的實(shí)驗(yàn)。 ③實(shí)驗(yàn)序號(hào)3中的機(jī)械效率η=　80%　。 裝置圖 表格 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 鉤碼重量G/N 鉤碼上升高度h/m 繩端拉力F/N 繩端移動(dòng)距離s/m 機(jī)械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 8 0.1 3.1 0.3 86% 3 8 0.1 2.5 0.4 結(jié)論 通過(guò)比較　1、2?。ㄌ顚?shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。 通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率　越低　 問(wèn)題討論 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)靜止時(shí)讀數(shù)。你認(rèn)為他的想法 　不正確?。ㄟx填“正確”或“不正確”），因?yàn)樗麤](méi)有考慮到　摩擦力　對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。 【分析】（1）②根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，求出實(shí)驗(yàn)1中繩子的有效段數(shù)分析； 求出實(shí)驗(yàn)2中繩子的有效段數(shù)分析； ③根據(jù)η==100%求第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率： （2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，找出合適的次數(shù)； 比較實(shí)驗(yàn)2和3的相同條件和不同條件得出結(jié)論； （3）在測(cè)力計(jì)靜止時(shí)，不會(huì)克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦考慮。 【解答】解：（1）②根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，故實(shí)驗(yàn)1中繩子的有效段數(shù)： n===3； 實(shí)驗(yàn)2中繩子的有效段數(shù)： n===3； 由表格數(shù)據(jù)知：第1次實(shí)驗(yàn)物體的重力為4N，第2次物體的重力為8N，故第1次是用甲圖做的實(shí)驗(yàn)，第2次是用乙圖做的： ③第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率： η3===100%=80%； （2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，表格中1、2兩次實(shí)驗(yàn)符合要求，可以得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。 比較實(shí)驗(yàn)2和3可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低； （3）在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀出了數(shù)據(jù)，由于不會(huì)克服繩與輪之間的摩擦，所以測(cè)得的拉力偏小，她的想法是不正確的，因?yàn)樗龥](méi)有考慮到摩擦對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。 故答案為：②乙；③80%；1、2；越低；不正確；摩擦力。 　 25．（xx?欽州）下面是小明和小紅的“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 實(shí)驗(yàn)名稱：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 實(shí)驗(yàn)步驟： （1）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和　分度值　。 （2）如圖1所示，測(cè)量物體G所受的重力為　4.6N　。 （3）如圖2所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的數(shù)值，用　刻度尺　測(cè)出的物體G上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，將數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，可以知道他們選用的滑輪組是　乙?。ㄟx填甲”或“乙”） （4）僅改變重物G上升的高度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，記錄并計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物體重量G/N 物體上升高度h/cm 拉力F/N 彈簧測(cè)力計(jì)移機(jī)動(dòng)的距離s/cm 機(jī)械效率η 1 5.00 1.80 15.00 85.2% 2 8.00 1.77 24.00 86.6% 3 10.00 1.75 30.00 87.6% 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)討論與交流 ①小明和小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：　不科學(xué)?。ㄟx填“科學(xué)”或“不科學(xué)”），請(qǐng)說(shuō)明你的理由　根據(jù)η=100%，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)　。 ②小明認(rèn)為提升的物重會(huì)影響該滑輪組的機(jī)械效率，建議進(jìn)一步探究：改變　提升物體的重力　，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（3）步驟，計(jì)算出機(jī)械效率進(jìn)行比較分析。 【分析】（1）測(cè)力計(jì)使用前，要觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和分度值； （2）根據(jù)測(cè)力計(jì)分度值讀數(shù)； （3）測(cè)量長(zhǎng)度的工具是刻度尺；根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體升高高度的關(guān)系s=nh，根據(jù)繩n=求出繩子的有效段數(shù)分析回答； （4）①滑輪組的機(jī)械效率η====，據(jù)此分析； ②為得出普遍性的結(jié)論要多測(cè)量。 【解答】解：（1）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和分度值。 （2）如圖1所示，測(cè)力計(jì)分度值為0.2N，測(cè)量物體G所受的重力為4.6N； （3）如圖2所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測(cè)出的物體G上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s； 根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體升高高度的關(guān)系s=nh，繩子的有效段數(shù)n===﹣﹣﹣﹣==3，可以知道他們選用的滑輪組是乙； （4）①滑輪組的機(jī)械效率： η====，故滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)，由題意和表中數(shù)據(jù)，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的重力有關(guān)；小明和小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不科學(xué)； ②小明認(rèn)為提升的物重會(huì)影響該滑輪組的機(jī)械效率，建議進(jìn)一步探究：改變提升物體的重力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（3）步驟，計(jì)算出機(jī)械效率進(jìn)行比較分析。 故答案為：（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）①不科學(xué)；根據(jù)η=100%，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)；②提升物體的重力。 　 26．（xx?泰安）圖甲是某學(xué)習(xí)小組“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖。用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉動(dòng)繩子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到A′位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置上升到B′位置，在這個(gè)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)你根據(jù)他們做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題： （1）物體提升的高度是　5.0　cm，拉力是　2　N，該滑輪組的機(jī)械效率η=　75%??； （2）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機(jī)械效率　變小?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）。 【分析】（1）讀出BB之間的距離，根據(jù)滑輪組的特點(diǎn)求出物體上升的高度；根據(jù)測(cè)力計(jì)的分度值讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)；知道物體重力和物體升高的距離，求出繩子自由端移動(dòng)的距離，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；根據(jù)η=求出機(jī)械效率。 （2）根據(jù)額外功的變化判定機(jī)械效率的變化。 【解答】解：（1）測(cè)力計(jì)B位置勻速提升到B位置，測(cè)力計(jì)上升的高度為：s=15.0cm；由圖可知，有3段繩子拉著動(dòng)滑輪，則物體上的高度為：h=s=15.0cm=5.0cm； 由圖可知，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N； 該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η====75%； （3）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，此時(shí)有用功不變，克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功變大，故機(jī)械效率變小。 故答案為：（1）5.0； 2；75%；（2）變小。 　 27．（xx?黔南州）如圖為某同學(xué)測(cè)動(dòng)滑輪機(jī)械效率的示意圖。他用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子的自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的A′位置勻速豎直上升到B′位置，這個(gè)過(guò)程用時(shí)2秒，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)繩的拉力為F．請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)同學(xué)做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題： （1）準(zhǔn)備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺，其中多余的器材是　天平??； （2）如圖，由刻度尺的讀數(shù)可知，鉤碼上升的距離是　10.0　cm。 （3）若彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為1.2N，則這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是　83.3%　，拉力F做功的功率是　0.12　W。 【分析】（1）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出鉤碼的質(zhì)量； （2）根據(jù)刻度尺的分度值讀數(shù)； （3）讀出測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，根據(jù)機(jī)械效率公式求出效率，根據(jù)功率公式求出功率。 【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出鉤碼的質(zhì)量，故多余的器材是天平； （2）由圖可知，刻度尺的分度值是1cm，則鉤碼上升的距離為10.0cm； （3）彈簧測(cè)力計(jì)從25cm開(kāi)始上升，上升到45cm處，繩子末端移動(dòng)的距離s=20.0cm=0.2m； 拉力做的功即總功為：W總=FS=1.2N0.2m=0.24J； 有用功為：W有=Gh=mgh=0.2kg10N/kg0.1m=0.2J； 機(jī)械效率為：η===83.3%； 拉力F做功的功率是：P===0.12W。 故答案為：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。 　 28．（xx?襄陽(yáng)）某同學(xué)“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 實(shí)驗(yàn)時(shí)把更72N的物體吊在滑輪上，向上緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出物體上升高度和繩端移動(dòng)距離分別為0．lm和0.3m。圖小彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為　3　N，滑輪組機(jī)械效率為　80　%．如果用此滑輪組提升另一重為10N的物體，它的機(jī)械效率　變大　（填“變大”、“變小”或“不變”）。 【分析】根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀數(shù)； 根據(jù)η=100%=100%求出機(jī)械效率； 不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=100%=100%=100%=100%，據(jù)此進(jìn)行解答。 【解答】解：由圖可知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N，示數(shù)為3N； 滑輪組機(jī)械效率為：η=100%=100%=100%=80%； 不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率： 滑輪組的機(jī)械效率η=100%=100%=100%=100%，第一次提升物體的重力為7.2N，如果用該滑輪組提升10N的物體，物體的重力變大，滑輪組的機(jī)械效率變大。 故答案為：3；80；變大。 　 五．計(jì)算題（共6小題） 29．（xx?北京）如圖是用動(dòng)滑輪提升貨物A的示意圖。在豎直向上的拉力F的作用下，使重450N的貨物A在50s的時(shí)間里，勻速豎直上升了10m。在這個(gè)過(guò)程中，拉力F做的功為5000J．求： （1）有用功W有； （2）拉力F的功率P； （3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η。 【分析】（1）利用W=Gh求有用功； （2）知道拉力做的總功，利用P=求拉力做功功率； （3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。 【解答】解： （1）有用功： W有=Gh=450N10m=4500J； （2）已知拉力F做的功為5000J，即W總=5000J， 拉力做功的功率： P===100W； （3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率： η==100%=90%。 答：（1）有用功為4500J； （2）拉力F的功率為100W； （3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90%。 　 30．（xx?德陽(yáng)）如圖所示為一吊運(yùn)設(shè)備的簡(jiǎn)化模型圖，圖中虛線框里是滑輪組（未畫(huà)出），滑輪組繩子自由端由電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)，現(xiàn)用該設(shè)備先后搬運(yùn)水平地面上的物體A和B，已知兩物體重GA=1.75GB 當(dāng)對(duì)A施以豎直向上的拉力FA=1500N時(shí)，物體A靜止，受到地面支持力是NA 當(dāng)對(duì)B施以豎直向上的拉力FB=1000N時(shí)，物體B靜止，受到地面支持力是NB；且NA=2NB 求：（1）物體A的重力GA和地面支持力NA大??； （2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組繩子的自由端施以F=625N的拉力時(shí)，物體B恰好以速度v被勻速提升，已知此時(shí)拉力F功率為500W，滑輪組機(jī)械效率力80%，不計(jì)各種摩擦和繩子質(zhì)量，物體B的速度v為多少？ 【分析】（1）對(duì)A、B進(jìn)行受力分析，F(xiàn)A+NA=GA，F(xiàn)B+NB=GB，已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，列式可解； （2）知道提升重物B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率和繩子自由端的拉力，可利用公式η===計(jì)算出吊著物體的繩子的段數(shù)。 知道拉力F的大小和拉力F做功的功率，可利用公式P=FV計(jì)算出繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度，從而可以計(jì)算出物體B勻速上升的速度v。 【解答】解： （1）當(dāng)對(duì)A施以豎直向上的拉力FA=1500N時(shí)，物體A靜止，受到地面支持力是NA； 對(duì)A，由力的平衡條件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB， 所以①式可寫(xiě)為：1500N+2NB=1.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 當(dāng)對(duì)B施以豎直向上的拉力FB=1000N時(shí)，物體B靜止，受到地面支持力是NB； 對(duì)B，由力的平衡條件可得：FB+NB=GB，即：1000N+NB=GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ ②﹣③得，500N+NB=0.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ ③﹣④得，500N=0.25GB，解得GB=2000N， 代入解得：NB=1000N，GA=3500N；NA=2000N； （2）已知繩子自由端的拉力F=625N，η=80%，物體B重為2000N，設(shè)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為n， 則η=====80%， 解得：n=4。 又因?yàn)槔做功的功率P=500W， 由P=Fv得，繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度為： v繩===0.8m/s， 則物體B勻速上升的速度為：v=v繩=0.8m/s=0.2m/s。 答：（1）物體A的重力GA是3500N；地面支持力NA大小是2000N； （2）物體B的速度v為0.2m/s。 　 31．（xx?玉林）如圖所示是打撈物體的模擬裝置?，F(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端以0.5m/s的速度勻速拉動(dòng)滑輪組，經(jīng)過(guò)5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，物體離開(kāi)海面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)?.49m/s，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在海水中時(shí)增大了12%（不計(jì)物體的高度、繩重和摩擦，ρ物=7.6103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0103kg/m3）。求： （1）物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力； （2）物體在海底時(shí)的深度； （3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)； （4）物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)動(dòng)滑輪體積） 【分析】（1）物體排開(kāi)海水的體積等于物體的體積，利用阿基米德原理求浸沒(méi)在海水中受到的浮力； （2）由圖知，n=5，物體升高速度等于繩子自由端移動(dòng)速度的，利用速度公式求物體在海底時(shí)的深度； （3）利用p=ρgh求物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)； （4）利用G=mg=ρgV求物體重力；設(shè)物體在水中電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，P1=F1v1；物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，P2=F2v2；而物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%，據(jù)此求F1、F2的大小關(guān)系； 由圖知，n=5，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F1=（G﹣F浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），進(jìn)一步求出動(dòng)滑輪重力，物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率η==。 【解答】解： （1）物體浸沒(méi)在海水中時(shí)，排開(kāi)海水的體積：V排=V=0.1m3， 則物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力； F浮=ρ海水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.1m3=1000N； （2）由圖知，n=5，物體升高的速度： v物=v=0.5m/s=0.1m/s， 由題意可得，物體在海底時(shí)的深度： h=v物t=0.1m/s560s=30m； （3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)： p=ρ海水gh=1.0103kg/m310N/kg30m=3105Pa； （4）物體重力： G=mg=ρ物gV=7.6103kg/m310N/kg0.1m3=7600N， 設(shè)物體在水中時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，繩自由端的速度v1=0.5m/s， 則P1=F1v1=F10.5m/s； 物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，繩自由端的速度v2=0.49m/s， 則P2=F2v2=F20.49m/s； 由題知，物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%， 即：P2=P1（1+12%）， 代入數(shù)據(jù)可得：F20.49m/s=F10.5m/s（1+12%）， 解得：F2=F1， 由圖知，n=5，不計(jì)繩重和摩擦，兩次的拉力分別為： F1=（G﹣F浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪）， 可得： （G+G輪）=（G﹣F浮+G輪）， 解得：G輪=8F浮﹣G=81000N﹣7600N=400N， 物體在海面下勻速上升過(guò)程中，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力G﹣F浮 所做的功為有用功，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做功為額外功， 此過(guò)程中該滑輪組的機(jī)械效率： η===100%≈94.3%。 答：（1）物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力為1000N； （2）物體在海底時(shí)的深度為30m； （3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)為3105Pa； （4）物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率為94.3%。 　 32．（xx?青島）工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端被豎直拉上6m，額外功為300J．求滑輪組的機(jī)械效率 【分析】由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，由s=nh求出貨物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；已知額外功，根據(jù)W總=W有用+W額計(jì)算總功；最后根據(jù)公式η=求滑輪組的機(jī)械效率。 【解答】解：由圖知，n=3， 由s=nh可得，貨物提升的高度： h===2m， 則所做的有用功： W有用=Gh=600N2m=1200J； 拉力所做的總功： W總=W有用+W額=1200J+300J=1500J； 則滑輪組的機(jī)械效率： η==100%=80%。 答：滑輪組的機(jī)械效率為80%。 　 33．（xx?桂林）小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)放在樹(shù)下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開(kāi)始逐漸增加，每次物體被拉動(dòng)的距離均為1m。根據(jù)測(cè)量結(jié)果畫(huà)出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示。若不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，求： （1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是多大？ （2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是多大？ （3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動(dòng)物體嗎？用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明。 【分析】（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率； （2）當(dāng)f1=100N時(shí)，η1=50%，通過(guò)滑輪組拉動(dòng)水平面上的物體，有用功W有用=fs；由題知，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，額外功W額外=G動(dòng)s，總功等于有用功加上額外功，滑輪組的機(jī)械效率η1===，據(jù)此求動(dòng)滑輪重； 當(dāng)η2=75%時(shí)，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，機(jī)械效率η2===，據(jù)此求此時(shí)摩擦力；滑輪組的有用功率P有=f2v； （3）不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，拉力F=（f+G動(dòng)），和小熊的重力大小比較得出能否用此滑輪組拉動(dòng)物體。 【解答】解： （1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是50%； （2）當(dāng)f1=100N時(shí)，η1=50%， 通過(guò)滑輪組拉動(dòng)水平面上的物體，則有用功：W有用1=f1s， 由題知，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，則額外功：W額外=G動(dòng)s， 則總功：W總1=W有用1+W額外=f1s+G動(dòng)s， 所以，η1=====50%， 解得動(dòng)滑輪重：G動(dòng)=100N； 當(dāng)η2=75%時(shí)，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率： η2=====75%， 解得此時(shí)的摩擦力：f2=300N； 則滑輪組的有用功率： P有===f2v=300N0.1m/s=30W； （3）由圖可知，n=3， 不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)f3=1500N時(shí)，拉動(dòng)物體需要的拉力： F3=（f3+G動(dòng)）=（1500N+100N）≈533N， 小熊的重力為500N，根據(jù)力的作用是相互的，所以小熊給繩子的最大拉力等于其重力為500N，小于533N，故不能用此滑輪組拉動(dòng)物體。 答：（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是50%； （2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是30W； （3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，不能用此滑輪組拉動(dòng)物體。 　 34．（xx?南充）如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過(guò)程，已知物體下降的距離為3m，用時(shí)3s，工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為50kg。（物體未浸入水中，且不計(jì)繩重及摩擦） （1）求工人放繩的速度。 （2）求滑輪組的效率η1 （3）如果物體完全浸沒(méi)水中后滑輪的機(jī)械效率為η2，已知η1：η2=4：3（物體在水中仍勻速下降，動(dòng)滑輪不會(huì)浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦，g=10N/kg）。求當(dāng)物體完全浸沒(méi)水中后，工人對(duì)地面的壓力。 【分析】（1）根據(jù)v=算出物體的速度，根據(jù)繩子段數(shù)算出工人放繩的速度； （2）根據(jù)W有用=Gh算出有用功，根據(jù)W總=Fs算出總功；根據(jù)η=100%算出機(jī)械效率； （3）根據(jù)入水前的拉力和物體的重力，根據(jù)F=（G動(dòng)+G）算出動(dòng)滑輪重力；根據(jù)η1：η2=4：3算出物體完全浸沒(méi)水中后滑輪的機(jī)械效率η2 根據(jù)η=100%表示出對(duì)物體的拉力；根據(jù)G=mg算出人的重力，對(duì)人受力分析得出人對(duì)地面的壓力。 【解答】解： （1）物體下降速度為：v===1m/s； 因?yàn)橛?段繩子，所以