中考物理总复习《机械效率计算题》专项测试卷(带有答案)

第第页试卷第=page22页，共=sectionpages1717页中考物理总复习《机械效率计算题》专项测试卷(带有答案)学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________1．如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速提升物体B时，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。已知动滑轮受到的重力为200N，在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。求：（1）提升物体A时，绳子自由端的速度；（2）拉力F的功率；（3）物体B受到的重力；（4）提升物体B时动滑轮的机械效率。

2．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，向下拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重450N，两个滑轮重力相等，不计滑轮组的绳重和轴摩擦。求：（1）绳子自由端受到向下的拉力F。（2）绳子自由端拉力的功率P。（3）动滑轮的重力G动。（画出动滑轮和物体A整体的受力分析图）（4）支架对定滑轮的拉力T。（画出定滑轮的受力分析图）

3．如图所示，工地有4t沙子，工人站在水平地面上，用竖直向下的力F拉动绳子自由端，可使重力为400N的沙子匀速上升。此时，滑轮组的机械效率为80%。已知：两个滑轮质量相等，麻袋一次可装重1800N的沙子，麻袋质量、绳重和摩擦不计。求：（1）忽略麻袋，将动滑轮和沙子视为一个整体，做受力分析；（2）匀速提升400N沙子时，绳子自由端受到的拉力；（3）动滑轮的重力；（4）若工人重力为700N，支架可承担的最大拉力是1600N，绳子和滑轮足够结实。在保证安全的情况下，此滑轮组一次可以匀速提升沙子的最大重力Gmax。4．如图甲所示，用卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过动滑轮提升重力为的物体并使其匀速上升时，卷扬机对动滑轮绳子端的拉力为F，平台对卷扬机的支持力为，拉力F的功率为P，动滑轮的机械效率为％；已知被提升物体移动的距离随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的重力为，吸盘和绳子的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取。求：（1）拉力F的大小；（2）平台对卷扬机的支持力；（3）拉力F的功率P；（4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是，此时动滑轮提升重物的机械效率是多少？5．如图所示，放在水平地面上的物体A，质量为114kg，物体A与水平地面的接触面积为1.5×103cm2。工人师傅用600N的拉力F匀速向上提升物体A，物体A上升的速度为0.2m/s。不计摩擦及绳重，g取10N/kg。求：(1)工人师傅5s时间做的功。(2)提升物体A时，此滑轮组的机械效率。(3)若工人师傅用450N的拉力提升物体A，物体A没有被拉动，求此时物体A对地面的压强。6．如图所示，体重为的小刚用滑轮组提升的重物时，若滑轮组的机械效率．不计绳重和轴摩擦．求：（1）动滑轮受到的重力；（2）地面对小刚的支持力；（3）绳子能够承受的最大拉力，滑轮组的最大机械效率．7．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，计算：（1）绳子自由端拉力的功率；（2）地面对该工人的支持力；（3）支架对定滑轮的拉力。8．如图甲所示，是使用动滑轮匀速提升物体的装置图。如图乙所示，是提升不同重物时卷扬机对绳子竖直向上拉力F与卷扬机拉动绳子速度v的关系图像。当使用这个装置提升重力为500N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。不计绳重及轮与轴的摩擦。求：（1）提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力FA；（2）动滑轮受到的重力G动；（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.4m/s，此时滑轮组的机械效率η。9．如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求：（1）滑轮对物体A做的功；（2）动滑轮的质量；（3）动滑轮的机械效率；（4）工作台面对卷扬机的支持力。10．如图甲所示的装置，A是重的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为和。质量为的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示。小张同学与地面的接触面积为，忽略绳重及摩擦g取。求：（1）内拉力F的功率；（2）动滑轮所受的重力；（3）内人对地面的压强；（4）用此装置匀速提升重物时的最大机械效率。11．图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，不计绳重及摩擦，卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力FA；（2）求动滑轮受到的重力G动；（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s，求此时滑轮组的机械效率η。（计算结果保留数）12．用如图所示的滑轮组，将重为450N的重物匀速提高2m，所用的拉力为200N。不计绳重和滑轮组的摩擦。（1）此过程中人通过滑轮组所做的总功是多少？机械效率是多少？（2）求动滑轮的重。（3）若小明用此滑轮组以0.2m/s的速度提升某重物，知此时机械效率为60%，求此时拉力的功率。13．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体A匀速上升。已知该工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求∶（1）画出工人的受力分析图；（2）该工人对地面的压强；（3）滑轮组的机械效率；（4）支架受到滑轮组的拉力。14．如图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的柱形石料M的示意图。在整个打捞过程中，石料以恒定的速度v=0.1m/s上升，石料离开水面之后绳子自由端的拉力F=1000N。图乙是钢丝绳的拉力T随时间变化的图象，t=0时刻石料刚好离开湖底，g取10N/kg。求：（1）石料的质量m；（2）石料完全浸没在水中受到的浮力F浮；（3）湖底受到水的压强p；（4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率η。15．如图甲是用滑轮组提升货物的示意图。在拉力F的作用下，货物被匀速竖直提升。此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系如图乙所示。g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计。求：(1)货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率η；(2)动滑轮的质量m动；(3)当绳子自由端的拉力F为500N，货物以0.1m/s的速度被匀速提升时，拉力F的功率P。16．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人竖直向上拉动绳子，使货物匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为810N，动滑轮重为90N。不计滑轮组的绳重和摩擦，求：（1）工人拉绳子的过程中，工人的拉力F；（2）工人拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率η；（3）工人拉绳子的过程中，工人对水平台面的压力F压。

17．建筑工人用如图所示的滑轮组提升一堆砖块，已知托板重200N，动滑轮重50N，每个砖块重100N，工人的质量是70kg，不计绳重和轮轴处的摩擦，g取10N/kg。（1）工人用竖直向下的拉力拉动绳子，匀速提升5个砖块时，求：①工人对绳子的拉力大小。②工人对水平地面的压力大小。③滑轮组的机械效率。（结果保留整数）（2）通过计算，分析讨论该建筑工人用此装置最多可以提升几个砖块。

18．如图甲所示的装置，A是重15N的物体，绳子自由端能承受的最大拉力为45N，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：（1）第2s内拉力F的功率为多少？（2）此装置匀速提升重物的最大机械效率为多少？（若除不尽，结果保留小数点后一位）19．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为800N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：（1）该滑轮组的机械效率；（2）拉力F的功率；（3）动滑轮受到的重力；（4）该工人利用此滑轮组提升不同货物时，支架受到滑轮组的最大拉力。20．如图所示，建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处，已知建筑材料的质量m=80kg，卷扬机向下拉绳子的力F=500N，建筑材料上升的速度是1m/s，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg。求：（1）将建筑材料和动滑轮看成一个整体，对它进行受力分析；（2）动滑轮所受的重力G动；（3）滑轮组的机械效率η；（4）卷扬机向下的拉力F的功率。21．如图所示，质量为60kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。滑轮组中的绳均沿竖直方向，绳重和摩擦均可忽略不计，且绳足够结实，取g=10N/kg，求：（1）滑轮组的机械效率η；（2）地面对工人的支持力大小F支；（3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率ηm。22．如图所示，用滑轮组提升质量为2×l03kg的物体A。物体A以0.lm/s的速度匀速上升的过程中，电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W，g取10N/kg。求：（1）物体A受到的重力G；（2）电动机对绳子自由端的拉力F；（3）该滑轮组的机械效率η。23．如图所示，用滑轮组将重为G＝1800N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W，金属块浸没在水中时被匀速提起的速度为v1＝0.8m/s，金属块的密度为8×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）金属块未露出水面以前的机械效率η；（2）金属块被提出水面后匀速上升的速度v2（计算结果保留两位小数）。24．如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：（1）工人对物体做的有用功；（2）拉力F做功的功率；（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。25．小明用如图所示滑轮组把重的物体匀速提高，所用时间为9s。（1）若不计滑轮重、绳重及轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力大小；（2）求小明提升该物体的过程中，所做有用功的功率大小；（3）若动滑轮所受重力为，不计绳重及轴与轮间摩擦，求此过程中滑轮组的机械效率。参考答案与解析1．如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速提升物体B时，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。已知动滑轮受到的重力为200N，在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。求：（1）提升物体A时，绳子自由端的速度；（2）拉力F的功率；（3）物体B受到的重力；（4）提升物体B时动滑轮的机械效率。

【答案】（1）0.2m/s；（2）100W；（3）3800N；（4）95%【详解】（1）由图甲可知，由乙图图象可知，提升物体A时，绳子自由端移动的距离，所用的时间，则绳子自由端的速度为（2）不计绳重和摩擦时拉力拉力的功率（3）由乙图图象可知，提升物体B时，绳子自由端移动的距离，所用的时间，物体B上升的速度为在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，由可得，物体B时的拉力由可得，物体B受到的重力（4）提升物体B时动滑轮的机械效率2．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，向下拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重450N，两个滑轮重力相等，不计滑轮组的绳重和轴摩擦。求：（1）绳子自由端受到向下的拉力F。（2）绳子自由端拉力的功率P。（3）动滑轮的重力G动。（画出动滑轮和物体A整体的受力分析图）（4）支架对定滑轮的拉力T。（画出定滑轮的受力分析图）

【答案】（1）250N；（2）50W；（3）50N；（4）800N【详解】（1）由图可知，承担重物的绳子股数，滑轮组的机械效率则绳子自由端的拉力（2）物体A上升的速度v物=0.1m/s，绳子自由端移动的速度绳子自由端拉力的功率（3）不计滑轮组的绳重和轴摩擦，动滑轮和物体A作为一个整体，受到向上的拉力F拉1、重力的作用，如图所示：

由图知所以动滑轮重力（4）定滑轮受力，如图所示：

支架对滑轮组的拉力

3．如图所示，工地有4t沙子，工人站在水平地面上，用竖直向下的力F拉动绳子自由端，可使重力为400N的沙子匀速上升。此时，滑轮组的机械效率为80%。已知：两个滑轮质量相等，麻袋一次可装重1800N的沙子，麻袋质量、绳重和摩擦不计。求：（1）忽略麻袋，将动滑轮和沙子视为一个整体，做受力分析；（2）匀速提升400N沙子时，绳子自由端受到的拉力；（3）动滑轮的重力；（4）若工人重力为700N，支架可承担的最大拉力是1600N，绳子和滑轮足够结实。在保证安全的情况下，此滑轮组一次可以匀速提升沙子的最大重力Gmax。【答案】（1）整体受竖直向下的重力和两端绳子对该整体竖直向上的拉力；（2）250N；（3）100N；（4）900N【详解】解：（1）忽略麻袋，将动滑轮和沙子视为一个整体，该整体受竖直向下的重力和两端绳子对该整体竖直向上的拉力。由题意可知，该整体做匀速直线运动，受力平衡，故该整体受到的重力和拉力大小相等，方向相反，在同一直线上。（2）由图可知，承担物重的绳子段数n为2；由可知，滑轮组的机械效率故匀速提升400N沙子时，绳子自由端受到的拉力（3）由可知，动滑轮的重力（4）由题意可知，支架可承担的最大拉力代入数据可得计算得施加在绳子上的最大拉力F拉=500N，则此滑轮组一次可以匀速提升沙子的最大重力4．如图甲所示，用卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过动滑轮提升重力为的物体并使其匀速上升时，卷扬机对动滑轮绳子端的拉力为F，平台对卷扬机的支持力为，拉力F的功率为P，动滑轮的机械效率为％；已知被提升物体移动的距离随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的重力为，吸盘和绳子的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取。求：（1）拉力F的大小；（2）平台对卷扬机的支持力；（3）拉力F的功率P；（4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是，此时动滑轮提升重物的机械效率是多少？【答案】（1）240N；（2）840N；（3）960W；（4）85％【详解】解：（1）由图甲可知，绳子的段数为2段，则s=2h，所以由于动滑轮的机械效率为η=75％，物体的重力为G=360N，则解得：拉力F=240N。（2）卷扬机受到重力、绳子的拉力和平台对它的支持力，且卷扬机处于静止状态，则平台对卷扬机的支持力F支=G机+F=600N+240N=840N（3）2s内运动的高度为4m，则2s内绳子移动的距离为s=2×4m=8m2s内拉力做功为拉力F的功率为（4）吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，这种情况下，则，由于n=2，则若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是Gm=680N，此时动滑轮提升重物的机械效率是5．如图所示，放在水平地面上的物体A，质量为114kg，物体A与水平地面的接触面积为1.5×103cm2。工人师傅用600N的拉力F匀速向上提升物体A，物体A上升的速度为0.2m/s。不计摩擦及绳重，g取10N/kg。求：(1)工人师傅5s时间做的功。(2)提升物体A时，此滑轮组的机械效率。(3)若工人师傅用450N的拉力提升物体A，物体A没有被拉动，求此时物体A对地面的压强。【答案】(1)1200J；(2)95％；(3)2000Pa【详解】解：(1)工人师傅5s时间做的功(2)由可得，滑轮组的机械效率为(3)不计绳重以及摩擦力所以动滑轮重工人师傅拉绳子时的拉力等于重力因为所以绳子对物体的拉力物体对地面的压力物体对地面的压强6．如图所示，体重为的小刚用滑轮组提升的重物时，若滑轮组的机械效率．不计绳重和轴摩擦．求：（1）动滑轮受到的重力；（2）地面对小刚的支持力；（3）绳子能够承受的最大拉力，滑轮组的最大机械效率．【答案】（1）100N（2）500N（3）90%【详解】（1）．滑轮组的机械效率为：代入数据，G=400N，即可求出动滑轮重力为：G0=100N；（2）．由图像可知，绳子股数n=5，因此拉力F为：即绳子对小刚的拉力为100N，由力的平衡条件可知，此时地面对小刚的支持力为：；（3）．由推导式可知提起的重物重力越大，机械效率越高，因此，当拉力为最大值200N时，机械效率最高，此时物体重力最大为：机械效率为：．7．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，计算：（1）绳子自由端拉力的功率；（2）地面对该工人的支持力；（3）支架对定滑轮的拉力。【答案】（1）120W；（2）200N；（3）960N【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率解得.绳子自由端移动的速度绳子自由端拉力的功率（2）地面对该工人的支持力（3）不计滑轮组的绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力由两个滑轮质量相等可知，两个滑轮的重力也相等，定滑轮的重力则支架受到滑轮组的拉力8．如图甲所示，是使用动滑轮匀速提升物体的装置图。如图乙所示，是提升不同重物时卷扬机对绳子竖直向上拉力F与卷扬机拉动绳子速度v的关系图像。当使用这个装置提升重力为500N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。不计绳重及轮与轴的摩擦。求：（1）提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力FA；（2）动滑轮受到的重力G动；（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.4m/s，此时滑轮组的机械效率η。【答案】（1）300N；（2）100N；（3）66.7%【详解】解：（1）由图像可知，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，由图乙可知，卷扬机对绳子的拉力FA=300N。（2）由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，动滑轮受到的重力G动=nF-G物=2×300N-500N=100N（3）卷扬机的拉动绳子的功率因卷扬机的拉动绳子的功率保持不变，若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.4m/s，卷扬机对绳子的拉力物体B的重力GB=nFB-G动=2×150N-100N=200N此时滑轮组的机械效率9．如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求：（1）滑轮对物体A做的功；（2）动滑轮的质量；（3）动滑轮的机械效率；（4）工作台面对卷扬机的支持力。【答案】（1）1800J；（2）50kg；（3）90%；（4）3000N【详解】解：（1）滑轮对物体A做的有用功W有=Gh=4500N×0.4m=1800J（2）卷扬机拉力做的总功W总=Pt=1000W×2s=2000J则额外功W额=W总-W有=2000J-1800J=200J不计绳重和摩擦，动滑轮的重力动滑轮的质量（3）动滑轮的机械效率（4）卷扬机的重力G卷=m卷g=50kg×10N/kg=500N由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×0.4m=0.8m卷扬机的拉力卷扬机受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和工作台面对卷扬机的支持力的共同作用，处于静止状态，由力的平衡条件可知，工作台面对卷扬机的支持力F支=G卷+F=500N+2500N=3000N10．如图甲所示的装置，A是重的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为和。质量为的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示。小张同学与地面的接触面积为，忽略绳重及摩擦g取。求：（1）内拉力F的功率；（2）动滑轮所受的重力；（3）内人对地面的压强；（4）用此装置匀速提升重物时的最大机械效率。【答案】（1）40W；（2）4N；（3）；（4）84%【详解】解：（1）由图知，n=2，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，物体A上升的速度是2.5m/s，由图乙可知拉力F拉2=8N，第内拉力F的功率（2）忽略绳重及摩擦，动滑轮所受的重力（3）人的重力G人=m人g=45kg×10N/kg=450N0～1s内拉力是10N，第内人对地面的压强（4）当C绳拉力为时，所拉物体最大重力用此装置匀速提升重物时的最大机械效率11．图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，不计绳重及摩擦，卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力FA；（2）求动滑轮受到的重力G动；（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s，求此时滑轮组的机械效率η。（计算结果保留数）【答案】（1）450N；（2）50N；（3）86%【详解】解：（1）由图像可知时（2）由得（3）由图像得时所以卷扬机的功率卷扬机拉物体B，且拉动绳子的速度为0.5m/s时的拉力因此物体B的重力此时滑轮组的机械效率12．用如图所示的滑轮组，将重为450N的重物匀速提高2m，所用的拉力为200N。不计绳重和滑轮组的摩擦。（1）此过程中人通过滑轮组所做的总功是多少？机械效率是多少？（2）求动滑轮的重。（3）若小明用此滑轮组以0.2m/s的速度提升某重物，知此时机械效率为60%，求此时拉力的功率。【答案】（1）1200J，75%；（2）150N；（3）75W【详解】（1）绳子移动的距离为人通过滑轮组所做的总功为有用功为机械效率为（2）不计绳重和摩擦时，动滑轮的重力为（3）机械效率为60%时，所提升物体的重力为此时物体所受的拉力为此时拉力的功率为13．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体A匀速上升。已知该工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求∶（1）画出工人的受力分析图；（2）该工人对地面的压强；（3）滑轮组的机械效率；（4）支架受到滑轮组的拉力。【答案】（1）（2）4000Pa；（3）90%；（4）960N【详解】解：（1）工人重500N，绳子拉力300N，根据受力平衡可得，地面支持力如图所示：（2）该工人对地面的压力等于地面支持力工人对地面的压强（3）拉动滑轮绳子有2段，滑轮组的机械效率（4）以动滑轮为研究对象，根据力的平衡可求得滑轮重支架受到滑轮组的拉力14．如图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的柱形石料M的示意图。在整个打捞过程中，石料以恒定的速度v=0.1m/s上升，石料离开水面之后绳子自由端的拉力F=1000N。图乙是钢丝绳的拉力T随时间变化的图象，t=0时刻石料刚好离开湖底，g取10N/kg。求：（1）石料的质量m；（2）石料完全浸没在水中受到的浮力F浮；（3）湖底受到水的压强p；（4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率η。【答案】（1）160kg；（2）400N；（3）；（4）80%【详解】解：（1）由图乙可知，当石料离开水面后，钢丝绳的拉力为1600N，石料受到的拉力和重力是一对平衡力，故，它受到的重力G=T1=1600N石料的质量（2）由图乙可知，石料完全浸没在水中受到的拉力为1200N，故它受到的浮力F浮=G-T2=1600N-1200N=400N（3）由图乙知，当50s时，石料离开水面，故湖深为湖底受到水的压强（4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率15．如图甲是用滑轮组提升货物的示意图。在拉力F的作用下，货物被匀速竖直提升。此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系如图乙所示。g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计。求：(1)货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率η；(2)动滑轮的质量m动；(3)当绳子自由端的拉力F为500N，货物以0.1m/s的速度被匀速提升时，拉力F的功率P。【答案】(1)75%；(2)10kg；(3)100W【详解】(1)如图乙所示为此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系，可知当货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率η为75%。(2)动滑轮与两股绳子接触，n=2，滑轮组的机械效率表达式为则绳端拉力为当该滑轮组的机械效率η为75%时，货物重300N，即绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计时，由拉力与重物重力、动滑轮之间的关系得则动滑轮的质量为(3)当货0.1m/s的速度被匀速提升时，绳子自由端的移动速度为当绳子自由端的拉力F为500N，拉力的功率为16．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人竖直向上拉动绳子，使货物匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为810N，动滑轮重为90N。不计滑轮组的绳重和摩擦，求：（1）工人拉绳子的过程中，工人的拉力F；（2）工人拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率η；（3）工人拉绳子的过程中，工人对水平台面的压力F压。

【答案】（1）300N；（2）90%；（3）900N【详解】解：（1）由图可知，承担物重绳子的根数n=3，工人的拉力（2）滑轮组的机械效率（3）对工人进行受力分析，此时人受到向下的重力、绳子向下的拉力和平台向上的支持力，因此工人对水平台面的压力等于平台对工人向上的支持力，即F压=F支=G人+F拉=600N+300N=900N17．建筑工人用如图所示的滑轮组提升一堆砖块，已知托板重200N，动滑轮重50N，每个砖块重100N，工人的质量是70kg，不计绳重和轮轴处的摩擦，g取10N/kg。（1）工人用竖直向下的拉力拉动绳子，匀速提升5个砖块时，求：①工人对绳子的拉力大小。②工人对水平地面的压力大小。③滑轮组的机械效率。（结果保留整数）（2）通过计算，分析讨论该建筑工人用此装置最多可以提升几个砖块。

【答案】（1）①；②325N；③67%；（2）11块砖【详解】解：（1）①由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳子，不计绳重和轮轴处的摩擦，工人对绳子的拉力②工人受到重力、地面的支持力和绳的拉力，工人对水平地面的压力和地面对它的支持力是相互作用力，大小相等，工人对水平地面的压力③滑轮组的机械效率为（2）工人对绳子的拉力不大于自身受到的重力，即解得所以工人用此装置最多可以提升11块砖。18．如图甲所示的装置，A是重15N的物体，绳子自由端能承受的最大拉力为45N，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：（1）第2s内拉力F的功率为多少？（2）此装置匀速提升重物的最大机械效率为多少？（若除不尽，结果保留小数点后一位）【答案】（1）40W；（2）94.4%【详解】解：（1）由图象知，第2s内拉力，A上升速度，由图甲知，通过动滑轮绳子的段数，所以绳端的速度拉力F的功率（2）忽略绳重及摩擦，由可得，动滑轮重力当绳端拉力达到最大时，提起物体的重力最大同一滑轮组提起的物体越重，效率越高，所以此装置匀速提升重物的最大机械效率19．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为800N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：（1）该滑轮组的机械效率；（2）拉力F的功率；（3）动滑轮受到的重力；（4）该工人利用此滑轮组提升不同货物时，支架受到滑轮组的最大拉力。【答案】（1）75％；（2）80W；（3）100N；（4）2500N【详解】解：（1）由图可知，该滑轮组动滑轮上有2段绳子承载物重，则滑轮组的机械效率（2）绳端移动的速度拉力F的功率（3）拉力承载的总重动滑轮重力（4）绳端的最大拉力能提起的最大重力两个滑轮质量相等，则动滑轮的重力支架受到滑轮组的最大拉力20．如图所示，建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处，已知建筑材料的质量m=80kg，卷扬机向下拉绳子的力F=500N，建筑材料上升的速度是1m/s，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg。求：（1）将建筑材料和动滑轮看成一个整体，对它进行受力分析；（2）动滑轮所受的重力G动；（3）滑轮组的机械效率η；（4）卷扬机向下的拉力F的功率。【答案】（1）将建筑材料和动滑轮看成一个整体，受到竖直向上的两个拉力的作用和竖直向下的重力的作用；（2）200N；（3）80%；（4）1000W【详解】解：（1）将建筑材料和动滑轮看作一个整体，受到竖直向上的两个拉力的作用和竖直向下的重力的作用。（2）建筑材料的重力由图知，滑轮组由2段绳子承担物重，设提起质量m的建筑材料时卷扬机对绳的拉力为F，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，根据动滑轮受力关系可得（3）滑轮组的机械效率（4）卷扬机的速度卷扬机向下拉力F的功率：21．如图所示，质量为60kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。滑轮组中的绳均沿竖直方向，绳重和摩擦均可忽略不计，且绳足够结实，取g=10N/kg，求：（1）滑轮组的机械效率η；（2）地面对工人的支持力大小F支；（3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率ηm。【答案】（1）75%；（2）200N；（3）83.3%【详解】解：（1）工人做的有用功为W有用=Gh=600N×1m=600J拉力做的总功W总=800J，滑轮组的机械效率为（2）由图可知，承担重物的绳子股数n=2，绳端移动的距离为s=nh=2×1m=2m绳端的拉力为对人受力分析可知，人受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力和地面对人的支持力，三力平衡，故地面对工人的支持力大小为F支=G人-F=60kg×10N/kg-400N=200N（3）绳重和摩擦均可忽略不计，由可知，提起600N的物体时，动滑轮的重力为G动=2F-G=2×400N-600N=200N当人对地面的压力为0时，提起的物体最重，滑轮组的机械效率最高，此时绳端的拉力为F拉=G人=60kg×10N/kg-=600N把动滑轮和最重物体看成一个整体，对其受力分析可知：动滑轮和货物的向下的重力、两根绳子向上的拉力，整个装置匀速运动，整体平衡，故有G大=2F拉