2024年中考物理压轴题大揭秘专题专题06滑轮组的综合计算含解析

Page1专题06滑轮组的综合计算考点01：悬挂类滑轮组的综合计算：此考点主要考查在滑轮组的作用下，悬挂在滑轮组下面的物体在滑轮拉力作用下，发生上下移动的题型。如图所示对于此种装置图中，求绳子末端拉力F的几种方法是：⑴F=G物+G动/n{不计各种摩擦}其中n指绳子的股数。⑵由η=G物/nF可推知：F=G物/nη⑶由P=FV拉得F=P/V拉其中的V指绳子移动的速度，不行代入物体移动的速度。2：对于此考点求几种不同的功对应的计算公式是：W有=G物h=W总×η=FS－G动h－Wf(Wf指克服各种摩擦做的额外功，若不考虑摩擦则W有=G物h=FS－G动h；W额=G动h,；（若考虑摩擦）W额=G动h+Wf,或者W额=FS－G物h，若求除动滑轮之外的额外功即Wf=FS－G物h－G动h。W总=FS=Pt=W有/η=G物h+G动h+Wf（若不计绳重及摩擦上式W总=G物h+G动h）。3：求滑轮组的机械效率常用的公式：⑴η＝Gh/FS⑵由η=G物h/G物h+G动h可得η=G物/G物+G动⑶η=G物/nF。4：求拉力做功的功率常用的公式：⑴P=W/t⑵P=FV拉=F×nV物【帮你归纳】1：当滑轮组没有给出绳子的绕法或股数时应先依据要求画出绳子的绕法确定绳子的股数；如要求画出绳子最省力的绕法，则通常画绳子的绕法时符合：“奇定偶动”的法则，即假如滑轮的个数是“奇数”如三个滑轮，通常从定滑轮起先绕起，绳子的股数最多；而假如是“偶数”滑轮，如2个或4个滑轮通常从动滑轮起先绕起，绳子的股数最多。【易错警示】对于不同的滑轮位置，通常可采纳“试绕”的方法，来确定最省力的绕法而不能死板的按上述方法来确定绳子的绕法。【帮你归纳】2：若题中没有给出详细要求，通常应先运用公式求出绳子的股数，求绳子股数常用的公式有：n=G物+G动/F或由n=G/F×η求出，其中F指作用于绳子末端的拉力。【帮你归纳】3：对于同一滑轮组当重物的重量发生变更时,有用功、总功与机械效率均会发后变更，在此种状况下应抓住动滑轮重量或额外功不变，若不计摩擦求动滑轮的方法是：①由FS=G物h+G动h得G动=nF－G物②依据η=G物/G物+G动代入η和G物值也可求得G动。例1：（2024·江苏泰州）小明利用如图所示的滑轮组，将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m，竖直向上的拉力为360N。求：(1)物体的重力（g取10N/kg）；(2)小明拉力的功率？(3)滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。【答案】(1)900N；(2)90W；(3)83.3%。【解析】(1)物体的重力是：G=mg=90kg×10N/kg=900N.(2)由图可知，担当物重的绳子段数n=3，物体匀速提升5m时，绳端移动的距离是：S=3h=3×5m=15m。小明拉力做功：W=FS=360N×15m=5400J,小明拉力的功率：P=W/t=5400J/60s=90W.(3)有用功：W有=Gh=900N×5m=4500J,滑轮组的机械效率：η=W有/W总=Gh/FS=(4500J/5400J)×100%≈83.3%.【变式1—1】（2024湖北襄阳中考）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。求:(1)滑轮组的机械效率；(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时额外功占总功的15%,求提升货物的重。

【答案】（1）80%（2）1020N。【解析】（1）有用功：W有=Gh=600N×2m=1200J又因为W总=1500J，所以η=（1200J/1500J）×100%=80%。（2）动滑轮绳子段数为3股，设货物上升的高度为h，则拉力移动的距离为3h，此是W总2=F×3h，此时W有2=G2h，因为额外功占总功的15%，所以有用功占总功的85%，即（G2h/F×3h）×100%=85%，由此可知，此时物体的重力G2=F×3×85%=400N×3×0.85=1020N。【变式1-2】（2024·鸡西）一个质量60kg的物体放在水平地面上，物体与地面的接触面积为0.1m2。工人用如图所示的滑轮组，在20s内将物体匀速提高了5m，工人在绳子自由端施加的拉力F为220N。（不考虑绳重和摩擦）求：（1）物体放在水平地面上时，对地面的压强；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力F做功的功率。【答案】（1）6000Pa（2）90.9%（3）165W。【解析】（1）物体对地面的压力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，物体对地面的压强P=F/S=600N/0.1m2=6000Pa。（2）此滑轮组由三股绳担当物重滑轮组对物体做的功即有用功为W有=Gh=600N×5m=3000J,拉力移动的距离s=nh=3×5m=15m,拉力F做功W总=Fs=220N×15m=3300J；滑轮组的机械效率η=W有/W总=(3000J/3300J)×100%=90.9%。（3）拉力F做功的功率P=W/t=3300J/20s=165W。例2：（2024河北中考模拟试题）如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重．不计绳重和摩擦，物体重G1从200N起先渐渐增加，直到绳子被拉断．每次匀称速拉动绳子将物体提升同样的高度．图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变更的图象．求：（1）此过程中滑轮组的机械效率随物重的增加而______．（填“增大”或“减小”）（2）每个滑轮重多少N（3）绳子能承受的最大拉力是多少。（4）滑轮组的最大机械效率是多少。【答案】（1）增大；（2）每个滑轮重100N；（3）绳子能承受的最大拉力是500N；（4）滑轮组的最大机械效率是90%．【解析】（1）由图乙知，滑轮组的机械效率随物重的增加而增大。

（2）由图可知：当物体重200N时，机械效率为50%．由公式η=G物h/G物h+G动h=G物/G物+G动代入题中已知数据可得G动=200N，由图可知动滑轮为两个，所以每个滑轮重100N．

（3）当绳子要被拉断时拉力最大，由图可知物体在1800N时绳子断了，则F=G物+G动/n=1800N+200N/4=500N。

（4）由题图可知绳子的股数n=4依据F=（G+G动）/n可得绳子的最大拉力为500N时物体的重力：G最大=nF最大－G动=4×500N－200N=1800N，此时滑轮组的机械效率η′=（G最大/G最大+G动）×100%=(1800N/2000N)×100%=90%．【变式2—1】（2024·四川遂宁）小雨同学家装修新居，看到工人师傅运用如图所示的种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，感觉该装置简洁易制、便利快捷，大大削减了工人搬运材料的劳动强度。小雨视察到电动机的输出功率800W，将两袋（每袋质量50kg）水泥匀速提升到10m高的4楼须要用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变。请帮小雨完成下列问题：（g＝10N/kg）（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？（2）电动机对绳子的拉力多大？（3）该滑轮组的机械效率多大？【答案】（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是2m/s，（2）电动机对绳子的拉力为400N，（3）该滑轮组的机械效率为83.3%。【解析】（1）物体上升的速度v＝＝＝m/s，由图可知，水泥由3段绳子担当，则此次吊装过程中绳子自由端移动的速度v绳＝3v＝3×m/s＝2m/s。（2）由P＝可得电动机做功：W总＝Pt＝800W×15s＝1.2×104J，由W总＝Fs可得电动机对绳子的拉力：F＝＝＝400N。（3）有用功：W有＝Gh＝2×50kg×10N/kg×10m＝1.0×104J。该滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈83.3%。【名师点评】本题考查了运用滑轮组拉力的计算、功的计算、功率的计算、机械效率的计算等多个学问点，是一道综合性较强的题目。考点02：水平移动类滑轮组的综合计算：此考点通常考查物体在水平面在滑轮组的作用移动的相关力学学问，如下图所示物体在滑轮组拉力作用下克服摩擦力发生移动，竖直方向上的重力与支持力通常不是此种题型要探究的物理量且相互平衡。此种题型常用的对应公式是：W有=fSW总=FS=W有η，机械效率η＝fs物/Fs拉=f/nF。(其中的f指物体与地面之间的摩擦力，F指绳子末端的拉力)。【易错警示】此题型应留意只要物体对水平面的压力不变更，接触面的粗糙程度不发生变更，物体在水平面上运动的速度对摩擦力的大小不产生影响，假如物体的重力或对水平面的压力发生变更时，物体和水平面的摩擦力将发生变更，导致其它物理量也将发生变更。例1：(2024唐山路北区三模)如图所示,用滑轮组拉重400N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动,滑轮组的机械效率为80%.运动中物体A受地面的摩擦力为200N,人对地面的压强为20000Pa.(不计绳重､滑轮摩擦),地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同始终线上.已知人与地的接触面积为300cm.求:(1)拉力的功率。(2)人的重力是多少。(3)此滑轮组可以达到的最大机械效率是多少。【变式1-1】（2024·桂林）小能在课外实践活动中，用如图17甲所示的滑轮组匀速拉动放在一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N起先渐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m.依据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小的关系图像，如图17乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦求:

(1)由图17乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大?(2)当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大?(3)当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳还能用此滑轮组拉动物体吗?用计算结果说明。

【答案】（1）50%（2）30N（3）见下面解析部分【解析】（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组的机械效率为50%。（2）当物体受到的摩擦力为100N时，此时的机械效率为：η=W有/W总=fS物/fS物+G动S物=50%，可解得：G动=f=100N,当滑轮组的机械效率为75%时，此时物体受到的摩擦力为f'此时滑轮组的机械效率η'=f'/f'+G动=75%，解得此时摩擦力f'=3G动=300N，此时滑轮组的有用功率为：P有=W有/t=f'V物=300N×0.1m/s=30W.(3)当物体与地面的摩擦力为f2'=1500N时，要拉动物体，作用在绳子自由端的拉力为：F=f2'+G动/3=1500N+100N/3=533N>500N,由于此时的拉力超出小熊的体重，所以不能用此滑轮组拉起物体。考点03：浮力类滑轮组的综合计算：此考点即考查滑轮的学问又考查浮力的学问，为浮力与滑轮的综合题型，如下图此类题型通常物体即受到向下的重力又受到竖直向上的拉力和浮力，但通常不计水对物体的阻力；此种题型常用到的计算公式是：W有=(G—F浮)h=G【1—（ρ水/ρ物)】h。机械效率η＝(G—F浮)h/Fs。W总=FS=(G—F浮)h+G动h(不计水的阻力与各种摩擦），且F浮=ρ液gV排更是求解浮力最常用的计算公式。【帮你归纳】正确解答此考查中的题目，即要正确分析物体受力，还要正确运用浮力与滑轮的计算公式。例1：（2024·广元）用如图所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的物体，已知G物=300N，圆柱形容器底面积S=600cm2，物体浸没在水中时水面高度为90cm，当物体完全离开水面后，水面高度为80cm，已知物体浸没在水中被提升时此装置的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间摩擦及水的阻力）ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）物体浸没在水中时，水对容器底的压强；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）物体完全离开水面后匀速提升时所需拉力F。【答案】(1)900Pa(2)60N(3)120N。【解析】（1物体浸没在水中时水面高度为90cm，则水对容器底的压强P=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.9m=9000Pa.物体的体积V物=Sh=600cm2×(90cm—80cm)=6×10-3m3.物体浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×61.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N。

（3）物体浸没时由于不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力，则有η＝eq\f(W有,W总)×100%=(G物—F浮）h/(G物—F浮+G)h×100%，代入相关数据解得：G动=60N；完全拉出水面后，与动滑轮相连的绳子段数是3，此时所需拉力F=1/n(G物+G动）=1/3(300N+60N)=120N.。【变式1—1】（2024河北盐山竞赛试题）如图甲是建立大桥时所用的起吊装置示意图，运用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变更的图象．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，已知A的重力为2×104N，A上升的速度始终为0.1m/s．（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响），求：（1）长方体A未露出水面时受到的浮力?；（2）长方体A的密度；（3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率；（4）把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强。【答案】（1）1×104N（2）2×103kg/m3（3）2500W(4)4×104Pa。【解析】（1）依据图乙可知，A未露出水面所受的拉力F1=1×104N，故A没有露出水面时受到的浮力：F浮=G－F1=2×104N－1×104N=1×104N。（2）由阿基米德原理：F浮=ρ物gV物可知：V排=F浮/ρ物g=1×104N/（103kg/m3×10N/kg）=1m3，因为A浸没在水中，所以A的体积：VA=V排=1m3,A的质量：m=G/g=2×104kg/10N/kg=2000kg，故A的密度：ρA=m/VA=2000kg/1m3=2×103kg/m3.(3)由η=W有/W总=Gh/F×nh=G/nF，可得：n=G/Fη=2×104N/0.8×6.25×103N=4,则F的移动速度：V=4×0.1m/s=0.4m/s故拉力F的功率：P=W总/t=FV=6.25×103N×0.4m/s=2500W。（4）由题意可得A的高度：L=VAt′=0.1m/s×(100s－80s)=2m，则A的横截面积：SA=VA/L=1m3/2m=0.5m2，A对地面的压强：PA=F/SA=G/SA=2×104N/0.5m2=4×104Pa.【变式1-2】(2024连云港)如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方肯定高度处。图乙是拉力F随时间t变更的关系图像。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,g=10N/kg,求::(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小。(2)金属块的密度。(3)假如干脆将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小。【答案】(1)80N(2)2.7×103kg/m3(3)5.4×103Pa【解析】（1）在t2—t3时间内2F2=G，则G=2×108N=216N；在0—t1时间内，2F1+F浮=G，则F浮=G—2F1=80N。（2）依据F浮=ρ液gV排可得V排=80N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-3m3，又因为G=ρ金gV则ρ金=G/gV=216N/10N/kg×8×10-3m3=2.7×103kg/m3。(3)因为V=a3，所以可得物体的边长a=0.2m,物体的底面积S=0.04m2,金属块平放在水平地面上,它对地面的压强P=F/S=G/S=216N/0.04m2=5.4×103Pa。例2：(2024海南中考）如图甲所示用电动机和滑轮组把密度为3×103kg/m3，体积为1m3的矿石从水底匀速竖直打捞起来，g=10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3，求：（1）矿石的重力；（2）矿石浸没在水中受到的浮力；（3）矿石露出水面前，电动机对绳子的拉力的功率为2.5kW，矿石上升过程中，S-t图像如图乙所示，求滑轮组的机械效率；（4）假如不计绳子重及摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何变更？为什么？【答案】（1）3×104N（2）1×104N（3）80%（4）增大，理由见解析部分。【答案】（1）矿石的质量G=ρgV=3×103kg/m3×10N/kg×1m3=3×104N.(2)因为矿石浸没在水中，所以V排=V物=1m3则矿石受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N。（3）由乙图可知，矿石10s上升的高度为1m，则滑轮组的有用功W有=（G—F浮）h=2×104J，W总=Pt=2.5×103W×10s=2.5×104J，则滑轮组的机械效率η=（W有/W总）×100%=(2×104J/2.5×104J)×100%=80%。(4)增大，矿石露出水面之后和露出水面之前相比，在提升相同高度的状况下，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例增大，所以滑轮组的机械效率增大。考点04：压强类滑轮组的综合计算：此考点将压强和滑轮的学问整合一种题型中，在分析物体受力的提下综合电运用压强与滑轮的学问，去求解与压强及滑轮组有关的各个物理量综合性较强。如下图所示，人站在地面上用力拉物体时，若拉力较小，此时物体并没有离开地面此时物体受到三个力的作用，即：物体的重力G、滑轮对物体向上的拉力F、地面对物体向上的支持力FN，此时物体对地面的压力F压=FN=G—F拉，此时物体对地面的压强P=（G物—F拉）/S物，同理人此时也受到三力的作用，即人的重力G人、绳子向上的拉力F拉、地面对人的支持力FN，此时人对地面的压强P=（G人—F拉）/S脚；此时人对绳子的拉力F=（G物—F拉）+G物/n，n指绕过动滑轮的绳子的股数（不计绳子重及各种摩擦）。【易错警示】此种题型肯定要正确分析物体受力，无论是静止在水平面上的物体还是站立在水平面的人只要处于静止状态，就肯定受到平衡力的作用，但不肯定是受二力平衡，通常可以三力平衡，且记静止在水平面上的物体受到的支持力等于物体对水平面的压力。例1：（2024山东青岛中考模拟试题）小雨受到的重力为640N，他站在水平地面上时对地面的压强为1.6×104Pa．（1）他用图甲所示滑轮组匀速提升物体A，滑轮组的机械效率为90%（不计绳重和摩擦），此时他对水平地面的压强为6×103Pa则物体A重力GA。。（2）如图乙所示，若他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为0.3m的正方体B（不计水的阻力、绳重和摩擦），当物体B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，小雨对水平地面的压强为匀速提升物体A时对水平地面压强的，则求物体B的密度ρB。。【答案】（1）1080N，（2）6×103kg/m3。【解析】（1）依据P=F/S可得F=PS，因为小雨受到的重力为F1=640N，对地面的压强为：P1=1.6×104Pa，提升物体时对地面的压强P2=6×103Pa,所以F1/F2=P1S/P2S=P1/P2=8/3,所以F2=240N，因为小雨站在地面上没有动，所以他受力平衡，所以绳子对他的拉力：F=F1－F2=640N－240N=400N，所以W有=Gh，W总=FS=400N×3h=1200h,依据η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝(Gh/1200h)×100%=90%,所以GA=1080N，因为有三段绳子，且不计绳子重及摩擦，所以由F=（G+G动）/3可得：G动=120N。（2）小雨对水平地面的压强为匀速提升物体A时对水平地面压强的1/2,所以依据P=F/S可知F=PS所以F1/F2′=P1S/P2′S=2P1/P2′=16/3,所以F2′=120N，又因为他用此滑轮组从水下缓慢提起B物体，所以他受力平衡，所以绳子对他的拉力：F′=F1－F2′=640N－120N=520N，因为有三段绳子，所以F′=（GB+G动－F浮）/3，解得：GB－F浮=1440N，因为物体B的下表面所受水的压强为2000Pa，依据P=ρgh可知，h=P/ρg=2000Pa/1×103kg/m3×10N/kg=0.2m，所以F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×（0.3m2×0.2m）=18N,所以GB=1620N，又因为ρB=m/V=GB/gV=1620N/10N/kg×（0.3m）3=6×103kg/m3.【变式1-1】(2024达州中考)如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力F1为400N，此时滑轮组的机械效率η1为75%（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽视不计，g=10N/kg）。（1）请你依据题目中的条件，推断出工人所运用的滑轮组是下列中的图。（2）工人的质量为60kg，双脚与地面接触面积为2.5×10-3m2，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变更了4×104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮力。（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为180W，求物体上升的速度。【答案】（1）A（2）300N（3）0.2m/s【解析】解：（1）当物体完全露出水面时，滑轮组的机械效率：η===，所以通过动滑轮绳子的段数：n====3，A图中通过动滑轮绳子的段数为3，B图中通过动滑轮绳子的段数为4，C图中通过动滑轮绳子的段数为5，所以工人所运用的滑轮组是A图。（2）由题知，绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽视不计，当物体完全露出水面时，F=1/3×（G物+G动），所以G动=3F﹣G物=3×400N—（90kg×10N/kg）=300N，此时人对地面压力：F压=G人﹣F=60kg×10N/kg﹣400N=200N，物体完全浸没在水中时对滑轮组的拉力：F拉'=G物﹣F浮，完全露出后物体对滑轮组拉力F拉=G物，所以物体被打捞出水面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，所以人对地面压力变小，压强变小，由p=F/S可得物体完全露出水面后，人对地面压力增大量：△F=△pS=4×104Pa×2.5×10-3m2=100N，所以物体完全浸没在水中时人对地面压力大小：F压'=F压+△F=200N+100N=300N，此时人对绳子自由端拉力：F'=G人﹣F压'=（60kg×10N/kg）—300N=300N，且由于F'=（F拉'+G动）/3=（G物﹣F浮+G动）/3所以：F浮=G物+G动﹣3F'=（90kg×10N/kg）+300N﹣3×300N=300N。（3）依据P=W/t=FS/t可得P=FV，所以当物体完全浸没在水中时绳子自由端拉力的速度是：V=P/F=180W/300N=0.6m/s，由V拉=nV物可得，物体的上升速度：V物=V拉/n=0.6m/s/3=0.2m/s。1：（2024·黑龙江龙东）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N。求：(1)物体上升的高度；(2)滑轮组的机械效率；(3)拉力的功率。【答案】(1)0.5m；(2)90%；(3)90W。【解析】(1)物体上升的高度：h=Vt=0.1m/s×5s=0.5m。（2）因为W有=Gh=810N×0.5m=405J；绳子的末端通过的距离：S=3h=3×0.5m=1.5m，W总=Fs=300N×1.5m=450J所以滑轮组的机械效率：η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(405J,450J)×100%＝90%。（3）拉力的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(450J,5s)＝90W。2：(2024四川达州中考)如图所示,工人打算用一根最多能承受400N力的绳子(若超过绳子将断裂)绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同､体积不同的实心物体A和B.完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力｡已知动滑轮的质量为20kg(绳的质量､绳与滑轮的摩擦､滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计,连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂,g=10N/kg)求:(1)物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时,物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少｡(2)在物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为75%,物体A的密度是多少｡(3)若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时,物体B最多露出多少体积时绳子将断裂｡【答案】(1)物体A的重力是1000N,工人拉力的功率是600W｡(2)物体A的密度是2.5×103kg/m3｡(3)物体B最多露出25dm3时绳子将断裂｡【解析】(1)G动=m动g=20kg×10Nkg=200N,物体有三段绳子担当,n=3F=(GA+G动)400N=(GA+200N)GA=1000N绳子自由端移动的速度:V=nV'=3×=0.5m/s=1.5m/sP=Fv=400N×1.5m/s=600W｡物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组提起的力:F'=GA﹣F浮=1000N—ρ水gVA则：η==75%=可解得:VA=4×10﹣2m3GA=ρAgVA,所以:1000N=ρA×10N/kg×4×10﹣2m3ρA=2.5×103kg/m3.(3)GB=ρBgVB=2.5×103kg/m3×10N/kg×50×103m3=1250N,F=(GB﹣F'浮+G动)400N=(1250N﹣F'浮+200N)F'浮=250N,V排===2.5×10﹣2m3=25dm3，V露=VB﹣V排=50dm3﹣25dm3=25dm3.3：（2024·通辽）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置图，汽车部分参数如下表。每次重物都以1m/s的速度匀速上升，提升重2400N的物体时，滑轮组的效率为80%，不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦，取g=10N/kg。求：（1）提升重物时汽车对水平地面的压强；（2）汽车拉绳的力做功的功率。【答案】（1）3×105Pa(2）3000W。【解析】（1）汽车对水平地面的压力为F=G=mg=3000kg×10N/kg=3×104N；提升提升重物时汽车对水平地面的压强为P=F/S=3×104N/250×10-4m2=3×105Pa.。（2）机械效率公式η＝eq\f(W有,W总)=G/nF,可知F=G/nη=2400N/3×80%=1000N，汽车拉绳的力做功的功率P=FV=1000N×3×1m/s=3000W。4：（2024·赤峰）用如图所示的滑轮组将货物匀速向上提升3m，人的拉力F为200N，这个过程中滑轮组提升货物的机械效率为80%，求：（1）绳子自由端移动的距离S；（2）人的拉力F做的功；（3）货物的重力。【答案】（1）9m(2)1800J(3)480N。【解析】（1）由图可知有3股绳，绳子自由端移动的距离为s=nh=3×3m=9m。（2）人的拉力做的功为W=Fs=200N×9m=1800J。（3）由滑轮组提升货物的机械效率为80%，可得η＝W有/W=Gh/W可得：物体的自不量力G=W×η/h=1800J/3m=480N.5:（2024·江苏省泰州市泰兴市试验中学集团联盟中考物理模拟）一个滑轮组如图所示，细线重及轮与轴之间的摩擦忽视不计。匀速拉动细线将重为30N的物体提升1m，用时5s，滑轮组的机械效率为50%。（1）提升物体所做有用功的功率是多少？（2）提升物体所用拉力的大小是多少？（3）现渐渐增大物体的重力，用同样方式提升物体，当物体重力达到120N时细线刚好被拉断。求细线刚好被拉断时滑轮组的机械效率。【答案】（1）提升物体所做有用功的功率是6W。（2）提升物体所用拉力的大小是20N。（3）细线刚好被拉断时滑轮组的机械效率80%。【解析】（1）提升物体所做有用功：W有＝Gh＝30N×1m＝30J，有用功的功率是：P有＝＝＝6W。（2）由图可知，n＝3，由题知，η＝＝＝＝＝＝50%，解得提升物体所用拉力F＝20N。（3）细线重及轮与轴之间的摩擦忽视不计，F＝（G+G动）＝（30N+G动）＝20N，解得，G动＝30N，则细线刚好被拉断时滑轮组的机械效率：η′＝＝＝＝×100%＝80%。6：（2024·潍坊）如图所示，工人用滑轮组提升重为400N的货物所用拉力恒为240N，货物被匀速提升10m。求:（1）工人做的功（2）滑轮组的机械效率。【答案】（1）4800J（2）83.3%。【解析】（1）由图知n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×10m=20m，工人做的功：W总=Fs=240N×20m=4800J.（2）提升物体做的有用功：W有=Gh=400N×10m=4000J，则滑轮组的机械效率：η=（W有/W总）×100%=(4000J/4800J)×100%≈83.3%。7:（2024贵州中考）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，匀称实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽视不计，金属块始终匀速上升。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。【答案】（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N；（2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J。【解析】（1）因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积：V排＝VA＝m/ρ＝80Kg/8×103kg/m3＝0.01m3；金属块所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N.由图知，运用的滑轮组n＝2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽视不计，人的拉力：F＝1/2×（GA﹣F浮+G动）＝1/2×（80kg×10N/kg﹣100N+100N）＝400N.（3）拉力端移动距离S＝2h＝2×2m＝4m，人的拉力所做的功：W＝Fs＝400N×4m＝1600J。8:（2024·潍坊）如图所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以lm/s的速度匀速上升8m，已知矿石重2700N，动滑轮重300N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：（1）汽车拉力的大小；（2）汽车拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。【答案】（1）1000N（2）3000W（3）90%【解析】（1）由图可知，n=3，则汽车拉力的大小为F=1/3（G石+G动）=1/3（2700N+300N）=1000N。汽车运动的速度为V=3V石=3×1m/s=3m/s，则汽车拉力的功率为P=W/t=FV=1000N×3m/s=3000W。

（3：滑轮组的机械效率为η=（W有/W总）×100%=（G/G+G动）×100%=（2700N/2700N+300N)×100%=90%。9：（2024攀枝花中考试题）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重为G=9×104N的货物A沿斜面对上匀速运动，货物A的速度为V=2m/s，经过t=10s,货物A竖直上升h=10m，已知对绳子的拉力F的功率P=120kw，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；（2）汽车对绳的拉力大小；（3）斜面的机械效率。【答案】（1）1.2×106J（2）20000N（3）75%。【解析】（1）由W=Pt可得10s内汽车对绳的拉力所做的功W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J.(2)贷物匀速直线运动时，10s内移动的距离s=Vt=2m/s×10s=20m.，依据W=FS可得汽车对绳的拉力大小F=W/S=1.2×106J/60m=20000N.(3)由图知，滑轮组对绳子的拉力F拉=3F车=3×20000N=60000N，斜面做的有用功W有=Gh=9×104N×10m=9×105J,斜面做的总功W有=F拉h=60000N×20m=1.2×106J,则斜面的机械效率η=（W有/W总）×100%=(9×105J/1.2×106J)×100%=75%.10：(2024连云港)如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方肯定高度处。图乙是拉力F随时间t变更的关系图像。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,g=10N/kg,求::(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小;(2)金属块的密度;(3)假如干脆将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小。【答案】(1)80N(2)2.7×103kg/m3(3)5.4×103Pa。【解析】（1）在t2—t3时间内2F2=G，则G=2×108N=216N；在0—t1时间内，2F1+F浮=G，则F浮=G—2F1=80N。（2）依据F浮=ρ液gV排可得V排=80N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-3m3，又因为G=ρ金gV则ρ金=G/gV=216N/10N/kg×8×10-3m3=2.7×103kg/m3。(3)因为V=a3，所以可得物体的边长a=0.2m,物体的底面积S=0.04m2,金属块平放在水平地面上,它对地面的压强P=F/S=G/S=216N/0.04m2=5.4×103Pa。11：(2024石家庄长安区二模试题）A、B为形态相同的实心匀称正方体，边长为20cm，两物体静止在水平面上；B的重力为320N，其对地面的压强为4000Pa；A对地面的压强恰好为0，动滑轮轮的重力为20N（不计绳重及摩擦，绳子不行伸长，g=10N/kg),求：（1）B的密度；（2）A的重力；（3）若在B物体底部沿水平方向切下一块放在A物体的正上方，使A物体对地面的压强变为4000Pa，求B物体切掉的厚度△h.【答案】（1）4×103kg/m3(2)300N(3）10cm。【解析】（1）正方体B的密度ρB=G/gV=320N/10N/kg×(0.2)3=4×103kg/m3。(2）B物体对地面的压力FB=PS=4000Pa×（0.2m）2=160N，力的作用是相互的，地面对B的支持力也为160N，绳子对B的拉力F=G—F支=320N—160N=160N，由nF=GA+G动可得：GA=nF—G动=2×160N—20N=300N。（3）叠加后地面对A的支持力FA｀=FA=PA×SA=4000Pa×（0.2m)2=160N，设B水平切去的部分重为△G，则有n（GB—△G）=GA+G动+△G—FA｀代入数据可解得：△G=160N；B物体切去的厚度△h=(△G/GB)×hB=(160N/320N)×20cm=10cm。13：（2024河北盐山二中二模试题）小雨用滑轮组提升重物，每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和空气的阻力。（g=10N/kg）求：(1)物体A的质量为50kg，求物体A的重力是多少。（2）如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N，地面对物体A的支持力是100N，为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少。（3）小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉到空气中，拉力F随时间t变更的图象如图丙所示，已知F2与F1之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%，求液体的密度是多少？【答案】（1）50N（2）1200J（3）1×103kg/m3。【解析】(1)物体A的重力GA=mg=50kg×10N/kg=500N。(2)甲图中，A在拉力作用下没有被拉起，此时A物体受到三个力的作用，即竖直向下的重力，竖直向上的支持力和竖直向上的绳子的拉力，此时小雨对绳子自由端的拉力为150N可得F拉=150N=G动+（GA－F支）/3，代入题中相关的已知数据可得：G动=50N；乙图中绳子移动的距离S=3h=8m，则小雨对绳子的拉力F乙=GA+2G动/4=500N+100N/4=150N.所以小雨做的功W=FS=150N×8m=1200J。(3)当用乙图提升B物体时，依据ρB=0.02m3,因当物体B出水后F2=GB+2G动/4=100N,由题意可知，当物体没有出水时，绳子的拉力F1=（GB－F浮）+2G动/4代入F1=50N，及GB和G动的数值可解得：F浮=200N，依据F浮=ρgV排可得液体密度ρ液=1×103kg/m3。14:(2024年邢台二模）小明想利用如图甲所示的滑轮组将质量为8kg的物体A提升，物体A与地面的接触面积为0.04m2若悬挂质量相等的2个钩码，将恰好竖直向上匀速拉动物体A，拉力大小设为F，在2s内钩码下降了1m，若提升物体A过程中滑轮组的机械效率为80%，（不计绳重和摩擦，g=10N/kg)求：提升物体A过程中，做的有用功及动滑轮的重力；一个钩码的重力以及拉力F的功率；（3）若悬挂一个钩码时拉力为F1，如图乙，面且物体A没有离开地面，乙图中的物体A对地面的压强是多少？【答案】（1）40J、20N（2）25W（3）1250Pa。【解析】（1）物体A的重力G=mg=8kg×10N/kg=80N，物体A被提升的高度h=(1/2)S=0.5m.提升A物体过程做的有用功W有=Gh=80N×0.5m=40J；动滑轮的重力为G动由×100%=90%可得G动=20N。×100%=80%可解得：F=50N，因为物体A匀速拉动，所以钩码匀速下降依据平衡力的学问且绳子的股数为2故一个钩码的重力为G=25N。因为钩码对绳子的拉力等于绳子对钩码的拉力，则F1=G=25N，设乙图中滑轮对物体A的拉力为F2则F1=1/2×(G动+F2)可解得F2=30N，则此时A对水平面的压力F3=GA—FA=50N，则物体A此时对水平面的压强P=F3/S=50N/0.04m2=1250Pa.15:（2024江苏镇江中考）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。桶的质量忽视不计，g取10N/kg。（1）求桶中水的质量。（2）求这桶水对地面的压强。（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N，求该滑轮组的机械效率。【答案】（1）10kg（2）500Pa（3）83.3%。【解析】（1）水的体积V=0.01m3,则水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.01m3=10kg.。(2)这桶水的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N,桶的质量不计，则水桶对地面的压力F=G=100N，这桶水对地面的压强P=F/S=100N/0.2m2=500Pa。(3)由图知，通过动滑轮的绳子股数为3，由滑轮组的机械效率η=Gh/FS=G/nF=G/3F=100N/3×40N=83.3%。16:（2024河北中考说明检测试题）用一条细绳将三个滑轮连接成如图所示的滑轮组，每个滑轮重为100N，在绳子自由端施加拉力F，将物体A在10s内匀速提升了2m,在此过程中滑轮组的机械效率为50%，（不计绳子重及摩擦），（1）求物体A的重力及拉力F做功的功率。（2）若细绳能承受的最大拉力是500N，不考虑物体与滑轮之间绳子的承受力，求此滑轮组机械效率的变更范围。【答案】（1）40W（2）0—90%。【解析】（1）由题意W额=G动h=100民×2m=200J,17:（2024邢台一模）如图所示，提篮及物体总重为1140N，其中物体重为1020N，提篮与水平地面的接触面积为，工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体上升的速度为。（不计绳重及摩擦）（1）工人师傅拉绳的功率；（2）滑轮组提升重物的机械效率；（3）体重为450N的小明站在提篮内利用此滑轮组提升该重物，但物体没有被提动，求提篮对地面的最小压强。【答案】（1）240W（2）85%（3）200Pa。【解析】（1）由图可知，绳子的段数为2所以拉力移动速度为0.4m/s,因拉力的大小为600N，依据P=W/t=FV拉，则工人师傅拉绳的功率为：P=600N×0.4m/s=240W.（2）不计绳重及摩擦,滑轮组提升重物的机械效率为：η=（W有/W总）×00%=G/nF=(1020N/2×600N)×100%=85%。（3）不计摩擦及绳重，由公式可知，动滑轮的重力为：