2025年中考物理热点题型归纳与变式演练（全国）图像题03 简单机械、机械效率（解析版）

图像题03简单机械、机械效率（多选）1．（2023•成都）如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（）A．绳子自由端移动的距离15m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大【解答】解：A、物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m＝5m，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×5m＝10m故A错误；B、ab＝2m，bc＝3m，绳子自由端移动的距离分别为：s1＝2×2m＝4m，s2＝2×3m＝6m，由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的功为：W＝W1+W2＝F1s1+F2s2＝60N×4m+100N×6m＝840J；故B正确；C、本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和在bc段动滑轮提升的高度不同，根据W＝Gh，故拉力F在ab段做的额外功不等于在bc段做的额外功；D、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因100N大于60N，故可知bc段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机效率为：η=W动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，故滑轮组的机械效率变大，故D正确。故选：BD。2．（2022•通辽）用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．拉力F为350N B．绳子自由端移动的速度为0.5m/s C．动滑轮重为50N D．该滑轮组的机械效率为83.3%【解答】解：A．由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总＝6000J，由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，由W总＝Fs可得，拉力：F=WB．绳子自由端移动的速度：v=sC．忽略绳重及摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重力：GD．拉力做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑轮组的机械效率：η=W有W故选：C。（多选）3．（2022•青岛）如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F＝200N，货物上升的高度h与所用时间t关系的图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）A．动滑轮的重力G动＝20N B．货物上升的速度v＝0.4m/s C．拉力F的功率P＝80W D．动滑轮的机械效率η＝90%【解答】解：A、不计绳重和摩擦，由F=12（G+GG动＝2F﹣G＝2×200N﹣360N＝40N，故A错误；B、由货物上升的高度h与所用时间t关系的图象可得，货物上升的速度：v=ℎt=4mC、绳子移动的速度v绳＝2v＝2×0.4m/s＝0.8m/s，拉力F的功率P=Wt=D、不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率η=W故选：BD。4．（2022•镇江）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA＝AB＝BC，则F为6N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变小，F与（1l）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（1l）的关系图线为图2中的②【解答】解：（1）由图1可知，O为杠杆的支点，B点拉力F的力臂OB＝OA+AB＝2OA，A点作用力的力臂为OA，由杠杆平衡条件可得：F×OB＝G×OA，解得：F=OAOB×G=OA2OA（2）由题意可知，保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，根据杠杆平衡条件可得：F×l＝G×OA，解得：F=G×OA×1由题意可知，此过程中物体M的重力G和力臂OA不变，拉力F的力臂l变大，则拉力F变小；（3）将M从A移至B，由杠杆平衡条件可得：F×l＝G×OB，解得：F=G×OB×1由数学知识可知，Ⅰ、Ⅱ两式中拉力F与1l由图1可知，OB＞OA，则Ⅱ式的斜率大于Ⅰ式的斜率，因此将M从A移至B，F与1l的关系图线为过原点且斜率比图线①大的图线②故答案为：6；小；②。5．（2023•南充）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系pA﹣t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系p人﹣t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1，A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1：η2＝15：16，ρ水＝1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g＝10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。（1）求池水深度和A的上升速度；（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；（3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；（4）求动滑轮的重力。【解答】解：（1）由图乙可知最大压强为4×104Pa，深度最深，根据液体压强公式p＝ρgh可得h池水=p由图乙可知物体A从池底到离开水面底面压强不断减小，用时20s，可得A的上升速度v=s（2）由图丙知人对地面的压强与时间关系，第15s时压强最大为0.4×104Pa，物体A刚要离开水面；第20s时压强最小为0.2×104Pa，物体A刚完全离开水面；物体A的高度：h＝vt＝0.2m/s×5s＝1m，物体A的体积：V＝Sh＝200×10﹣4m2×1m＝2×10﹣2m3，A未露出水面受到的浮力：F浮＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m2＝200N；（3）人的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，由图丙知人对地面的压强与时间关系，第15s时压强最大为0.4×104Pa，物体A刚要离开水面，此时人对地面压力为F＝pS＝0.4×104Pa×500×10﹣4m2＝200N；第20s时压强最小为0.2×104Pa，物体A刚完全离开水面，此时人对地面压力为F＝pS＝0.2×104Pa×500×10﹣4m2＝100N；由二力平衡可知，人的重力等于绳对人的拉力加上地面对人的支持力（地面对人的支持力和人对地面的压力大小相等）所以，A未露出水面前人对绳的拉力F＝600N﹣200N＝400N，A全部露出水面后人对绳的拉力F＝600N﹣100N＝500N；（4）由图甲可知，滑轮组绳子的段数n＝2，当A未露出水面前人对绳的拉力F＝400N，此时G物+G动﹣F浮＝2F＝2×400N＝800N，机械效率η1=G当A全部露出水面后人对绳的拉力F＝500N，此时G物+G动＝2F＝2×500N＝1000N，机械效率η2=G因为η1：η2＝15：16，即16η1＝15η2，得16×G物解得G物＝800N，则动滑轮的重力：G动＝1000N﹣G物＝1000N﹣800N＝200N。6．（2023•鼓楼区校级模拟）如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，不计绳重和摩擦。现改变的物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（）A． B． C． D．【解答】解：动滑轮的重力不可忽略，若不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功为额外功；物重增大，有用功逐渐增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率逐渐增大，但机械效率不可能增大到100%，只能接近100%，所以机械效率增大得越来越缓慢，机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故B正确，ACD错误。故选：B。7．（2023•福田区模拟）如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．动滑轮重为40N B．绳子自由端移动的速度为0.5m/s C．拉力做功功率为300W D．该滑轮组的机械效率为83.3%【解答】解：AC．由图甲可知n＝2，则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总＝6000J，由W总＝Fs可得，绳子自由端的拉力为：F=W忽略绳重及摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重力：G拉力做功的功率为：P=WB．绳子自由端移动的速度：v=sD．所做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑轮组的机械效率：η=W有W故选：C。8．（2023•大丰区校级模拟）如图所示，某轻质木板的左端可绕O点转动，右端放一重为G的物块。当物块向木板的左端匀速滑动时，在竖直向上的拉力F的作用下，木板始终在水平位置保持静止。则拉力F与物块滑动时间t的关系图象可能是（）A． B． C． D．【解答】解：如图所示：动力臂为OA＝L，杠杆受到物体的压力（阻力）F′＝G，阻力臂为OB，物块向左做匀速滑动，则阻力臂OB＝OA﹣vt＝L﹣vt，因杠杆平衡，故有：F×OA＝F′×OB＝G×（OA﹣vt），即：F×L＝G×（L﹣vt），则F＝G−vG因G、v、L为常数，所以拉力F与运动时间t是一次函数关系，当t增大时，F减小，变化关系为直线，故A正确。故选：A。9．（2023•泉州二模）如图，在学校科技节活动中，质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车，以速度v从A点匀速通过一重为G的水平独木桥，独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示B端支柱所受压力F与时间t的关系是（）A． B． C． D．【解答】解：重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着，分别对水平独木桥的支持力为FA、FB，水平独木桥受到重力为G，独轮车对独木桥的压力为F＝（m+m人）g，以A为支点，独轮车对独木桥的压力的力臂为vt，根据杠杆平衡条件：FBL＝G×12L+（m+m则FB=12G+1压力与支持力是一对相互作用力，所以B端支柱所受压力F＝FB=12G+1由此可知B端支柱所受压力F与时间t是一条一次函数的图象（不经过原点）。故选：C。10．（2023•莱阳市模拟）用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M重力为760N，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）．下面分析中（）①动滑轮的重力为40N②当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%③此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N④当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730NA．只有①②正确 B．只有②③④正确 C．只有③④正确 D．只有①③正确【解答】解：（1）由v=st=ℎ根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000J，由图甲可知，滑轮组由2段绳子承担物重，则拉力端移动距离s＝2h＝2×10m＝20m，由W总＝Fs得拉力：F=W总s（2）当物体M没有露出水面时，物体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3＝30N，不计绳重和摩擦力大小，绳子自由端的拉力F=12（G﹣F浮+G则动滑轮的重力：G动＝2F﹣G+F浮＝2×400N﹣760N+30N＝70N，故①错误；（3）当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力：F拉＝G﹣F浮＝760N﹣30N＝730N，故④正确；（4）当物体M没有露出水面时，滑轮组的机械效率：η=W有W故选：C。11．（2023•青铜峡市二模）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计端重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，下列说法正确的是（）A．反映绳子自由端运动的图线是B B．动滑轮重为50N C．3s内对物体做的有用功为900J D．该滑轮组的效率为83.3%【解答】解：A、由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像，故A错误；B、不计绳重和摩擦，拉力F=13（G+G动），则动滑轮重力：GC、由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m，对物体做的有用功W有＝Gh＝200N×1.5m＝300J，故C错误；D、滑轮组的机械效率：η=W有W故选：D。12．（2023•广水市模拟）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（）A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．滑轮组中动滑轮重10N C．拉力的功率为50W D．该滑轮组的机械效率为90%【解答】解：滑轮组省力但费距离，则绳子自由端移动距离s大于物体上升的高度h，由图乙可知，在t＝4s内，物体上升的高度h＝2m，绳子自由端移动距离s＝6m，由s＝nh可得，滑轮组承担物重的绳子股数：n=sA、绳子自由端移动的速度：v=sB、不计绳重和摩擦，拉力F=13（G+GG动＝3F﹣G＝3×100N﹣270N＝30N，故B错误；C、拉力做功的功率：P=WD、滑轮组的机械效率：η=W故选：D。13．（2023•玉溪一模）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体，每次物体提升的高度均为1m，滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（）A．滑轮组中A滑轮可以省功 B．动滑轮的重力为5N C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为10J【解答】解：A、使用任何机械都不能省功，所以滑轮组中A滑轮可以省功，故A错误；B、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：η=W则动滑轮重力为：G动＝10N，故B错误；C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为1m，提升动滑轮上升的高度也都是1m。不计绳重和摩擦，每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×1m＝10J，故D正确。故选：D。14．（2023•秦都区校级三模）如图甲所示，用一个重为200N的动滑轮分别匀速提升重物A、B，在卷扬机拉力的作用下，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、b所示。已知重物A的重力为800N，两次提升物体的过程中，卷扬机拉力的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（）A．重物A上升的速度为20cm/s B．重物B的重力为4000N C．卷扬机拉力的功率为200W D．提升重物B时动滑轮的机械效率为95%【解答】解：A、由图甲可知n＝2，由乙图图象可知，提升物体A时，绳子自由端移动的距离sA＝40cm＝0.4m，所用的时间tA＝2.0s，则绳子自由端的速度为：vA=s则物体A上升的速度：v物A=1nvABC、不计绳重和摩擦时拉力：F=1n（GA+G动）根据P=Wt=由图乙可知，提升物体B时，绳子自由端竖直移动的速度：vB=s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P＝Fv可得，物体B时的拉力：FB=P由F=12（G+G动）可得，物体B受到的重力：GB＝2FB﹣GCD、根据η=W有用W总故选：D。15．（2023•雁塔区校级模拟）小明关注到长沙4.29楼房坍塌救援现场用到了起重机，其中涉及到滑轮知识，他设计了图甲所示模型装置，虚线框内是由三个相同的滑轮安装成的滑轮组，每个滑轮重10N，利用该滑轮组提升质量为10kg的物体，拉力的功率为150W，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重，g取10N/kg，则（）A．滑轮组是由一个定滑轮、两个动滑轮构成的 B．拉力为40N C．该滑轮组的机械效率为66.7% D．物体上升1m过程中，滑轮组克服摩擦力做的功为50J【解答】解：A、由图乙可知，在t＝2s内，物体上升高度h＝2m，绳子自由端移动距离s＝6m，滑轮组承担物重的绳子段数：n=sB、绳端速度v=st=6m2sC、滑轮组的机械效率η=WD、物体上升高度h′＝1m，有用功W有＝Gh＝mgh＝10kg×10N/kg×1m＝100J，绳端拉力做的总功W总＝Fs＝Fnh′＝50N×3×1m＝150J，额外功W额＝W总﹣W有＝150J﹣100J＝50J，其中克服动滑轮重力做的额外功W动＝G动h′＝10N×1m＝10J，不计绳重，所以克服摩擦做的额外功Wf＝W额﹣W动＝500J﹣10J＝40J，故D错误。故选：C。16．（2023•香洲区校级三模）如图所示，使用滑轮组匀速提升质量为m1的物体，每个滑轮的质量为m2，在相同的时间内物体被提升的高度均为1m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．滑轮组中A滑轮可以省功 B．动滑轮的重力为5N C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为10J【解答】解：A．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故A错误；B．由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=W有用解得动滑轮重力为G动＝10N，故B错误；C．滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；D．由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为1m，提升动滑轮上升的高度也都是1m，不计绳重和摩擦，每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为W额＝G动h＝10N×1m＝10J，故D正确。故选：D。17．（2023•新吴区二模）用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．拉力F为350N B．动滑轮重为50N C．绳子自由端移动的速度为0.5m/s D．该滑轮组的机械效率为83.3%【解答】解：A．由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总＝6000J，由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，由W总＝Fs可得，拉力：F=WB．忽略绳重及摩擦，由F=1n（G+G动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣550N＝50N，故B正确；C．绳子自由端移动的速度：v=sD．拉力做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑轮组的机械效率：η=W有W故选：B。18．（2023•苍溪县模拟）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A．此滑轮组动滑轮的重为5N B．当G物＝15N时，滑轮组机械效率为η＝75% C．同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，最后等于100% D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变【解答】解：A、由图可知，G物1＝12N时，滑轮组的机械效率η1＝80%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η=W即：80%=12N解得动滑轮重力：G动＝3N，故A错误；B、同理可得，当G物＝15N时，滑轮组的机械效率：η′=GC、由图像可知，同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大；但使用滑轮组时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η=WD、不计绳重和摩擦，G物不变，改变图甲中的绕绳方式，由公式η=G故选：D。19．（2023•泰山区校级二模）小明利用如图甲所示的滑轮组将一长方体物块匀速打捞出水面，拉力F随物体被提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，下列说法中（）①动滑轮重600N②物块的高度为1.1m③物块完全浸没在水中时受到的浮力为1800N④将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为720JA．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确【解答】解：③滑轮组绳子的有效股数n＝3，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力F1＝1400N，绳重和摩擦忽略不计，由F=1n（G+G动﹣F浮）可得：1400N=13×当物块完全离开水面后绳子的拉力F2＝2000N，由F=1n（G+G动）可得：2000N=1由（1）（2）可得：F浮＝1800N，故③正确；②将物块从水面相平到完全拉出水面的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h′＝1.1m﹣0.6m＝0.5m，即物块的高度为h′＝0.5m，故②错误，①绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，滑轮组的机械效率：η=W有用W总×即90%=G由（2）（3）可得：G＝5400N，G动＝600N，故①正确；④将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h′＝0.6m，拉力F＝1400N，绳子自由端移动的距离：s＝nh′＝3×0.6m＝1.8m，此过程中拉力F做的功W＝Fs＝1400N×1.8m＝2520J，故④错误。故选：A。20．（2023•无为市三模）如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为3m，如图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（）A．物体上升的速度是0.6m/s B．拉力的功率为40W C．动滑轮重是20N D．该滑轮组的机械效率为80%【解答】解：A、由图甲可知n＝3，物体上升的高度：h=s则物体上升的速度：v=ℎB、由图乙可知拉力F＝50N，拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×3m＝150J，拉力做功的功率：P=WC、因为不计绳重和摩擦时F=1n（G+G动），所以动滑轮的重力：GD、拉力做的有用功：W有＝Gh＝120N×1m＝120J，滑轮组的机械效率：η=W有W故选：D。21．（2023•汉阴县二模）用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图所示，则下列说法正确的是（）A．F甲比F乙小 B．乙的机械效率更高 C．F甲功率比F乙的功率小 D．甲、乙装置中的两个物体质量m甲比m乙大【解答】解：D、由图可知，甲滑轮组中，n甲＝3；乙滑轮组中，n乙＝2；由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为：W总甲＝1200J、W额甲＝600J，W总乙＝800J、W额乙＝200J，甲、乙滑轮组做的有用功分别为：W有甲＝W总甲﹣W额甲＝1200J﹣600J＝600J，W有乙＝W总乙﹣W额乙＝800J﹣200J＝600J，即W有甲＝W有乙，由于物体上升的高度相同，由W有＝Gh可知，物重G甲、G乙的大小关系为：G甲＝G乙，由G＝mg可知，m甲＝m乙，故D错误；A、由s＝nh可知，绳子自由端移动距离分别为：s甲＝n甲h＝3h，s乙＝n乙h＝2h即s甲＞s乙，由W总＝Fs可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为：F甲=W总甲s甲即F甲＝F乙，故A错误；B、甲、乙滑轮组的机械效率分别为：η甲=W有甲W总甲×100%=600J1200J即η甲＜η乙，故B正确；C、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为：P甲=W总甲t=即P甲＞P乙，故C错误。故选：B。22．（2023•岱岳区一模）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列说法中正确的是（）①物块的边长为0.5m②动滑轮重为300N③提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%④将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650JA．只有①④ B．只有②④ C．只有③④ D．只有①③【解答】解：①动滑轮绳子的有效股数n＝2，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力F1＝1375N，绳重和摩擦忽略不计，由F=1n（G+G动﹣F浮）可得：1375N=12（G+G当物块完全离开水面后绳子的拉力F2＝2000N，由F=1n（G+G动）可得：2000N=1由ⅠⅡ可得：F浮＝1250N，因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝ρ液gV排可得，物块的体积：V＝V排=F浮ρ由V＝L3可得，物块的边长：L=3V=②绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率η=W即87.5%=G由ⅡⅢ可得：G＝3500N，G动＝500N，故②错误；③绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率：η'=W则动滑轮的机械效率小于87.5%，故③错误；④将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m，此过程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故④正确。故选：A。23．（2023•雁塔区校级二模）如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．动滑轮重为50N B．绳子自由端移动的速度为0.5m/s C．拉力做功功率为30W D．该滑轮组的机械效率为83.3%【解答】解：AC．由图甲可知n＝2，则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总＝6000J，由W总＝Fs可得，绳子自由端的拉力为：F=W忽略绳重及摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重力：G拉力做功的功率为：P=WB．绳子自由端移动的速度：v=sD．所做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑轮组的机械效率：η=W有W故选：A。24．（2023•惠山区校级一模）如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg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随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（）①动滑轮的重力为9N②1～2s内拉力F的功率为2W③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470NA．①④ B．③④ C．③ D．②③④【解答】解：①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F＝10N，由图知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F=1n（GA+G动），则动滑轮重力：G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度：v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，1～2s内拉力F的功率：P=Wt=③忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力：FC=1n（FB+G则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为：FB'＝nFC最大﹣G动＝2×60N﹣10N＝110N，大于绳子B能承受的最大拉力100N；当B处最大拉力为100N时，C处拉力为：FC=1n（FB最大+G动）所以要以B处最大拉力为准，此时C处的拉力：FC＝55N，B处的拉力：FB＝GA+G货物＝100N，此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N，装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率：η=W有W总=④人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F'=1n（G'+GA+G动）因此小张对地面的压力：F压＝G﹣F'＝500N﹣35N＝465N，故④错误。综上所述只有③正确，故C正确。故选：C。25．（2023•大足区模拟）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A．此滑轮组动滑轮的重力为5N B．当G物＝4N时，滑轮组机械效率为η＝75% C．当G物＝18N时，弹簧测力计的示数是7N D．η随G物的增大而增大，最终将达到100%【解答】解：A．不计绳重和摩擦，当G＝12N时，η＝80%，滑轮组机械效率为η=W由图可知当物体的重力为12N时，滑轮组的机械效率80%，则有：80%=12N12N+GB．不计绳重和摩擦，当G物＝4N时，此时滑轮组的机械效率为：η'=WC．不计绳重和摩擦，由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，当G物＝18N时，弹簧测力计的示数F=1D．使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功，由效率公式η=W有W总=故选：C。26．（2023•金坛区一模）某同学用如图所示滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的总质量为50g，g取10N/kg，绳子自由端的拉力F为1.3N．在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为5.0cm/s B．有用功为45J C．拉力F的功率为0.26W D．滑轮组的机械效率为90%【解答】解：A、由图象可知，在0～2s的过程中，绳子自由端移动的距离s＝40cm＝0.4m，速度为：v=sB、由图象可知，在0～2s的过程中，物体上升的高度h＝10cm＝0.1m，拉力做的有用功W有用＝Gh＝mgh＝0.45kg×10N/kg×0.1m＝0.45J，故B错；C、拉力做的总功W总＝Fs＝1.3N×0.4m＝0.52J，拉力的功率P=WD、滑轮组的机械效率η=W有用W故选：C。27．（2023•蓬江区模拟）如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．滑环的重力为50N B．滑环的重力为100N C．杠杆的重力为35N D．杠杆的重力为75N【解答】解由图甲可知，金属杆是粗细均匀的一只杠杆，绕O点转动，金属杆的重心在杠杆的中点，阻力F2＝G杆，阻力臂为L2=12L用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动时，滑环对金属杆的拉力等于测力计的拉力与滑环的重力之差，由图乙可知，当s＝0.1m时，L1＝0.1m，动力F1＝550N﹣G环，则根据杠杆平衡的条件可得：F1L1＝F2L2，即：（550N﹣G环）×0.1m＝G杆×0.5m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当s＝OA＝1m时，L1′＝1m，动力F1′＝100N﹣G环，则根据杠杆平衡的条件可得：F1′L1′＝F2L2，即：（100N﹣G环）×1m＝G杆×0.5m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②可得：G环＝50N，G杆＝100N，故A正确，BCD错误。故选：A。28．（2023•石家庄三模）如图甲所示，用滑轮组拉重物体A沿水平方向匀速运动，物体A受到地面的摩擦阻力为物重的0.5倍，滑轮组的机械效率随物体重力变化的图像如图乙所示。滑轮组的机械效率为80%时，物体A以0.2m/s的速度匀速运动，人对地面的压强为1.25×104Pa。不计绳重、滑轮轴处摩擦，绕滑轮组的绳子承受最大力为600N，人双脚与地的接触面积为300cm2。求：（1）动滑轮的重力；（2）滑轮组的机械效率为80%时，拉力的功率；（3）该滑轮组的最大机械效率。【解答】解：（1）由乙图可知，当物重为400N时，滑轮组的机械效率为80%，物体A受到地面的摩擦阻力为物重的0.5倍，则摩擦力f＝0.5G＝0.5×40