中考物理計(jì)算題專題滑輪組機(jī)械效率綜合題專項(xiàng)訓(xùn)練解析版

1、滑輪組機(jī)械效率綜合題一、計(jì)算題1.如圖所示，質(zhì)量為50kg工人以0.2m/s的速度拉動(dòng)繩子，將重為600N的物體提升了1m,此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為75%,不計(jì)繩重及摩擦.g=10N/kg,求工人(1)做的有用功.(2)拉力做功的功率.(3)改變所提升的物體時(shí)，使用此滑輪組可達(dá)到的最大機(jī)械效率.2.如圖所示，建筑工人用滑輪組在體勻速提升5m,所用的拉力為(1)工人做的有用功；(2)拉力的功率；(3)滑輪組的機(jī)械效率。20s的時(shí)間內(nèi)將重為480N的物300N.求這個(gè)過(guò)程中：3.如圖所示，是一輛汽車通過(guò)滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖，已知井深10m,物體重G=4X103N,汽車重G車=3X

2、104N,汽車勻速拉繩子時(shí)的拉力F=2X103N,汽車受到的阻力為車重的0.05倍。請(qǐng)計(jì)算：(1)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為1.2m/s,則將物體由井底拉至井口，需要多長(zhǎng)時(shí)間？(2)滑輪組的機(jī)械效率是多少？(保留一位小數(shù))(3)汽車的牽引力是多大？(4)將物體由井底拉至井口，汽車的牽引力做的功是多少？4.5.如圖所示裝置是實(shí)驗(yàn)室在用輕繩繞成的滑輪組。懸掛的重物G=4.8N,當(dāng)重物靜止于任意位置時(shí)，手對(duì)輕繩的拉力均為F=1.8N;當(dāng)重物勻速上升時(shí)，手對(duì)輕繩的拉力為F2=2.0N,且物重上升過(guò)程中動(dòng)滑輪恰好轉(zhuǎn)過(guò)1圈。已知?jiǎng)踊喼苓叞疾鄣闹荛L(zhǎng)C=0.3m,求(1)動(dòng)滑輪的重力；(2)重物上升過(guò)程中的有用功、

3、總功以及滑輪組的機(jī)械效率。如圖所示通過(guò)滑輪組拉著重為120N的物體，在水平面上以0.5m/s的速度向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)了4m,摩擦力為物重的0.1倍。求：(1)物體受到的摩擦力；(2)繩子自由端移動(dòng)的距離；(3)若不計(jì)繩，滑輪的重力以及滑輪輪軸和滑繩之間的摩擦力，求拉力F;(4)若機(jī)械效率80%,求拉力F。6.建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為500N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為300N,時(shí)間為20s。不計(jì)摩擦和繩重，(g取10N/kg)求：(1)工人做的有用功；(2)工人做功的功率；(3)此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率；(4)如果用這個(gè)滑輪組勻速提起400N的重物，需要用多大的拉力?

4、7.如圖甲是利用滑輪組打撈水中物體的簡(jiǎn)化模型示意圖。工人用豎直向下的拉力拉繩的自由端，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，物體上升的速度v隨時(shí)間變化的圖象如圖丙所示。已知物體的質(zhì)量為80kg、體積為0.02m3,物體沉沒(méi)在水底時(shí)距離水面8m,在48s內(nèi)物體上升的豎直高度為3m,繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，動(dòng)滑輪自始至終都沒(méi)浸入水中，p水=1.0103kg/m3,g=10N/kg。求：(1)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；(2)物體未打撈前在水中受到的壓強(qiáng)；(3)在8s12s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率；(4)在04s內(nèi)，物體對(duì)水底的壓力。8.如圖所示，用甲、乙兩種滑輪組，分別勻速

5、豎直向上提升同一重物，從相同位置開(kāi)始提升至同一高度處，求：(1)若不計(jì)繩重，滑輪重及摩擦，兩次拉力Fi和F2之比;(2)若不計(jì)繩重及摩擦，重物質(zhì)量為400g,動(dòng)滑輪質(zhì)量為100g,勻速拉動(dòng)過(guò)程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率。甲乙9.如圖是用滑輪組提升物體A的示意圖，物體A受到的重力大小為Ga.在勻速豎直提升物體A的過(guò)程中，物體A上升的速度大小為vA,滑輪組的機(jī)械效率為刀.已知：Ga=400N,vA=0.4m/s,刀=80%繩重、輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)。求：(1)繩子自由端的速度大小v繩；(2)動(dòng)滑輪所受的重力大小G動(dòng)；(3)拉力F做功的功率P。10.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

6、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，p物=7.6103kg/m3,g取10N/kg,p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)11 .如圖所示是某科研小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖。O為杠桿BC的支點(diǎn)，CO:OB=1:4.配重E通過(guò)繩子豎直

7、拉著杠桿C端，其質(zhì)量mE=644kg.定滑輪和動(dòng)滑輪的質(zhì)量均為m().人拉動(dòng)繩子，通過(guò)滑輪組提升浸沒(méi)在水中的物品。當(dāng)物體A在水面下，小明以拉力Fi勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為"，配重E對(duì)地面的壓力為Ni；當(dāng)物體A完全離開(kāi)水面，小明以拉力F2勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為砰，配重E對(duì)地面的壓力為N2,已知：Ga=950N,平=95%,Ni：N2=6：1,繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)物體A的阻力均可忽略不計(jì)，g取10N/kg.求:(1)物體在水面下受到的浮力;(2) F1：F2的值(3)可的大小。12 .工人用圖示裝置在10s內(nèi)將質(zhì)量為45kg的貨物勻速

8、提升2m,此過(guò)程中拉力的功率為120W.(g取10N/kg)求：(1)有用功；(2)滑輪組的機(jī)械效率；(3)若工人用此裝置勻速提升其他貨物，測(cè)得拉力大小為300N,額外功占總功的20%,工人提升貨物的重。13 .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Y1(3)如果物體完全浸沒(méi)水中后滑輪的機(jī)械效率為父，已知?。罕?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

9、力。14 .由同種材料制成的實(shí)心正方體A、B放在水平地面上，對(duì)地面的壓弓II分別是pA、pB,且Pa:pb=1:2.用如圖(a)所示的甲、乙兩滑輪組分別勻速提升A、B兩物體，甲、乙中動(dòng)滑輪重均為G動(dòng)，不計(jì)繩重和摩擦，繩子自由端的拉力之比F1：F2=5：22,求：(1) A、B兩物體的邊長(zhǎng)之比La：Lb；(2)動(dòng)滑輪重與物體A重之比G動(dòng):Ga；(3)若一個(gè)質(zhì)量為60kg的人站在地面上，利用如圖(b)所示的另一個(gè)滑輪組，從水中將物體A勻速提起，提升過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率刀隨物體A被提升高度h變化的關(guān)系圖象如圖(c)所示.不計(jì)繩重和摩擦，物體A在露出水面前和完全露出水面后，人對(duì)地面的壓力之比是多少

10、？(g取10N/kg)15 .體重為500N的同學(xué)用一根繩子通過(guò)甲圖所示的滑輪組能夠提起重力為400N的物體A,此時(shí)繩子達(dá)到最大承受力(若物體再增重繩子將斷裂)，不計(jì)繩重和摩擦。求：(1)如甲圖所示，將物體A勻速提高2m,對(duì)物體做的有用功是多少？(2)若在(1)中提升物體A時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%,腳與地面的總接觸面積為4X10-2m2,則人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(3)該同學(xué)仍用這根繩子和滑輪，組成如乙圖所示的滑輪組，利用它從水中緩慢勻速地提起一個(gè)邊長(zhǎng)為0.2m的正方體B(不計(jì)水的阻力)，當(dāng)提到B的下表面所受水的壓強(qiáng)為1.5M03Pa時(shí)，繩子斷裂，則在繩子斷裂的瞬間，物體B在水中受到的浮力是

11、多少？(4)正方體B的密度是多少？(計(jì)算結(jié)果用科學(xué)記數(shù)法表示，并保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)16 .如圖所示，一個(gè)質(zhì)量600kg、體積0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距離地面2m,若利用滑輪組和電動(dòng)機(jī)組成的打撈機(jī)械，以0.5m/s的速度將箱子從水底勻速提到地面，每個(gè)滑輪重100N(不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，p水=1.0103kg/m3,g=10N/kg)。求：(1)箱子在水底時(shí)，箱子下表面受到的水的壓強(qiáng)；(2)箱子全部浸沒(méi)在水中時(shí)，箱子受到的浮力；(3)物體完全露出水面后，繼續(xù)上升到地面的過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率；(4)整個(gè)打撈過(guò)程中請(qǐng)你分析哪個(gè)階段電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，并計(jì)算出這個(gè)最大值。17

12、 .如圖所示，是一輛汽車通過(guò)滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m,物體重1600N,動(dòng)滑輪重400N,汽車的最大輸出功率為15KW,與汽車相連的繩子能承受的最大拉力為6000N(不計(jì)汽車所受的摩擦阻力、繩重及滑輪組的摩擦)，若重物以1m/s的速度勻速上升時(shí)，求：(1)將物體由井底拉至井口需要的時(shí)間；(2)滑輪組提升重物的機(jī)械效率；(3)整個(gè)裝置工作過(guò)程中能提升重物的最大重力。答案和解析1 .【答案】解：(1)做的有用功為：W=Gh=600NMm=600J;(2)所以人用的拉力為:ljr工G600N修-2X7Si=400N拉力做功的功率為：P=Fv40QNX0.2陰/§

13、=8。%;(3)人施加的最大拉力為：Fm=G人=mg=50kgM0N/kg=500N；G動(dòng)=nF-G=2X400N-600N=200N;使用此滑輪組可達(dá)到的最大機(jī)械效率為:答：(1)做的有用功600J；(2)拉力做功的功率80W;(3)改變所提升的物體時(shí)，使用此滑輪組可達(dá)到的最大機(jī)械效率是80%?！窘馕觥?1)根據(jù)公式W=Gh計(jì)算有用功；(2)根據(jù)效率公式計(jì)算出拉力，根據(jù)公式P=Fv計(jì)算功率；(3)人能施加的最大的拉力等于重力，根據(jù)公式Fm=G人=mg求出人能施加的最大的力，兩根繩子承擔(dān)著動(dòng)滑輪和物體，據(jù)此求出動(dòng)滑輪的重力，根據(jù)公式科二"5求出最大機(jī)械效率。本題考查的是有用功，功率。

14、機(jī)械效率的計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，難度較大。2 .【答案】解：(1)將重為480N的物體勻速提升5m,做的有用功：W有用=Gh=480NX5m=2400J;(2)繩子的有效段數(shù)為2,繩子自由端通過(guò)的距離：s=nh=2X5m=10m,拉力做總功：W*Fs=300NX10m=3000J;拉力的功率：P=150W；(3)滑輪組的機(jī)械效率:爾.用2400/刀“：X100%=80%。答：(1)工人做的有用功為2400J;(2)拉力的功率為150W;(3)滑輪組的機(jī)械效率為80%?！窘馕觥?1)已知物重和物體上升的高度，根據(jù)W=Gh即可求出所做的有用功；(2)由圖知：有兩段繩子與動(dòng)滑輪相連，則物體上升的高度h和

15、繩子自由移動(dòng)的距離s之間的關(guān)系為：s=2h,求出自由端繩子移動(dòng)的距離，然后再根據(jù)W=Fs即可求出所做的總功；根據(jù)P=；求拉力的功率；(3)已求出有用功和總功，根據(jù)X100%求出滑輪組的機(jī)械效率。該題考查了功的公式和功率公式的運(yùn)用及滑輪組機(jī)械效率的求法，解答此題的關(guān)鍵是找到s、h之間的關(guān)系。3 .【答案】解：(1)由圖可知，滑輪組中由3段繩子承擔(dān)重物,則物體上升的速度為：v物=gV車,X1.2m/s=0.4m/s；物體由井底拉至井口需要的時(shí)間：""-%=卜4M_25s,(2)滑輪組的機(jī)械效率為：產(chǎn)方附GhG4XlUnlV刀W=6=E節(jié)=由；花X100%=66.7%(3)由題意

16、可得，汽車受到的阻力為：f=0.05G車=0.053X104N=1500N；汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到平衡力作用，在水平方向上，汽車受到向右的牽引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡條件可得牽弓I力：F牽=F拉+f=2X103N+1500N=3500N；(4)汽車運(yùn)動(dòng)的距離：s車=s繩=3卜=3X10m=30m；牽引力做功為：W牽=F牽s車=3500NX30m=1.05105J；答：(1)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為1.2m/s,則將物體由井底拉至井口，需要25s；(2)滑輪組的機(jī)械效率是66.7%；(3)汽車的牽引力是3500N；(4)將物體由井底拉至井口，汽車的牽引力做的功是1.05»0

17、5J?！窘馕觥?1)明確承擔(dān)重物的繩子段數(shù)；運(yùn)用速度公式變形可求時(shí)間t;(2)運(yùn)用機(jī)械效率的計(jì)算公式，代入數(shù)值可求刀；(3)明確汽車的受力情況，運(yùn)用平衡力知識(shí)可求牽引力；(4)運(yùn)用W=Fs,可求功。熟練運(yùn)用計(jì)算功、速度、機(jī)械效率的公式，準(zhǔn)確分析物體的受力情況；是解答此題的關(guān)鍵。4 .【答案】解：(1)由圖可知，n=3；當(dāng)重物靜止于任意位置時(shí)，手對(duì)輕繩的拉力均為Fi=1.8N;則有：Fi=|(G+G動(dòng))，故G動(dòng)=3Fi-G=3X1.8N-4.8N=0.6N;(2)設(shè)物體相對(duì)于地面升高的高度為h,則動(dòng)滑輪相對(duì)于地面升高的高度也為h；動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)過(guò)一圈，即繩子自由端相對(duì)于動(dòng)滑輪移動(dòng)距離為：c=0.3m；

18、則繩子自由端相對(duì)于地面升高的距離為：s=h+c;又因?yàn)槔K子段數(shù)為n=3,故有s=3h,即3h=h+c；故得：h=lc=lX0.3m=0.15m；貝Us=3h=3X0.15m=0.45m；所做有用功為：亞有=6卜=4視><0.阿=0.724所做的總功為：亞總=52s=2NX0.45m=0.9J；機(jī)械效率為：喘寸VX100%=80%；答：(1)動(dòng)滑輪的重力為0.6N;(2)重物上升過(guò)程中的有用功為0.72J；總功為0.9J；滑輪組的機(jī)械效率為80%?！窘馕觥?1)明確承擔(dān)動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)，根據(jù)拉力與重力間關(guān)系，變形后可求動(dòng)滑輪重力；(2)根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs可求出拉力做的功，即總功

19、；再根據(jù)W=Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出滑輪組的效率。明確繩子自由端移動(dòng)距離，以及承擔(dān)物體重力的繩子段數(shù)；熟練運(yùn)用功、機(jī)械效率的公式；明確繩子自由端移動(dòng)的距離；可解答此題。5 .【答案】解：(1)摩擦力為物重的0.1倍，物體受到的摩擦力為：f=0.1G=0.1120N=12N;(2)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)了4m,有3股繩子，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=ns'=3X4m=12m；(3)若不計(jì)繩，滑輪的重力以及滑輪輪軸和滑繩之間的摩擦力，拉力F=；f=：X12N=4N;、，_%以|/|_12/V(4)機(jī)械效率刀,二八不=80%即jv7=80%,貝U拉力F=5N;答：(1)物體

20、受到的摩擦力為12N；(2)繩子自由端移動(dòng)的距離為12m；(3)若不計(jì)繩，滑輪的重力以及滑輪輪軸和滑繩之間的摩擦力，拉力為4N;(4)若機(jī)械效率80%,拉力為5No【解析】(1)摩擦力為物重的0.1倍，據(jù)此求物體受到的摩擦力；(2)物體移動(dòng)距離為s',則繩子自由端移動(dòng)的距離s=ns'；(3)由于不計(jì)繩和滑輪的重力以及滑輪軸承和滑輪與繩子之間的摩擦力，則F=f;(4)根據(jù)公式Y(jié)=三=、=W即可求出物體受到的拉力。此:f-i"本題考查滑輪組的特點(diǎn)以及機(jī)械效率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵會(huì)對(duì)公式進(jìn)行靈活變形。6.【答案】解：由圖示可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2;(1)工人做的有用

21、功：W*Gh=500NX6m=3000J；(2)拉力端移動(dòng)距離：s=2h=2>6m=12m,工人做的總功：W*Fs=300NX12m=3600J;工人做功的功率：=180W；(3)此過(guò)程中，該裝置的機(jī)械效率:X100%=83.3%(4)不計(jì)摩擦和繩重，拉力F害(G+G輪)，動(dòng)滑輪的重力：G輪=2F-G=2X300N-500N=100N,勻速提起400N的重物時(shí)的拉力大?。篎'=g(G'+G輪)='(400N+100N)=250N。答：(1)工人做的有用功為3000J;(2)工人做功的功率為180W；(3)此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率為83.3%；(4)如果用這個(gè)滑輪組

22、勻速提起400N的重物，需要用250N的拉力?！窘馕觥坑蓤D示可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2;(1)知道建材重力和升高的高度，利用W=Gh可以求出有用功。(2)知道拉力，拉力端移動(dòng)的距離s=2h,利用W=Fs求總功；知道做功時(shí)間，利用P=求工人做功的功率。(3)求出了有用功和總功，利用效率公式求出此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率。(4)不計(jì)摩擦和繩重，根據(jù)滑輪組拉力公式F='(G+G輪)的變形公式求出動(dòng)滑輪的重力，再根據(jù)F=(G+G輪)求勻速提起400N的重物時(shí)的拉力大小。本題考查了功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是使用滑輪組時(shí)有用功、總功、機(jī)械效率含義的理解。7.【答案】解：(1)因?yàn)槲矬w浸沒(méi)

23、水中，所以物體排開(kāi)水的體積VV=0.02m3,受到水的浮力：F浮=p水V排g=1.0103kg/m3X0.02m3X10N/kg=200N；(2)物體未打撈前在水中受到的壓強(qiáng)：p=p水gh=1.0X03kg/m3x10N/kgX8m=8X104Pa；(3)物體重力：G=mg=80kgX10N/kg=800N,F=500N,在8s12s內(nèi)，由圖乙、丙可知，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，繩端的拉力由圖甲可知，n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h,滑輪組的機(jī)械效率：Y1=X100%=60%；F=（G-F浮+G輪）,F'=300N,因?yàn)槔?4)由第三問(wèn)條件可知，物體在8s12s內(nèi)處于平衡狀態(tài),繩的質(zhì)量和體積

24、、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，拉力則動(dòng)滑輪重力：G輪=2F-G+F浮=2X500N-800N+200N=400N,在04s內(nèi)由圖乙、丙可知，此時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩端拉力F'=1(F拉'+G輪)，則滑輪組對(duì)物體的拉力：F拉'=2F'-G輪=2X300N-400N=200N,物體對(duì)水底的壓力：FhG-F拉'-F浮=800N-200N-200N=400N。答：(1)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力為200N；(2)物體未打撈前在水中受到的壓強(qiáng)為8X104Pa；(3)在8s12s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率為60%；(4)在04s內(nèi)，物體對(duì)水底的壓力為400N?！?/p>

25、解析】(1)物體浸沒(méi)水中，排開(kāi)水的體積等于物體的體積，利用阿基米德原理求物體受到水的浮力；(2)知道物體所處的深度，利用p=pgh求物體未打撈前在水中受到的壓強(qiáng)；(3)利用G=mg求物體的重力，在8s12s內(nèi)，由圖乙、丙可知，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的拉力；由圖甲可知，n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h,滑輪組的機(jī)械效率出叫紀(jì)土“"電FiF2F'(4)由第三問(wèn)條件，物體在8s12s內(nèi)處于平衡狀態(tài)，繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，拉力F=(G-F浮+G輪)，據(jù)此求動(dòng)滑輪重力；在04s內(nèi)由圖乙、丙可知，此時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，知道此時(shí)拉力F,拉力F=(F拉+G輪)，據(jù)此

26、求滑輪組對(duì)物體的拉力；物體對(duì)水底的壓力等于重力減去拉力、浮力。本題為力學(xué)綜合題，考查了阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式、重力公式、效率公式、力的平衡條件的應(yīng)用，能從圖象得出相關(guān)信息、利用好相關(guān)公式是關(guān)鍵。8.【答案】解：(1)由圖知，甲圖中，n1=2；乙圖中，n2=3,若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，則拉力F=G,兩次拉力Fi和F2之比：11111F1：F2=G：nG=2：3=3：2;(2)重物的重力：G=mg=0.4kgX10N/kg=4N,動(dòng)滑輪的重力：G輪=m輪g=0.1kgX10N/kg=1N,卬育用GhG不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率刀二廣=:=%4由于兩裝置中物重和動(dòng)滑輪重均相同,所以甲、

27、乙兩裝置的機(jī)械效率：X100%=80%。答：(1)若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，兩次拉力Fi和F2之比為3:2;(2)若不計(jì)繩重及摩擦，甲、乙兩裝置的機(jī)械效率都是80%?！窘馕觥?1)甲圖，ni=2；乙圖，n2=3,若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，拉力F=G,據(jù)此求兩次拉力Fi和F2之比；(2)利用G=mg求重物重力、動(dòng)滑輪重力，因?yàn)椴挥?jì)繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率Y，所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率相同，利用“丁計(jì)算。本題考查了使用滑輪組時(shí)拉力、機(jī)械效率的計(jì)算，利用好：不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率9.【答案】解：(1)由圖知，n=2,繩子自由端移動(dòng)的速度：v=2va=2>0.4m/s=0.8m

28、/s；(2)繩重、輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，滑輪組的機(jī)械效率:代入已知數(shù)值得:80%=400/V4%，解得動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)=100N;(3)繩重、輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，拉力F=(Ga+G輪)=：(400N+100N)=250N,拉力做功的功率P=y=Y=Fv=250NX0.8m/s=200Wo答：(1)繩子自由端的速度大小為0.8m/s;(2)動(dòng)滑輪所受的重力大小為100N；(3)拉力F做功的功率為200W。n=2,則繩子自由端(拉力【解析】(1)由圖知，使用的滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)端)移動(dòng)的速度等于物體上升速度的2倍；(2)繩重、輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，滑輪組的機(jī)械效率據(jù)此列方程求動(dòng)

29、滑輪重力；(3)繩重、輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，拉力F='(Ga+G輪)，(1)求出了拉力端移動(dòng)的速度，利用P=Fv求拉力做功的功率。本題考查了速度公式、功率公式、效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好兩個(gè)推導(dǎo)公式：一是WIg繩重、輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率yJ=77；,二是功率推導(dǎo)公式P=Fv。(1)物體浸沒(méi)在海水中時(shí)，排開(kāi)海水的體積：Vflf=v=0,1m3,則物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；F浮=P海7KgV排=1.0103kg/m3M0N/kgX0.1m3=1000N；(2)由圖知，n=5,物體升高的速度：v物='v=X0.5m/s=0.1m/s,B回由題意可得，物體

30、在海底時(shí)的深度：h=v物t=0.1m/sX5>60s=30m；(3)物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)：p=P海7Kgh=1.0X03kg/m3M0N/kgX30m=3X105Pa；(4)物體重力：G=mg=p物gV=7.6103kg/m3M0N/kgX0.1m3=7600N,設(shè)物體在水中時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為Pi,鋼絲繩自由端的拉力為F1,繩自由端的速度v1=0.5m/s,則Pi=Fivi=FiX0.5m/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,貝UP2=F2V2=F2X0.49m/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)

31、增大了12%,即：P2=Pi(1+12%),代入數(shù)據(jù)可得：F2>0.49m/s=F1X0.5m/s(1+12%),解得：F2=Fi,由圖知，n=5,不計(jì)繩重和摩擦，兩次的拉力分別為：F1=j(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=8X1000N-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：卬*用&T舟了斜mNHfgN刀=&一。岸+g3=7頒網(wǎng)100%94.3%答：(1)物體浸沒(méi)在海水中受到的

32、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3X105Pa；(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%?！窘馕觥?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=pgh求物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；(4)利用G=mg=pgV求物體重力；設(shè)物體在水中電動(dòng)機(jī)的功率為Pi,鋼絲繩自由端的拉力為F1,Pi=Fivi；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F2,12%,據(jù)此求Fi、P2=

33、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F2的大小關(guān)系；由圖知，n=5,不計(jì)繩重和摩擦，拉力Fi=£(G-F浮+G輪)，F(xiàn)2=(G+G輪)，進(jìn)一步求55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)械效率本題為力學(xué)綜合題，考查了重力公式、密度公式、速度公式、阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式、功率公式、效率公式的應(yīng)用。難點(diǎn)在第四問(wèn)，利用提供的電動(dòng)機(jī)功率關(guān)系求出動(dòng)滑輪重力是關(guān)鍵。11.【答案】解：分別對(duì)物體A、動(dòng)滑輪B、人進(jìn)行受力分析，如圖所示:由-式，Ga=950N,邛=95%,Ni：N2=6：1,CO：OB=1：4,Ge=6440N,GA|9S0JV平=港/占

34、而招1=95%,解得：Go=50N；F浮=200N;Fai=750N;Fa2=950N;Fi=400N;F2=500N,Fi：F2=4：5,答：(1)物體在水面下受到的浮力200N；(2)Fi：F2的值4:5;(3)"的大/J、為93.75%?！窘馕觥繉?duì)物體進(jìn)行受力分析，由平衡條件、效率公式列方程解題。本題難度較大，對(duì)物體正確受力分析、應(yīng)用平衡條件，效率公式即可正確解題。12 .【答案】解：(1)貨物的重力：G=mg=45kgX10N/kg=450N；有用功：W有用=Gh=450NX2m=900J;(2)拉力做的總功：W=Pt=120WX10s=1200J；爾1手一鈍叮一一滑輪組的機(jī)

35、械效率：刀節(jié)丁X100%=麗加X(jué)100%=75%；(3)由圖可知n=3,已知額外功占總功的20%,則此時(shí)的機(jī)械效率打=1-20%=80%；此時(shí)的機(jī)械效率：城*甲=可I所以提升物體的重力：G=r'nF=80%<3X300N=720No答：(1)有用功為900J;(2)滑輪組的機(jī)械效率為75%；(3)工人提升貨物的重為720N?！窘馕觥?1)知道物體的質(zhì)量，根據(jù)G=mg計(jì)算出重力，再根據(jù)W有用=Gh計(jì)算出有用功；(2)利用WsPt求出總功，根據(jù)計(jì)算機(jī)械效率；(3)根據(jù)機(jī)械效率(80%),拉力F和署磴喏=：,解得工人提升貨物的重。本題考查做功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的

36、靈活運(yùn)用，重點(diǎn)是根據(jù)W-Pt求出總功。13 .【答案】解：(1)物體下降速度為：V=?'=1m/s;因?yàn)橛?段繩子，所以繩子上升的速度為：v繩=4v物=4X1m/s=4m/s；(2)因?yàn)橛?段繩子，所以繩子運(yùn)動(dòng)距離s=4h=4X3m=12m；放繩子的有用功：W有用=Gh=160NX3m=480J;放繩子的總功：W總=Fs=50NM2m=600J；滑輪組的效率：邛=下不X100%=rm1M00%=80%；(3)物體未浸入水中時(shí)，不計(jì)繩重及摩擦，動(dòng)滑輪受到重物對(duì)它的拉力、本身的重力、繩子的拉力，由F=：(G動(dòng)+G)可得，動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)=4F-G=4X50N-160N=40N;砰，印=X8

37、0%=60%；已知"：邛=4：3,則物體完全浸沒(méi)水中后滑輪組的機(jī)械效率為:物體完全浸沒(méi)水中后，滑輪組對(duì)物體的拉力做的功為有用功，不計(jì)繩重及摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功，則此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：歸"：=尸CP；l*60%,解得F拉物=60N;完全入水后，動(dòng)滑輪受到重物對(duì)它向下的拉力、本身向下的重力、4段繩子向上的拉力,由力的平衡條件可得：4F繩=F拉物+G動(dòng)，則人對(duì)繩子的拉力：F繩=：(F拉物+G動(dòng))4(60N+40N)=25N,因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以繩子對(duì)人的拉力也為25N;人的重力為：G人=m人g=50kgM0N/kg=500N,對(duì)人進(jìn)行受力分析可知，人受

38、豎直向下的重力、豎直向下的拉力、豎直向上的支持力,則人受到豎直向上的支持力：F支=G人+F繩=500N+25N=525N。因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，則人對(duì)地面的壓力為525N。答：(1)工人放繩的速度為4m/so(2)滑輪組的效率邛為80%；（3）求當(dāng)物體完全浸沒(méi)水中后，工入對(duì)地面的壓力為525N?！窘馕觥浚?）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;X100%算出機(jī)械（2）根據(jù)W有用=Gh算出有用功，根據(jù)W-Fs算出總功；根據(jù)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)印:平=4:3算出物體完全浸沒(méi)水中后滑輪的機(jī)械效率邛根據(jù)刀=；>

39、;<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。本題考查了速度、有用功、總功、機(jī)械效率公式的應(yīng)用，滑輪組拉力的計(jì)算，其中動(dòng)滑輪重力不變是解題的關(guān)鍵，是一道難題。14.【答案】解：（1） ,.正方體A、B均放置在水平桌面上，nnh,ps=5國(guó)=T-s加，而兩物體是同種材料制成的，且Pa：Pb=1：2,乙口*（2）則A、B兩物體的體積之比為：=4）3=（：）3=：,-G=mg=PVg,_.A、B兩物體的重力N比為：l=p：M=%，j由圖可知n甲=2,n乙=3,利用滑輪組提升重物時(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F1（G+G動(dòng)），F(xiàn)iq（Ga+G動(dòng)），F(xiàn)2.（G

40、b+G動(dòng)），.由即可解得:(3)由圖(c)可知：LA=0.2m,貝UVa=(La)3=(0.2m)3=0.008m3,.根據(jù)阿基米德原理可知：F浮=p水gVA=1.0103kg/m3X10N/kgX0.008m3=80N；解得:*”|3ga3A出水前機(jī)械效率:A出水后機(jī)械效率:.Ga=120N,G動(dòng)2=40N；利用滑輪組提升重物時(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，拉力A出水前F拉1=(Ga+G動(dòng)2-F浮)=l(120N+40N-80N)=20N,A出水后F拉2=(Ga+G動(dòng)2)=!(120N+40N)=40N,44且G人=m人g=60kgxi0N/kg=600N;以A和動(dòng)滑輪2、人為研究對(duì)象，A出水前、后受力

41、分析示意圖分別為圖甲、圖乙、圖丙、圖丁.由圖甲、乙：F支i=G人-F拉i=600N-20N=580N,由圖丙、?。篎支2=G人-F拉2=600N-40N=560N,答：（1）A、B兩物體的邊長(zhǎng)之比La：Lb為1：2；（2）動(dòng)滑輪重與物體A重之比G動(dòng):Ga為1：4;（3）不計(jì)繩重和摩擦，物體A在露出水面前和完全露出水面后，人對(duì)地面的壓力之比是29：28.【解析】（1）正方體A、B均放置在水平桌面上，則由固體壓強(qiáng)公式p4推導(dǎo)出P備留華二歲=3，兩物體是同種材料制成的，知道兩物體對(duì)桌面的壓強(qiáng)之比，禾I用該公式從而可以計(jì)算出A、B兩物體的邊長(zhǎng)之比，（2）可以計(jì)算出體積之比，最后再利用公式G=mg=pv

42、g計(jì)算出A、B兩物體的重力之比.從圖乙可知，利用滑輪組提升重物時(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G動(dòng)），利用該公式列出一個(gè)關(guān)于拉力比值的等式，又知道A、B兩物體的重力之比，從而可以計(jì)算出動(dòng)滑輪重力G動(dòng)與A物體重力Ga的比值.（3）根據(jù)圖象得出物體A的高度，并求出A的體積，利用F浮=。水gV排求出D浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力；先從圖象中讀出物體A在露出水面前和完全露出水面后的機(jī)械效率，根據(jù)不計(jì)繩重和摩»%擦，刀豆且,列出物體A在露出水面前和完全露出水面后的機(jī)械效率的表達(dá)式，即可分別求出物體A和動(dòng)滑輪的重力，然后根據(jù)不計(jì)繩重和摩擦?xí)r拉力F=（G+G動(dòng)）分別求出拉力，最后分別對(duì)物體A和動(dòng)滑輪2

43、、人為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，根據(jù)物體的受力平衡，合力為零即可求出壓力之比.本題為力學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對(duì)重力公式、密度公式、阿基米德原理、杠桿平衡條件、效率公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)求解，關(guān)鍵是對(duì)不同情況進(jìn)行正確受力分析.15 .【答案】解：（1）對(duì)物體做的有用功：W有用=GAhA=400NX2m=800J；(2)由刀也=80%得拉力做的總功:W息=翻=1000J，由甲圖可知，n=2,則繩端移動(dòng)的距離：s=2h=2X2m=4m,由亞總=5$可得繩端的拉力(由題知繩子達(dá)到最大承受力)：圖woo;=250N,人對(duì)地面的壓力：F壓=6人-F=500N-250N=250

44、N,人對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)：=6250Pa；(3)物體B下表面受到水的壓力：F下表面=pS=1.5103Pa>0.2mX0.2m=60N,由圖乙可知，物體B上表面已經(jīng)露出水面，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因(物體上下表面受到的壓力差)可彳導(dǎo),物體B受到的浮力：F浮=5下表面=60N;(4)在甲圖中，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=(G+G輪)，則動(dòng)滑輪的重力:G輪=2F-Ga=2X250N-400N=100N,在圖乙中，n=3,在繩子斷裂的瞬間，繩端的拉力F仍然為250N,因拉力F=；(F拉+G輪)，則動(dòng)滑輪受到向下的拉力：F拉=3F-G輪=3X250N-100N=650N,根據(jù)力的平衡條件可得，物體B所受的重

45、力:Gb=F拉+F浮=650N+60N=710N,物體B的質(zhì)量：n710NmB=1二:匕,"=71kg，物體B的體積：VB=0.2mX0.2mX0.2m=0.008m3,物體B的密度：71k=8.9x31gym3。答：(2)(3)(4)力，人對(duì)地面的壓力等于人的重力減去拉力，利用盧P=S求人對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)；(1)如甲圖所示，將物體A勻速提高2m,對(duì)物體做的有用功是800J;人對(duì)地面的壓強(qiáng)是6250Pa；在繩子斷裂的瞬間，物體B在水中受到的浮力是60N;正方體B的密度是8.9X03kg/m3?！窘馕觥?1)利用W=Gh求對(duì)物體做的有用功；(2)知道滑輪組的機(jī)械效率，利用刀等求拉力做的總功,由圖可知，n=2,則繩端移動(dòng)的距離s=2h,再利用W=Fs求繩端的拉力，即人受到的拉(3)利用F=pS求物體B下表面受到水的壓力，利用浮力產(chǎn)生的原因(物體上下表面受到的壓力差)求物體B受到的浮力;(4)在甲圖中，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=(G+G輪)，據(jù)此求動(dòng)滑輪的重力;在圖乙中，在繩子斷裂的瞬間，拉力F<(Fji+G輪)，據(jù)此求動(dòng)滑輪受到向下的拉力,物體B所受重力等于拉力加上浮力，再利用G=mg求物體B的質(zhì)量，利用密度公式求物體B的密度。本題為力學(xué)綜合題，考查了重力公式、密度公式、功