2021年中考物理26 力學(xué)圖像問題一定練（解析版）

2021年中考物理查缺補(bǔ)漏再訓(xùn)練35個微專題（全國通用）

專題26力學(xué)圖像問題一定練（共23道題）

一、選擇題

1.（2020廣西河池）甲、乙兩種物質(zhì)，它們的加一V圖象如圖所示，下列說法正確的是（）

B.甲的密度為0.5g/cm3

C.甲、乙的密度之比為2:1

D.乙的密度隨質(zhì)量的增大而增大

【答案】C

【解析】由圖可得

_aI_8g_.3

/=TT=—=o2g/cm

愉4cm

m乙8g,.?

。乙=T^=：^T=lg/cm

V乙8cm

可知，甲的密度較大，甲、乙的密度之比為2:1。故AB錯誤，C正確：

D.根據(jù)圖像可知，乙的質(zhì)量越大，體積也越大，且比值不變，故乙的密度不變，故D錯誤。

2.（2021福建模擬）一個木塊放在粗糙程度相同的水平地面上，如果對木塊施加的水平拉力為尸，如圖甲

所示；尸的大小與時間￡的關(guān)系如圖乙所示；木塊的運(yùn)動速度u與時間？的關(guān)系如圖丙所示。以下說法正確

的是（）

A.當(dāng)占Is時，木塊受到的摩擦力是0

B.當(dāng)f在2~4s內(nèi)，木塊做勻速直線運(yùn)動，受到的摩擦力為5N

C.當(dāng)t在4~6s內(nèi)，拉力下的功率為6W

D.當(dāng)「在2~6s內(nèi)，木塊的機(jī)械能保持不變

【答案】C

【解析】A由圖乙可知，物體在二1s時受到的拉力為1N,由圖丙可知此時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以受到

的摩擦力等于拉力為1N,故A錯誤；

B由圖乙可知，物體在4~6s內(nèi)受到的拉力為3N,由圖丙可知4~6s內(nèi)物體做勻速運(yùn)動直線運(yùn)動，在4~6s

內(nèi)受到的摩擦力等于此時的拉力為3N；由圖乙可知在2~4s內(nèi)，物體做加速直線運(yùn)動，接觸面粗糙程度、

受到的壓力不變，所以在2~4s內(nèi)受到的摩擦力為3N。故B錯誤；

C.由圖乙可知，物體在4~6s內(nèi)受到的拉力為3N,由圖丙可知4~6s內(nèi)物體做速度為2m/s的勻速運(yùn)動直線

運(yùn)動，此時拉力的功率

WFs

P=—=——=FV=3Nx2m/s=6W

tt

故C正確；

D.在2~6s內(nèi)，木塊受到拉力和摩擦力的作用，機(jī)械能在不斷變化，故D錯誤。

3.（2020青海西寧）如圖甲所示，用彈簧測力計水平拉一木塊，使它在水平長木板上做勻速直線運(yùn)動，圖

乙是它運(yùn)動的路程隨時間變化的兩段圖象，下列說法正確的是（）

甲乙

A.圖甲中木塊受到的拉力為3.8N

B.木塊在AB段和BC段受到的滑動摩擦力之比為1:2

C.AB段和BC段拉力做功的功率之比為2：1

D.AB段和BC段木塊速度之比為1：2

【答案】C

【解析】A.圖甲中木塊受到的拉力為2.2N,故A錯誤；

B.木塊在段和8C段受到的滑動摩擦力沒有發(fā)生變化，故B錯誤：

CD.48段和BC段的速度之比為2：1,拉力相等，由尸=所可知，拉力做功的功率之比為2：1故C正確，

D錯誤。

4.（2020湖北荊門）如圖甲所示，物體在水平拉力廠的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運(yùn)動，0“6s內(nèi)拉力

隨時間變化的規(guī)律如圖乙，速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙，則在2~4s內(nèi)，物體克服摩擦力所做的功為（）

A.10JB.30JC.50JD.80J

【答案】B

【解析】由圖丙可知，在2~4s內(nèi)物體運(yùn)動的速度是5m/s，由u=￡得，在2~4s內(nèi)物體通過得路程是

t

s-vt-5m/sx2s=10m

由圖乙可知，在2~4s內(nèi)拉力的大小是3N,物體克服摩擦力所做的功為

W=Fs=3Nxl（）m=3（）J

5.（2021大慶模擬）汽車在平直公路上以速度Vo勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為Po,牽引力為Fo,ti時刻開始，

司機(jī)減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運(yùn)動，速度為v,已知運(yùn)

動過程中汽車所受阻力f恒定不變，汽車牽引力F隨時間變化的圖象如圖所示，則（）

O

A.tl至t2時間內(nèi)，汽車做加速運(yùn)動

B.Fo=2f

C.t2時刻之后，汽車將保持功率P0行駛

D.v=—vo

2

【答案】D

【解析】由題知，在ti時刻以前，汽車以速度vo勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為Po,牽引力為Fo,

則：Po=Fovo-------①；

在ti時刻，司機(jī)減小了油門，汽車的功率突然減小為P,在該瞬間汽車的速度不變（仍為vo）,由圖象知牽

引力由Fo突然減小為LF（）,所以：P=IFOVO--------------（2）,

22

由①②可知P=5Po（即汽車的功率突然減小為原來的一半）。

A.由圖可知，ti至t2時間內(nèi)，汽車受到的牽引力增大，功率不變，由P=Fv可得，汽車行駛的速度減小,

所以汽車做減速運(yùn)動，故A錯誤；

B.汽車做勻速直線運(yùn)動時，牽引力與阻力平衡，所以Fo=f,故B錯誤；

D.由題可知，ti時刻后汽車的功率保持恒定；由前面分析知，汽車的功率將保持P=Lp（）不變，故C錯誤;

2

D.由題知，到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運(yùn)動，速度為V；

由圖可知，汽車再次做勻速運(yùn)動時的牽引力與最初做勻速運(yùn)動的牽引力大小相等，均為Fo：

根據(jù)P=Fv可得第二次做勻速直線運(yùn)動時的速度：

6.（2020浙江溫州）科學(xué)中常用數(shù)學(xué)方法來表示某些量的關(guān)系。下列圖象中能用陰影面積表示相應(yīng)的量是

（）

「（壓力）?P（壓強(qiáng)）

A.aoeam-I壓強(qiáng)B.匚&-壓力

°S（受力面積）°S（受力面積）

▲獷（功）▲獷（功）

C.功率D.時間

O湍布）

O尸（功率）

【答案】B

【解析】A.根據(jù)壓強(qiáng)的公式p=（,壓強(qiáng)等于壓力和受力面積的比值，故A不符合題意；

B.根據(jù)壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)式尸=〃S,壓力等于壓強(qiáng)和受力面積的乘積，故B符合題意；

C.根據(jù)功率的計算公式產(chǎn)=功率等于功和時間的比值，故C不符合題意；

t

W

D.根據(jù)功率的計算公式的推導(dǎo)式，=上，時間等于功和功率的比值，故D不符合題意。

P

7.（2020內(nèi)蒙古呼和浩特）圖像法是利用圖像這種特殊且形象的工具，表達(dá)各科學(xué)量之間存在的內(nèi)在關(guān)系

或規(guī)律的方法。下列從圖像中獲得的結(jié)論正確的是（）

A.p\>p2B.R\>R2C.VI>V2D.p\>pi

【答案】ACD

【解析】A.由"=:可知，在物體的體積相同時，質(zhì)量越大，密度越大，由圖象可知0>22

故A正確；

B.由R=]?可知，在電壓相同時，電流越大，導(dǎo)體的電阻越小，由圖象可知RVR2

故B錯誤;

C.由片上可知，在時間相同時，路程越大，速度越大，由圖象可知也

故C正確；

D.由p=￡可知，在受力面積相同時，壓力越大，壓強(qiáng)越大，由圖象可知0>P2

S

故D正確.

8.（2021大慶模擬）在一年一度的大慶市“黎明湖端午龍舟賽”中，有人對某組在平行賽道上比賽的甲乙

兩隊(duì)龍舟的速度與時間關(guān)系進(jìn)行了仔細(xì)研究，得出了甲乙的速度與時間關(guān)系圖象如圖。根據(jù)圖象可知，下

列說法正確的是（）

A.O-ti時刻兩隊(duì)所走距離相等

B.ti時刻甲隊(duì)比乙隊(duì)運(yùn)動的快

C.ti時刻甲隊(duì)超過乙隊(duì)

D.U時刻甲乙兩隊(duì)速度相等

【答案】D

【解析】AC.由圖象可知，0?t］時刻內(nèi)，甲隊(duì)龍舟的平均速度小于乙隊(duì)龍舟的平均速度，

由v=旦的變形式s=vt可知，甲隊(duì)龍舟所走的距離小于乙隊(duì)龍舟走過的距離，

t

所以，tl時刻甲隊(duì)不可能超過乙隊(duì)，故AC錯誤；

BD.由圖象可知，ti時刻甲乙兩隊(duì)速度相等，兩對運(yùn)動的快慢相同，故B錯誤、D正確。

二、填空題

9.（2020四川南充）甲乙兩輛汽車在平直公路上同向勻速行駛，由兩車的相t圖可知（如圖），乙車速度為

km/h；Q0時，甲車在乙車前方200米，乙車追上甲車還需s。

【答案】⑴72(2)40

【解析】(1)根據(jù)公式丫=士可以算出乙車速度為

t

s7200m.，〃

v7=—=--------=20m/s=72km/h

乙t10s

(2)根據(jù)公式u=￡可以算出甲車速度為

t

s甲4一品350m—200m“,

v=—=------=------------------=15m/s

(1iltt10s

乙車追甲車的追擊速度為

v追=v乙一丫甲=20m/s-15m/s=5m/s

乙車追上甲車還需時間為

.v200m.

心='0=-----=40As

追％5m/s

10.甲、乙兩個物體同時從同一地點(diǎn)向東做勻速直線運(yùn)動，速度與時間關(guān)系如圖所示.從圖像上可以得出很

多相關(guān)的有用信息：比如乙物體的速度大小為—m/s,經(jīng)過s甲乙兩物體相距30m。

,、v/(m/s)

15----------------------甲物體

10----------------------乙物體

5-

0369t/s

【答案】10,6.

【解析】如圖對于甲、乙物體，速度與時間關(guān)系的圖像是一條平行于時間軸的直線，對于每一條直線，直

線上每個點(diǎn)縱坐標(biāo)都相等。

甲物體圖像上縱坐標(biāo)大小都等于15,其意義代表每一時刻速度都相等，貝代甲=15m/so

乙物體圖像上縱坐標(biāo)大小都等于10,其意義代表每一時刻速度都相等，則V4=10ni/s

甲物體速度大于乙物體速度，在相同時間內(nèi)甲物體運(yùn)動的路程大于乙物體運(yùn)動的路程，兩者路程之差已知，

就可以求出時間。

根據(jù)V=s/t知道：S<p=vqitSC=vz.t

由題意得：S甲-S*30v甲t-vzt=30

(15t-10t)=30解得t=6(s)

所以經(jīng)過6s甲乙兩物體相距30m,

11.(2020山東德州)兩輛汽車在同一平直公路上同時出發(fā)，其路程s與時間力的關(guān)系如圖所示。由圖像

可知，甲車的速度______乙車的速度(選填“=”或“〉")，當(dāng)f=40s時，甲、乙兩車相距m。

【答案】>200

【解析】由圖得出甲乙兩車都做勻速直線運(yùn)動，在片50s時，甲車行駛的路程s”,=1000%乙車行駛的路程

s*700m,甲車的速度

5^_1000m

=20m/s

f甲50s

s7700m-200m

嗅=7=一亞—=l°m/s

Viv>V-^

由圖可知，行駛20s時甲車追上乙車，當(dāng)占40s時，甲車行駛路程

s'ltl=800m-400m=400m

乙午行駛的路程

s'z,=600-400m=200m

A'>p-s'6=400m-200m=200m

12.（2020牡丹江雞西）小明記錄了一定質(zhì)量的水體積隨溫度變化的規(guī)律，如圖所示.在。?4℃,水溫升

高時，水的體積將.當(dāng)水溫在4℃時，水的密度—（選填“最大”或“最小”）；罐裝的飲料（可

看作水）在此溫度下存放是最（選填“安全”或“不安全”）的.

體積/cm'

1.0010

1.0008

1.0006

1.0004

1.0002

1.0000

0246810121416fiJT/<c

【答案】變小最大安全

【解析】由圖象可知，水在0?4C之間，隨著溫度升高體積逐漸變小;

W7

質(zhì)量是物體屬性，不隨溫度變化，在4℃時，水的體積最小，由夕="可知，在質(zhì)量一定的情況下，體

積最小，密度最大;

由圖象可知，“溫度低于4℃時;水的體積隨著溫度降低而增大；高于4℃時，水的體枳隨溫度升高而增大.“故

灌裝的飲料（可看作為水）在4℃時體積最小，在4℃以下或以上時，體積均增大，故在存放灌裝飲料

是最安全的.

13.（2020青海西寧）人在繩子自由端用拉力F通過圖甲所示的滑輪組，將重900N的物體勻速提升6m,

用時15s,則所做的有用功為J,拉力做的功W隨時間t變化的圖象如圖乙所示（忽略繩重和摩擦）,

滑輪組的機(jī)械效率是

【答案】540090%

【解析】從圖乙中可看出15s時總功為6000J,便可求出機(jī)械效率。

所做的有用功為

卬行用=Gh=900Nx6m=5400J

從圖乙中可看出15s時總功為6000J

7=^ffl-xl00%=^991x100%=90%

%6000J

14.（2020浙江溫州）某跳傘運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下，沿豎直方向降落，一段時間后打開降落傘，最后安全著

地。已知運(yùn)動員和跳傘設(shè)備的總重力為700牛，跳傘過程中下降的速度與時間的關(guān)系如圖中所示。

乙

（1）圖甲中曲線總段速度越來越大的原因是

（2）圖乙是跳傘過程中部分階段的情景及受力示意圖,其中與圖甲曲線中2階段對應(yīng)的是—

（3）計算運(yùn)動員和跳傘設(shè)備的總重力在46段所做的功。

【答案】（1）運(yùn)動員和跳傘設(shè)備的總重力大于空氣阻力（2）③（3）7X10」

【解析】（1）由圖甲可知，跳傘運(yùn)動員在4？段處于加速降落過程中，此時運(yùn)動員和跳傘設(shè)備受到重力大

于空氣阻力。

（2）①圖中降落傘打開，運(yùn)動員受到的阻力大于重力，運(yùn)動員處于減速降落過程，應(yīng)該是圖甲曲線中小段，

故①不符合題意；

②圖中運(yùn)動員己經(jīng)著陸，運(yùn)動員的速度為0,與圖甲曲線中切段不符，故②不符合題意；

③圖中降落傘打開，運(yùn)動員受到的阻力等于重力，運(yùn)動員處于勻速降落過程，且運(yùn)動員的速度較小，是圖

甲曲線中切段，故③符合題意；

④圖中降落傘未打開，運(yùn)動員受到的阻力等于重力，運(yùn)動員處于勻速降落過程，且運(yùn)動員的速度較大，應(yīng)

該是圖甲曲線中46段，故④不符合題意。

故選③。

(3)由圖中可知，運(yùn)動員在4?段的速度為片50m/s,時間為t=40s-20s=20s,

則運(yùn)動員在段下降的高度為7t=50m/sX20s=1000m

則運(yùn)動員和跳傘設(shè)備的總重力在46段所做的功為

收益s=700NX1000m=7X105J

15.(2020甘肅天水)小滿用水平力推水平地面上的物體，物體的v-t圖象如圖所示，

(1)物體在0?1s處于狀態(tài)。

(2)物體在第2s的速度是m/s；

(3)物體在4?6s內(nèi)通過的路程是mo

【答案】(D靜止；(2)0.5；(3)2o

【解析】(1)由圖可知，物體在0?1s的速度為0,處于靜止?fàn)顟B(tài)；

(2)由圖可知，物體在第2s的速度是0.5m/s；

(3)物體在4~6s的速度為Im/s,由v=^可知，物體在4~6s內(nèi)通過的路程是：s=vt=Im/sX2s=2m。

t

【點(diǎn)評】本題考查J'物體運(yùn)動狀態(tài)的判定、速度公式的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)知識。

16.(2020甘肅天水)如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個重為8N、棱長為10cm的正方體物塊M,M

與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內(nèi)注水，容器中水的深度h隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所

示(g=10N/kg),則：當(dāng)t=140s時,物塊M在水中處于(選填“沉底”“懸浮”或“漂浮”)狀態(tài)；

當(dāng)t=140s時，水對容器底部的壓力大小是；圖乙中a的值是；40?140s時段，浮力對

物體做功是

【答案】漂??；15N；8cm；0.32J。

【解析】(1)正方體物塊M的體積：V=I?=(0.Im)3=0.001ms；

物塊M的質(zhì)量：m=g=8N=o.8kg；

glON/kg

物塊M的密度：P"皿==o.8Xl(Ag/m3Vl.OX10:ikg/m3；

V0.001m3

即物塊的密度小于水的密度，

由圖象可知：當(dāng)t=140s時，水的深度為h=12cm,大于正方體物塊M的棱長為10cm；

則根據(jù)浮沉條件可知此時物塊在水中處于漂浮狀態(tài)：

(2)當(dāng)t=140s時,注入水的體積:V*=vt^5mL/sX140s=700mL=7X10'mJ,

則注入水的重力：G*=P*gV*=1.0X10：ikg/m3X10N/kgX7X10W=7N；

因容器為方形容器，且此時物塊處于漂浮狀態(tài)，

所以此時水對容器底部的壓力：F=G*+GN=7N+8N=15N；

(3)由圖象分析可知，當(dāng)t=40s時，物塊M剛好處于漂浮狀態(tài)，則％?=G”=8N,

根據(jù)F浮=P*gV排可得此時物塊M排開水的體積：

V產(chǎn)?浮=---------『8%----------=8義10800cm3,

P水g1.OX103kg/m3XlON/kg

由V“「=S?h殷可得，此時水的深度：

a=h=8cm；

(10cm)2

(4)在40-140s時段，物塊M上升的高度(等于水面上升的高度)：h'=12cm-8cm=4cm=0.04m,

則該過程中浮力對物體做功：W=F浮h'=8NX0.04m=0.32J。

【點(diǎn)評】此題是一道力學(xué)綜合題，熟練運(yùn)用阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式、密度公式，準(zhǔn)確分析圖象中的

信息，方可解答此題。

17.（2020貴州畢節(jié)）如圖甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與

時間t的關(guān)系和物體的速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示，則0?3sF對物體做的功為_____J,3?6s物體

受摩擦力大小為——N.6?9sF對物體做的功為.J.

【答案】0424

【解析】由圖可知，在07秒內(nèi)，物體相對于水平地面沒有發(fā)生運(yùn)動，物體受到的力尸=2'所以加=昆=

2/VX0/z?=0./；由速度5]?間圖象可知,6Ws內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動,受平衡力作用，即摩擦力=4M6

?S內(nèi)拉力對物體所做的功w=尸's=4Nx2m/sx3s=24J：在3~6s內(nèi)，物體做勻加速運(yùn)動，由于接觸面

的粗糙程度和壓力都不變，故摩擦力不變，為4M

三、實(shí)驗(yàn)題

18.（2021新疆模擬）某實(shí)驗(yàn)小組在"測量物體運(yùn)動的平均速度"實(shí)驗(yàn)中，讓小球從斜面力點(diǎn)由靜止開始

滾下，頻閃照相機(jī)記錄了小球在相同時間內(nèi)通過的路程，照片如圖所示，

⑴依據(jù)照片可判斷，小球在做（選填“加速”、‘減速”或“勻速”）運(yùn)動;

（2）如果頻閃照相機(jī)每隔0.2s拍攝一次,并測得SAB=5cm,敘=15cm,則小球在8C段的平均速度為m/s,

小球在力。段的平均速度為m/s；

⑶如圖所示，能說明小球在斜面上運(yùn)動情況的圖像是；

BCD

（4）小球在45段運(yùn)動過程中，經(jīng)過時間如中點(diǎn)時的速度為凡經(jīng)過路程期中點(diǎn)時的速度為4則區(qū)發(fā)

（選填“>"、"<"或"="）。

【答案】⑴加速⑵0.750.50⑶C⑷<

【解析】（1）由照片可知，在相同時間，小球運(yùn)動的距離間隔越來越大，所以小球在做加速運(yùn)動。

⑵如果頻閃照相機(jī)每隔0.2s拍攝一次，并測得a產(chǎn)5cm.s^l5cm,則小球在8C段的平均速度為

0.15m

%=京==0.75m/s

%0.2s

力。段的距離=SAB+SBC=5cm+15cm=20cm=0.2m

AC段所用的時間=1AB+he~S2s+0.2s=0.4s

則小球在ZIC段的平均速度

0-2mns,

v.r==----=0.50m/s

￡tAC0.4s

⑶由（1）⑴知圖中小球在做加速運(yùn)動。圖A中隨著時間增加，速度在減小，不符合題意；圖B中隨著時間增

加，速度不變，不符合題意；圖C中隨著時間增加，速度在增大，符合題意；圖D中隨著時間增加，速度

先減小后增大，不符合題意。故能說明小球在斜面上運(yùn)動情況的圖像是C。

⑷由照片可知，在相同時間，小球運(yùn)動的距離間隔越來越大，所以小球在做加速運(yùn)動。即小球的速度越來

越大，則時間如中點(diǎn)未到達(dá)路程g中點(diǎn)，則為<匕

四、計算題

19.（2020山東德州）救援隊(duì)用吊繩打撈沉到水池底部的實(shí)心長方體沉箱，如圖甲所示，提升過程中始終

以0.15m/s的速度豎直向上勻速提起，圖乙是吊繩的拉力廠隨時間/變化的圖像，整個提起過程用時80s,

g取10N/kg,水的密度為1.0xl（）3kg/m3,不計水的阻力及水面高度的變化。

0405080t/s

乙

求：（1）開始提起（片0）時，沉箱下表面受到水的壓強(qiáng)（不計大氣壓）;

⑵。?40s內(nèi)拉力的功率；

（3）沉箱的密度為多大。

【答案】(1)7.5xlO4Pa;⑵7.65xlO，W：⑶2.7xl()3kg/m3

【解析】(1)開始提起0=0)時，沉箱下表面與水面的距離

h=s=vt=0.15m/sx50s=7.5m

沉箱下表面受到水的壓強(qiáng)

324

p=p7);g/i=1.0xl0kg/mxlON/kgx7.5m=7.5xlOPa

(2)山圖可知。?40s內(nèi)拉力為5.1X1()4N，提升過程中的速度0.15m/s,0?40s內(nèi)拉力的功率

Fv=5.1xlO4NxO.15m/s=7.65xlO3W

tt

(3)由圖可知，沉箱的重力為8.1X1()4N，則質(zhì)量

G8.1X104N

"2-_—________=8.1xlO3kg

一g-ION/kg

浮力為

444

%=G-Fi：,=8.1X10N-5.1X10N=3X10N

“-v一耳」.3X10'N3

物—排一^J-lxlO,kg/m'lON/kg

沉箱的密度為

。物T=*?g=2.7xl()3kg/m3

y物Jm

答：(1)開始提起(片0)時，沉箱下表面受到水的壓強(qiáng)為7.5X10'Pa；

(2)0~40s內(nèi)拉力的功率7.65X10%

(3)沉箱的密度為2.7X103kg/m3o

20.(2020貴州畢節(jié))質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，滑輪組的機(jī)械效率隨貨物

重力變化的圖象如圖乙，機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計，(g=10N/kg)。問：

(1)若工人在Imin內(nèi)將貨物勻速向上提高了6m,作用在鋼繩上的拉力為400N,拉力的功率是多大；

(2)動滑輪受到的重力；

(3)該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時，若要工人不被拉離地面，此滑輪組機(jī)械效率最大值是多少？

【答案】(1)120W；(2)200N；(3)889%

【解析】(1)由圖可知，77=3,則繩端移動的距離

5=/?A=3x6m=18m

拉力做的功

W=Fs=4(X)Nxl8m=7200J

拉力的功率

W7200J

P==120W

7--66S

(2)由圖乙可知，物重用300\時，滑輪組的機(jī)械效率7=60%,因機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計，克服物重

做的功為有用功，克服動滑輪重力和物重做的功為總功，所以，滑輪組的機(jī)械效率

wGh

_h^xl00%xl()0%=—JxlOO%

W以(G+G動)〃G+G動

所以

=徐一300N=200N

(3)已知工人的質(zhì)量為60kg,則該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時，繩子的最大拉力

F次=Gh=m人g=60kgxlON/kg=600N

山F=(G+G,J可得,提升的最大物重

n

G)=nF大-G動=3x600N-200N=1600N

則滑輪組的最大機(jī)械效率

〃=^&X1OO%=7°木'「X100%=―4-X100%=—則變一X100%~88.9%

/(G大+G動)/?G大+%1600N+200N

21.(2020海南)如圖甲所示，用電動機(jī)和滑輪組把密度為3X10；'kg/m3,體積為In?的礦石，從水底勻速豎

直打撈起來，g取10N/kg,水的密度為lX101g/m\求：

(1)礦石的重力；

(2)礦石浸沒在水中受到的浮力；

(3)礦石露出水面前，電動機(jī)對繩子拉力的功率為2.5k%礦石上升過程中的s-f圖像如圖乙所示，求滑輪

組的機(jī)械效率；

(4)如果不計繩重及繩子與滑輪間的摩擦，礦石露出水面后與露出水面前相比，滑輪組機(jī)械效率會如何改變?

為什么？

【答案】(1)3X104N;(2)IXIO'N；(3)80%；(4)增大；礦石露出水面之后和露出水面之前相比，在

提升相同高度的情況下，有用功增大，額外功不變，有用功占總功的比例增大，所以滑輪組機(jī)械效率增大

【解析】(1)礦石質(zhì)量，由P="得

機(jī)=夕礦石V=3xl03kg/m3xlm3=3xlO3kg

礦石重力

G=m^=3xlO3kgxlON/kg=3xlO4N

(2)因?yàn)榈V石浸沒在水中，所以

^=V=lm3

由阿基米德原理，可知礦石受到的浮力

%=6排=夕水g%=1x103kg/m3xlON/kgxlm3=lxlO4N

(3)解法一：由S-f圖像可知，礦石勻速匕^的速度

v方=—=—m/5=0.1m/s

“t20

滑輪組提升礦石的有用功率

443

七=力石=(6-4?)v5=(3xl0N-lxl0N)x0.1m/s=2xl0W

滑輪組的機(jī)械效率

VK,-P2X103W

〃=上、100%=上ti、100%=---------100%=80%

w,.,P?2.5X1()3w

解法二：由圖像可知物體在10秒內(nèi)運(yùn)動的距離為Im,則

444

%=(G-七)力石=(3xlON-lxlON)xlm=2xlO