專題11功、功率、機械效率(原卷版+解析)(第2期)

專題11功、功率、機械效率（原卷版）（第2期）一、選擇題1.（2022·四川樂山）下列四幅圖中，力有對物體做功的是（）。A.推車未推動；B.提著滑板水平前行；C.搬石未搬起；D.用繩子提升物體2.（2022·四川樂山）如圖所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物體沿水平地面做勻速直線運動，物體與地面間的滑動摩擦力是自身重力的0.2倍，繩子自由端向前移動的速度為0.6m/s。則（）。A.拉力F的功率為3W；B.1min內物體移動的距離為36m；C.1min內所做的有用功為1440J；D.該滑輪組的機械效率為85%3.（2022·河北）在老舊小區(qū)改造中，工人利用滑輪組將重380N的建筑材料提升到樓頂，如圖所示。已知工人對繩子的拉力為200N，建筑材料在5s內勻速上升5m，不計繩重及摩擦。此過程中，下列說法正確的是（）。A.動滑輪所受重力為10N B.滑輪組所做的有用功為2000JC.工人所用拉力的功率為380W D.滑輪組的機械效率為95%4.（2022·四川眉山）小摩同學家里正在修建樓房，他通過調查了解到工人利用如圖的裝置，將重力為900N的物體勻速提升了6m，工人對繩子施加的拉力F為475N。忽略繩重和機械之間的一切摩擦。下列說法中正確的是（）。①拉力F做功為2850J②動滑輪的重力為50N③拉力F做的額外功為600J④如用該裝置勻速提升重力為950N的物體，則該滑輪組的機械效率為95%。A.①③ B.②④ C.①② D.③④5.（2022·湖南常德）如圖所示，用兩滑輪采用不同的繞繩方法，將同一重物勻速提升相同的高度（不計繩重和摩擦），下列說法中正確的是（）。A.F1＞F2，F(xiàn)1移動距離多 B.F1＜F2，F(xiàn)2移動距離多C.F1所做的額外功多 D.兩裝置的機械效率相同6.（2022·邵陽）如圖所示，滑輪組下面懸掛一重為12N的物體，在豎直向上的拉力F的作用下，該物體在10s內被勻速提升了0.5m，拉力F的大小為5N。關于該滑輪組，下列計算結果正確的是（）。A.繩子自由端移動的距離是1m B.有用功為0.6JC.總功為5J D.該裝置的機械效率為80%7.（2022·湖北武漢）用一個動滑輪在8s內將一重為300N的物體勻速向上提起2m，拉力為200N。這個動滑輪的機械效率和拉力的功率分別是（）。A.66.7%，50W B.66.7%，100W C.75%，50W D.75%，100W8.（2022·湖南岳陽）如圖，用40N的拉力，在10s內將重100N的物體勻速提升3m，則該滑輪組（）。A.繩端移動的距離為6m B.有用功為120JC.拉力做功的功率為36W D.機械效率為80%9.（2022·湖北隨州）由于熱脹冷縮，戶外的導線在夏天會變得松弛，冬天又拉得很緊。某些地方用如圖所示的滑輪組來控制導線的松緊程度。某次導線對滑輪N的拉力為F，配重水泥塊（重為G）被勻速拉升的高度為h（不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦）。下列說法中正確的是（）。A.M是動滑輪；B.拉力F=2G；C.拉力F做的功為3Fh；D.拉力F移動的速度與配重G上升的速度相同10.（2022·四川達州）如圖所示，小華用滑輪組水平向左勻速拉動A物體，A物體5s內移動了100cm，且A物體與水平地面的摩擦力大小為12N，已知滑輪組的機械效率為80%，則下列說法錯誤的是（）。A.拉力F大小為4N B.繩子自由端移動的速度為0.6m/sC.拉力F做功的功率為3W D.拉力F在5s內對滑輪組做的額外功為3J11.（2022·四川成都B）小武用如圖所示滑輪組勻速提升500N的重物，10s內物體上升了1m，大滑輪重20N，每個小滑輪重10N，滑輪組的繞繩能承受的最大拉力為200N，不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，下列結論正確的是（）。A.動滑輪對重物做的功為520J B.小武施加的拉力的功率為52WC.使用此滑輪組能勻速提起重為570N的物體 D.若機械效率為80%，則提升的物重為160N二、填空題12.（2022·湖南長沙）用如圖所示的電動起重機將3000N的貨物提高4m，起重機對貨物做的有用功是___________J；它的電動機功率為3000W，此過程用時10s，起重機的機械效率為___________%；若減小動滑輪的重力，起重機的機械效率將變___________。13.（2022·湖南郴州）用40N水平拉力拉著重為100N的物體，在10s內由靜止開始沿水平直線移動了5m。此過程中，重力對物體做的功為______J，水平拉力對物體做功的功率為______W。14.（2022·四川德陽）如圖所示，有一斜面長L=4m，高h=2.5m。劉利同學用平行于斜面向上F=150N的拉力，將200N重的物體從底端勻速拉到斜面頂端。那么劉利同學對物體做的總功為___________J；物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力為___________N。15.（2022·四川涼山）工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為400N的貨物勻速提升了1m，動滑輪重為100N，不考慮繩重和摩擦，工人師傅做的額外功為____________J，該滑輪組的機械效率為____________。16.（2022·湖北十堰）如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°，某快遞員用500N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車廂，不考慮斜面形變，貨物所受摩擦力方向沿斜面向_____；斜面的機械效率為_____。不改變斜面與地面夾角和貨物質量，采用_____的方法可以提高斜面的機械效率。17.（2022·福建）如圖，用滑輪組幫助汽車脫困時，滑輪B的作用是______；汽車被勻速拉動時，作用在繩子上的拉力F為1000N，滑輪組的機械效率為80%，則汽車受到的摩擦力為______N。三、計算題18.（2022·江蘇蘇州）用如圖所示的滑輪組將重為300N的物體以0.1m/s的速度勻速向上提升10s。（1）若不計動滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦，求人對繩的拉力F；（2）實際中動滑輪重為40N，人的拉力做功400J，求滑輪組的機械效率以及克服繩重和摩擦所做的額外功。19.（2022·湖北宜昌）如圖甲，宜昌市某中學學生在課外實踐活動中對滑輪組進行了探究。他們自制滑輪組的簡化圖如圖乙所示，小華利用此滑輪組用時10s將小軍勻速提升了50cm，稱得小軍的質量為54kg，動滑輪組的質量為6kg。g=10N/kg，不計繩重和滑輪與繩之間的摩擦，求：（1）小華的拉力是多少？（2）小華拉力的功率是多少？（3）此過程中滑輪組的機械效率是多少？20.（2022·廣東廣州）如圖1，工人將重500N的貨物推入靜止的貨柜中（忽略空氣阻力，g取10Nkg）。（1）在斜面上貨物受到沿斜面向上250N的推力F。從P點勻速運動到Q點用時4s。求此過程①F的功率；（）②斜面的機械效率。（）（2）在貨柜的同一水平底面上，貨物受到水平向右100N的推力F，從A點勻速運動到B點用時1s，在B點撤去F，貨物持續(xù)運動0.5s停在D點；①用“●”表示貨物，在方框中畫出貨物在O點的受力示意圖；（）②貨物到A點時為計時起點，在圖2中面出0~1.2s貨物所受摩擦力的大小隨時間變化的圖象；（）（3）圖3中的尾板等效成圖4中以O為支點的杠桿，處于水平靜止，尾板自重為G、受到繩的拉力為F（忽略繩重）：①在圖4中畫出F的力臂l；（）②繩長一定，繩按圖5方式懸掛，尾板仍處于水平靜止，則此時尾板受到繩的拉力F4___________F3（選填“>”、“=”、“＜”）。21.（2022·湖北十堰）小明攜帶質量為10kg的行李箱乘坐高速列車從十堰到漢口。列車經(jīng)過的部分站點時刻表如下：站次站名到達時間開車時間運行時間運行里程1十堰東——12∶27——02襄陽東13∶2713∶3160min180km3漢口15∶11——100min460km請你根據(jù)以上信息，解決下列問題：（g取10N/kg）（1）行李箱底部與水平行李架的接觸面積約為0.2m2，求行李箱對行李架的壓強；（2）從十堰東站到襄陽東站運行的速度為多少km/h？（3）若列車在襄陽東站至漢口站區(qū)間內勻速直線行駛，牽引力恒為3×105N，電能轉化成機械能的效率為70%，求列車在此區(qū)間運行過程中消耗的總功率。22.（2022·貴州黔東南）據(jù)新華社報道，5月31日上午，貴陽至黃平高速公路全線通車。貴黃高速的通車，將極大地方便沿線群眾出行，提升貴陽市、黔南州、黔東南州至長江三角洲、長株潭城市群通道運輸能力，對完善全省高速公路網(wǎng)絡、推動沿線資源開發(fā)、振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟提供強有力的交通支撐。貴黃高速主線全長120.6公里，設計時速100公里。周末，小明與他爸爸從黃平開著小汽車到貴陽游玩，人和車的總質量為1.5t，四輪與地面接觸總面積為200cm2。若小汽車在行駛過程中受到的阻力是人和車總重力的0.04倍（取g=10N/kg），求：（1）因車發(fā)生故障，當車停在水平應急道上（人未下車）時，車對水平地面的壓強；（2）若該車在某平直路段以72km/h的速度勻速行駛了25s，此過程小汽車牽引力的功率。23.（2022·貴州黔東南）如圖所示，是某工作隊用滑輪組從水中打撈正方體物體M的情景。物體M的棱長為1m，密度為2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升2m。忽略繩重、繩與滑輪的摩擦和滑輪與軸的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物體M上升后，還未露出水面時受到的浮力；（2）物體M上表面在水面下0.2m時，它的下表面受到水的壓力；（3）物體M上升后，在未露出水面前，此滑輪組的機械效率。24.（2022·青海）某建筑工人用300N的拉力，在25s內將重力為800N的水泥利用滑輪組勻速提高4m，如圖所示。若不計摩擦和繩重，請你完成下列計算：（1）動滑輪的重力；（2）工人做功的功率；（3）該裝置的機械效率。專題11功、功率、機械效率（解析版）（第2期）一、選擇題1.（2022·四川樂山）下列四幅圖中，力有對物體做功的是（）。A.推車未推動；B.提著滑板水平前行；C.搬石未搬起；D.用繩子提升物體【答案】D?！窘馕觥緼．推車未推動，有力但是沒有距離，勞而無功，故A不符合題意；B．提著滑板水平前行，力與物體運動距離垂直，垂直無功，故B不符合題意；C．搬石未搬起，有力但是沒有距離，勞而無功，故C不符合題意；D．用繩子提升物體，有力作用在物體上，并且在力的方向上移動了距離，故這個力做了功，故D符合題意。故選D。2.（2022·四川樂山）如圖所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物體沿水平地面做勻速直線運動，物體與地面間的滑動摩擦力是自身重力的0.2倍，繩子自由端向前移動的速度為0.6m/s。則（）。A.拉力F的功率為3W；B.1min內物體移動的距離為36m；C.1min內所做的有用功為1440J；D.該滑輪組的機械效率為85%【答案】C。【解析】A．拉力F的功率為故A不符合題意；B．如圖滑輪組，一共有3段繩子分擔動滑輪所受的拉力，故物體移動的速度為1min內物體移動的距離為故B不符合題意；C．物體與地面間的滑動摩擦力為1min內所做的有用功為故C符合題意；D．1min內所做的總功為該滑輪組的機械效率為故D不符合題意。故選C。3.（2022·河北）在老舊小區(qū)改造中，工人利用滑輪組將重380N的建筑材料提升到樓頂，如圖所示。已知工人對繩子的拉力為200N，建筑材料在5s內勻速上升5m，不計繩重及摩擦。此過程中，下列說法正確的是（）。A.動滑輪所受重力為10N B.滑輪組所做的有用功為2000JC.工人所用拉力的功率為380W D.滑輪組的機械效率為95%【答案】D。【解析】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功為故B錯誤；C．由圖可知，繩子股數(shù)n=2，繩端移動的距離為s=2h=2×5m=10m工人所用拉力的功為拉力的功率為，故C錯誤；A．不計繩重及摩擦，所做的額外功為動滑輪所受重力為，故A錯誤；D．滑輪組的機械效率為故D正確。故選D。4.（2022·四川眉山）小摩同學家里正在修建樓房，他通過調查了解到工人利用如圖的裝置，將重力為900N的物體勻速提升了6m，工人對繩子施加的拉力F為475N。忽略繩重和機械之間的一切摩擦。下列說法中正確的是（）。①拉力F做功為2850J②動滑輪的重力為50N③拉力F做的額外功為600J④如用該裝置勻速提升重力為950N的物體，則該滑輪組的機械效率為95%。A.①③ B.②④ C.①② D.③④【答案】B。【解析】①如圖所示，一共有兩段繩子分擔動滑輪重，故繩子自由端移動的距離為拉力F做功為故①錯誤；②動滑輪的重力為故②正確；③拉力F做的額外功為故③錯誤；④如用該裝置勻速提升重力為950N的物體，則該滑輪組的機械效率為故④正確，故綜上所述，②④正確，B正確。故選B。5.（2022·湖南常德）如圖所示，用兩滑輪采用不同的繞繩方法，將同一重物勻速提升相同的高度（不計繩重和摩擦），下列說法中正確的是（）。A.F1＞F2，F(xiàn)1移動距離多 B.F1＜F2，F(xiàn)2移動距離多C.F1所做的額外功多 D.兩裝置的機械效率相同【答案】D【解析】AB．由圖可知，左側的滑輪組，n=2，則拉力為F1移動距離為s1=2h右側的滑輪組，n=3，則拉力為F2移動距離s2=3h因此F1＞F2，F(xiàn)2移動距離多，故AB錯誤；C．不計繩重和摩擦，提動滑輪做的功為滑輪組的額外功，兩個動滑輪相同，提升相同的高度，故兩個滑輪組做的額外功相同，故C錯誤；D．不計繩重和摩擦滑輪組的機械效率與所提物重和滑輪重有關，與繩子的繞法無關，在提升相同物體到相同的高度，所做的有用功與額外功相同，故兩裝置的機械效率相同，故D正確。故選D。6.（2022·邵陽）如圖所示，滑輪組下面懸掛一重為12N的物體，在豎直向上的拉力F的作用下，該物體在10s內被勻速提升了0.5m，拉力F的大小為5N。關于該滑輪組，下列計算結果正確的是（）。A.繩子自由端移動的距離是1m B.有用功為0.6JC.總功為5J D.該裝置的機械效率為80%【答案】D?！窘馕觥緼．由圖可知，承擔物重的繩子段數(shù)為n=3，當物體上升0.5m時，繩子自由端移動的距離是故A錯誤；B．有用功為故B錯誤；C．拉力做的總功為故C錯誤；D．該裝置的機械效率為故D正確。故選D。7.（2022·湖北武漢）用一個動滑輪在8s內將一重為300N的物體勻速向上提起2m，拉力為200N。這個動滑輪的機械效率和拉力的功率分別是（）。A.66.7%，50W B.66.7%，100W C.75%，50W D.75%，100W【答案】D?！窘馕觥緼B．一個動滑輪提升重物，一共有兩段繩子分擔物重，故n=2，這個動滑輪的機械效率故AB不符合題意；CD．繩子移動的距離為拉力的功率分別是故C不符合題意，D符合題意。故選D。8.（2022·湖南岳陽）如圖，用40N的拉力，在10s內將重100N的物體勻速提升3m，則該滑輪組（）。A.繩端移動的距離為6m B.有用功為120JC.拉力做功的功率為36W D.機械效率為80%【答案】C。【解析】A．將物體勻速提升3m，則繩端移動的距離為故A不符合題意；B．有用功為故B不符合題意；C．拉力做的功為總功，總功為拉力做功的功率為故C符合題意；D．滑輪組的機械效率為故D不符合題意。故選C。9.（2022·湖北隨州）由于熱脹冷縮，戶外的導線在夏天會變得松弛，冬天又拉得很緊。某些地方用如圖所示的滑輪組來控制導線的松緊程度。某次導線對滑輪N的拉力為F，配重水泥塊（重為G）被勻速拉升的高度為h（不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦）。下列說法中正確的是（）。A.M是動滑輪；B.拉力F=2G；C.拉力F做的功為3Fh；D.拉力F移動的速度與配重G上升的速度相同【答案】B。【解析】A．在拉力F的作用下，N會隨著拉力一起移動，M不動，所以M是定滑輪，N是動滑輪，故A錯誤；B．由于N是動滑輪，且n=2，不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦，拉力為F=2G故B正確；C．拉力F做的功為

故C錯誤；D．配重G上升的速度是拉力F移動的速度的2倍，故D錯誤。故選B。10.（2022·四川達州）如圖所示，小華用滑輪組水平向左勻速拉動A物體，A物體5s內移動了100cm，且A物體與水平地面的摩擦力大小為12N，已知滑輪組的機械效率為80%，則下列說法錯誤的是（）。A.拉力F大小為4N B.繩子自由端移動的速度為0.6m/sC.拉力F做功的功率為3W D.拉力F在5s內對滑輪組做的額外功為3J【答案】A?！窘馕觥緽．動滑輪上有三段繩子，則n=3，5s內繩子自由端移動的距離s繩=ns物=3×100×10-2m=3m繩子自由端移動的速度故B正確，不符合題意；AC．物體克服摩擦力做的有用功W有=fs物=12N×100×10-2m=12J拉力做的總功拉力F大小拉力F做功的功率故A錯誤，符合題意；C正確，不符合題意。D．拉力F在5s內對滑輪組做的額外功W額=W總-W有=15J-12J=3J故D正確，不符合題意。故選A。11.（2022·四川成都B）小武用如圖所示滑輪組勻速提升500N的重物，10s內物體上升了1m，大滑輪重20N，每個小滑輪重10N，滑輪組的繞繩能承受的最大拉力為200N，不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，下列結論正確的是（）。A.動滑輪對重物做的功為520J B.小武施加的拉力的功率為52WC.使用此滑輪組能勻速提起重為570N的物體 D.若機械效率為80%，則提升的物重為160N【答案】BC?！窘馕觥緼．由受力分析可知，動滑輪對重物的拉力F拉等于重物的重力G，即F拉=G=500N重物上升的高度為h=1m，故由W=Fs可得，動滑輪對重物做的功為W=Gh=500N×1m=500J故A錯誤；B．由圖中可知，動滑輪上有三股繩子承重，故繩子自由端的拉力為繩子自由端移動的距離為s=3h=3×1m=3m故繩子自由端的拉力做的功為故由可得，拉力的功率為故B正確；C．由題意可知，滑輪組的繞繩能承受的最大拉力為F大=200N，故由可得，使用此滑輪組能勻速提起的物體的最大重力為G大=3F大-G動=3×200N-20N=580N故可知使用此滑輪組能勻速提起重為570N物體，故C正確；D．該滑輪組的機械效率為若機械效率為80%，解得此時物體的重力為G′=80N，故D錯誤。故選BC。二、填空題12.（2022·湖南長沙）用如圖所示的電動起重機將3000N的貨物提高4m，起重機對貨物做的有用功是___________J；它的電動機功率為3000W，此過程用時10s，起重機的機械效率為___________%；若減小動滑輪的重力，起重機的機械效率將變___________?！敬鸢浮竣?.2×104；②40；③大?！窘馕觥縖1]將3000N的貨物提高4m，起重機對貨物做的有用功為W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J[2]電動機功率為3000W，此過程用時10s，做的總功為W總=Pt=3000W×10s=3×104J起重機的機械效率為[3]若減小動滑輪的重力，將重物提升同樣的高度，做的額外功變小，做的有用功不變，總功變小，根據(jù)機械效率的公式，起重機的機械效率將變大。13.（2022·湖南郴州）用40N水平拉力拉著重為100N的物體，在10s內由靜止開始沿水平直線移動了5m。此過程中，重力對物體做的功為______J，水平拉力對物體做功的功率為______W?！敬鸢浮竣?；②20?！窘馕觥縖1]做功的兩個要素是：一是要有作用在物體上的力；二是物體沿受力方向移動一段距離。物體受到的重力方向豎直向下，而物體是沿水平方向運動，所以重力沒有做功。[2]物體受到的水平拉力F=40N，沿水平直線移動了5m，所以拉力對物體做的功為W=Fs=40N×5m=200J拉力對物體做功的功率為。14.（2022·四川德陽）如圖所示，有一斜面長L=4m，高h=2.5m。劉利同學用平行于斜面向上F=150N的拉力，將200N重的物體從底端勻速拉到斜面頂端。那么劉利同學對物體做的總功為___________J；物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力為___________N。【答案】①600；②25。【解析】[1]劉利同學對物體做的總功為[2]劉利同學對物體做的有用功為劉利克服摩擦力做的功就是物體被勻速拉到斜面頂端所做的額外功，額外功物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力。15.（2022·四川涼山）工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為400N的貨物勻速提升了1m，動滑輪重為100N，不考慮繩重和摩擦，工人師傅做的額外功為____________J，該滑輪組的機械效率為____________?！敬鸢浮竣?00；②80%。【解析】[1]由題意可知，不考慮繩重和摩擦，則工人師傅做的額外功，就是克服動滑輪的重力所做的功，動滑輪重為100N，動滑輪被勻速提升了1m，根據(jù)公式可知，工人師傅做的額外功工人師傅做的額外功為100J。[2]由題意可知，貨物重為400N，被勻速提升了1m，所做的有用功所做的有用功為400J，則總功該滑輪組的機械效率該滑輪組的機械效率為80%。16.（2022·湖北十堰）如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°，某快遞員用500N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車廂，不考慮斜面形變，貨物所受摩擦力方向沿斜面向_____；斜面的機械效率為_____。不改變斜面與地面夾角和貨物質量，采用_____的方法可以提高斜面的機械效率?！敬鸢浮竣傧拢虎?0%；③減小木板粗糙程度?！窘馕觥縖1]貨物相對斜面向上運動，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。[2]如圖所示，斜面的長度為l，其高度斜面的機械效率[3]斜面與地面夾角和貨物質量不變，即有用功保持不變，可通過減少額外功來提高斜面的機械效率。為了減少額外功，可減小摩擦力，壓力不變時，可通過改變接觸面的粗糙程度來改變摩擦，所以可通過減小木板表面的粗糙程度來提高機械效率。17.（2022·福建）如圖，用滑輪組幫助汽車脫困時，滑輪B的作用是______；汽車被勻速拉動時，作用在繩子上的拉力F為1000N，滑輪組的機械效率為80%，則汽車受到的摩擦力為______N?！敬鸢浮竣俑淖兞Φ姆较?；②1600。【解析】[1]滑輪B工作時位置不發(fā)生改變，因此該滑輪為定滑輪，定滑輪不能省力，只能改變力的方向。[2]汽車被勻速拉動時處于平衡狀態(tài)，所受的牽引力和摩擦力是一對平衡力，大小相等。動滑輪上有兩端繩子，則n=2，由滑輪組的機械效率可得汽車受到的摩擦力。三、計算題18.（2022·江蘇蘇州）用如圖所示的滑輪組將重為300N的物體以0.1m/s的速度勻速向上提升10s。（1）若不計動滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦，求人對繩的拉力F；（2）實際中動滑輪重為40N，人的拉力做功400J，求滑輪組的機械效率以及克服繩重和摩擦所做的額外功?！敬鸢浮浚?）150N；（2）75%，60J。【解析】（1）滑輪組的動滑輪繞2段繩，不計動滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦，人對繩的拉力（2）物體上升的高度h=vt=0.1m/s×10s=1m有用功W有=Gh=300N×1m=300J滑輪組的機械效率克服動滑輪做的功W動=G動h=40N×1m=40J額外功W額=W總-W有=400J-300J=100J克服繩重和摩擦所做的額外功W=W額-W動=100J-40J=60J。答：（1）若不計動滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦，人對繩的拉力是150N；（2）實際中動滑輪重為40N，人的拉力做功400J，滑輪組的機械效率是150N，克服繩重和摩擦所做的額外功是60J。19.（2022·湖北宜昌）如圖甲，宜昌市某中學學生在課外實踐活動中對滑輪組進行了探究。他們自制滑輪組的簡化圖如圖乙所示，小華利用此滑輪組用時10s將小軍勻速提升了50cm，稱得小軍的質量為54kg，動滑輪組的質量為6kg。g=10N/kg，不計繩重和滑輪與繩之間的摩擦，求：（1）小華的拉力是多少？（2）小華拉力的功率是多少？（3）此過程中滑輪組的機械效率是多少？【答案】（1）100N；（2）30W；（3）90%?！窘馕觥浚?）由圖乙可知，與動滑輪連接的繩子有6段，則小華的拉力（2）繩子自由端移動的距離s=6h=6×50cm=300cm=3m拉力做的總功W總=Fs=100N×3m=300J拉力的功率（3）小華做的有用功滑輪組的機械效率。答：（1）小華拉力是100N；（2）小華拉力的功率是30W；（3）此過程中滑輪組的機械效率是90%。20.（2022·廣東廣州）如圖1，工人將重500N的貨物推入靜止的貨柜中（忽略空氣阻力，g取10Nkg）。（1）在斜面上貨物受到沿斜面向上250N的推力F。從P點勻速運動到Q點用時4s。求此過程①F的功率；（）②斜面的機械效率。（）（2）在貨柜的同一水平底面上，貨物受到水平向右100N的推力F，從A點勻速運動到B點用時1s，在B點撤去F，貨物持續(xù)運動0.5s停在D點；①用“●”表示貨物，在方框中畫出貨物在O點的受力示意圖；（）②貨物到A點時為計時起點，在圖2中面出0~1.2s貨物所受摩擦力的大小隨時間變化的圖象；（）（3）圖3中的尾板等效成圖4中以O為支點的杠桿，處于水平靜止，尾板自重為G、受到繩的拉力為F（忽略繩重）：①在圖4中畫出F的力臂l；（）②繩長一定，繩按圖5方式懸掛，尾板仍處于水平靜止，則此時尾板受到繩的拉力F4___________F3（選填“>”、“=”、“＜”）?！敬鸢浮竣?25W；②50%；③見解析；④見解析；⑤見解析；⑥>。【解析】（1）[1]貨物沿斜面運動速度則F的功率P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W[2]克服重物的重力做的有用功W有=Gh=500N×0.5m=250J推力做的總功W總=F1s1=250N×2m=500J斜面的機械效率（2）[3]在B點撤去F，貨物持續(xù)運動0.5s停在D點，此過程中貨物受到豎直向下的500N的重力；豎直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于貨物在100N的水平向右的推力作用下勻速運動，則貨物與貨柜之間的摩擦力為100N，滑行時壓力和接觸面的粗糙程度不變，則所受摩擦力的大小不變，即向右滑行時受到水平向左100N的摩擦力。如圖所示：[4]從A點勻速運動到B點用時1s，則0~1s貨物所受摩擦力和推力是一對平衡力，大小為f=F=100N在B點撒去F，貨物持續(xù)運動0.5s停在D點，則貨物在0.2s內處于滑行階段，受到的摩擦力為滑動摩擦力，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，則所受摩擦力的大小不變，即0~1.2s貨物所受摩擦力一直為100N，則繪制f-t圖像如下：（3）[5]過支點O作力F3的垂線段即為繩子的拉力F的力臂l，如圖所示：[6]繩按圖5方式懸掛，尾板仍處于水平靜止，此時F4力臂比F3的力臂要短，而阻力和阻力臂的大小不變，根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知，F(xiàn)4大于F3。21.（2022·湖北十堰）小明攜帶質量為10kg的行李箱乘坐高速列車從十堰到漢口。列車經(jīng)過的部分站點時刻表如下：站次站名到達時間開車時間運行時間運行里程1十堰東——12∶27——02襄陽東13∶2713∶3160min180km3漢口15∶11——100min460km請你根據(jù)以上信息，解決下列問題：（g取10N/kg）（1）行李箱底部與水平行李架的接觸面積約為0.2m2，求行李箱對行李架的壓強；（2）從十堰東站到襄陽東站運行的速度為多少km/h？（3）若列車在襄陽東站至漢口站區(qū)間內勻速直線行駛，牽引力恒為3×105N，電能轉化成機械能的效率為70%，求列車在此區(qū)間運行過程中消耗的總功率。【答案】（1）500Pa；（2）180km/h；（3）2×107W?！窘馕觥浚?）行李箱對行李架的壓強（2）十堰東站到襄陽東站運行的時間t=13∶27-12∶27=1h十堰東站到襄陽東站運行的速度（3）襄陽東站至漢口站區(qū)間內勻速直線行駛的速度電能轉化成機械能的效率；可得列車消耗的總功率。答：（1）行李箱對行李架的壓強是50