2019中考物理 知識點全突破系列 專題64 機械效率大小的計算（含解析）.doc

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機械效率大小的計算 一、單選題 1.如右圖所示，某同學(xué)使用動滑輪把600N的重物勻速提升了3m，所用的拉力是400N。下列說法正確的是（ ） A.機械效率是80%B.有用功是1800JC.額外功是300JD.總功是2100J 2.某品牌無人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9km，用時5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽車的牽引力是2000N，燃油的熱值為4.6107J/kg，假設(shè)燃油完全燃燒。通過計算可知，下列結(jié)果正確的是（ ） ①汽車行駛速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9107J ③汽車牽引力做功的功率是30kW ④汽車發(fā)動機的效率是20% A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④ 3.如圖所示的滑輪組中，動滑輪重1N，小強用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物體，物體沿豎直方向上升0.4m．此過程中，額外功和機械效率分別是（　?。? A.0.4J　83.3%B.0.8J　91.7%C.0.8J　83.3%D.0.4J　91.7% 4.如圖，用一個重為2N的動滑輪，把G物=12N的物體在2s內(nèi)勻速提升0.2m（不考慮繩子的重力和摩擦），則（　　） A.繩子的拉力F=6NB.繩子自由端移動速度v=0.1m/s C.有用功W有=2.8JD.動滑輪的機械效率η=85.7% 5.圖1中力 水平拉動重為G的物體A在水平路面勻速移動了s。改用滑輪組拉動A在同一路面勻速移動了s，拉力為 （如圖2）。此過程滑輪組（ ） A.總功為 B.額外功為 C.機械效率為 D.額外功為 6.如圖所示，用完全相同的兩個滑輪組，分別將重為G1、G2的兩個物體勻速提升相同的高度（繩重、摩擦不計），若G1>G2 ， 提升重物所做的有用功分別為W1、W2 ， 機械效率分別為η1、η2 ， 則下列判斷正確的是（ ） A.W1>W2、η1>η2 B.W1>W2、η1=η2 C.W1>W2、η1<η2 D.W1=W2、η1>η2 7.如圖所示，用滑輪組提升重物時，重200N的物體在5s內(nèi)勻速上升了1m．已知拉繩子的力F為120N，如果不計繩重及摩擦，則提升重物的過程中（　?。? A.繩子自由端被拉下3m B.動滑輪重20N C.滑輪組的機械效率是83.3% D.拉力F的功率是40W 二、填空題 8.如圖所示，在不計繩重和摩擦的情況下，用滑輪在10s內(nèi)將重為40N的物體勻速提升2m，已知拉力F為25N，則在這個過程中拉力做的功是________J，滑輪組的機械效率是________，若勻速提升重為80N的物體，則這個滑輪組的機械效率將________（變大/變小/不變）。 9.如圖所示，工人師傅用動滑輪勻速提升重物．使用動滑輪的好處是________．若物體重450N，工人所用拉力為250N，則動滑輪的機械效率為________；用該滑輪勻速提升重600N的物體，若不計繩重和摩擦，則工人所用的拉力為________N． 10.用如圖裝置，在20s內(nèi)將80N的水桶提升3m，拉力為50N，則拉力的功率為________W，該裝置的機械效率是________%．若不計繩重和摩擦則動滑輪的重力為________N。 11.小明用如圖所示滑輪組，在5s內(nèi)將重90N的物體勻速提升50cm，已知動滑輪重10N，不計繩重和摩擦，則拉力F做功的功率________W，滑輪組的機械效率為________。若用此滑輪組提升100N的重物，滑輪組的機械效率將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。 12.如圖所示是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D，當(dāng)手往下壓動搖臂時，能把重物抬高一段較小的距離，工人在4s時間內(nèi)用100N的力豎直向下壓動搖臂1m，把1000N的重物勻速抬高8cm．則重物上升的速度為________m/s，人做的功為________J，千斤頂?shù)男适莀_______%． 13.如圖所示，用滑輪組將1.5kg的物體勻速提高0.5m，拉力F為10N，則有用功為________J，滑輪組機械效率為________．若增加所提物體的重力，滑輪組機械效率________（變大/變小/不變）．（不計繩重和摩擦，g取10N/kg） 14.工人站在地面上，用定滑輪將27kg的物品吊運到10m高處，使用定滑輪的優(yōu)點是________．若不計繩重和摩擦，勻速吊運所需的拉力是________N；若勻速吊運時的實際拉力是300N，則人所做的有用功是________J，定滑輪的機械效率是________（g取10N/kg）． 15.小強同學(xué)利用如圖甲所示的滑輪組將貨物運送到樓上，不計繩子和摩擦，如果所送貨物重G從20N開始逐漸增加，每次均勻拉動繩子，且提升同樣的高度，圖乙記錄了在整個過程中滑輪組的機械效率隨貨物的重力的增加而變化的圖象，根據(jù)圖像可以知道動滑輪重為________N，當(dāng)貨物重G為180N時，滑輪組的機械效率是________． 16.斜面高為1m，長為3m，工人用400N沿斜面方向的力將重為900N的箱子勻速推到車上．在這過程中工人做的有用功是________J，機械效率為________；物體受到斜面的摩擦力大小為________N。 17.如圖所示，工人用 3m 長的斜面，把 120kg 的木箱推上 1m 高的卡車，假設(shè)斜面光滑則需要施加的推力為________N；若實際用力為 500N，斜面的機械效率為________，重物受到的摩擦力為________N．（g 取 10N/kg） 18.測量滑輪組機械效率的裝置如圖，用5N拉力將重為8N的物體勻速提升0.5m，用時4s，拉力做的有用功W有用=________J，滑輪組的機械效率η=________。 19.如圖所示，斜面長5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱勻速推到車上，推力對木箱做的功是________J，斜面的機械效率是________。 20.如圖所示，現(xiàn)用一個滑輪組勻速拉動物體A，使物體A在5 s內(nèi)沿水平地面向左運動了50 cm，已知物體A重600 N，物體與地面間的摩擦力為24 N，拉力F的大小為10 N，則使用滑輪組時所做的有用功為________J，滑輪組的機械效率為________，拉力F的功率為________W. 三、計算題 21.如圖是建筑工地上的起重機示意圖，起重機的電動機功率為3103W，當(dāng)它把質(zhì)量為1t的重物勻速提起24m時，用時100s．（g=10N/kg）求： （1）在這段時間內(nèi)起重機提起重物做功的功率是多少？機械效率是多少？ （2）若起重機AB長為20m，吊起重物時B端的配重質(zhì)量為4t，為使起重機不翻倒，則OB長為多少？（不計摩擦和起重機自重） 22.如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m，用時3s，工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為50kg。（物體未浸入水中，且不計繩重及摩擦） （1）求工人放繩的速度。 （2）求滑艙組的效率η1 （3）如果物體完全浸沒水中后滑輪的機械效率為η2 ， 已知η1：η2=4:3（物體在水中仍勻速下降，動滑輪不會浸入水中且不計繩重及摩擦，g=10N/kg）。求當(dāng)物體完全浸沒水中后，工入對地面的壓力。 23.圖甲是海上打撈平臺裝置示意圖，使用電動機和滑輪組將實心物體A從海底豎直向上始終以0.05m/s的速度勻速吊起，圖乙是物體A所受拉力F隨時間t變化的圖象（不計摩擦、水的阻力及繩重，ρ水=1.0103kg/m3 ． g=10N/kg）。請解答下列問題： （1）物體A的體積是多少？ （2）物體A完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率為80%，當(dāng)物體A完全離開水面后，滑輪組的機械效率是多少？ （3）當(dāng)物體A完全離開水面后，電動機兩端電壓為380V，通過的電流為5A，電動機線圈的電阻為多少？（不計電動機內(nèi)部摩擦） 24.小明健身用的拉力器結(jié)構(gòu)如圖所示．他用300N的拉力向下勻速拉動拉桿，使體積為310﹣3m3、質(zhì)量為24kg的配重塊在2s內(nèi)升高40cm． g取10N/kg．求： （1）配重塊的重力； （2）配重塊的密度； （3）此過程中拉力器的機械效率． 25.如圖，建筑工人用400N的拉力，將1000N重的物體勻速提升3m，所用的時間是15s，不計繩重和摩擦，求： （1）動滑輪重； （2）工人做有用功的功率； （3）滑輪組的機械效率 26.在小型建筑工地，常用簡易的起重設(shè)備豎直吊運建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組．某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運到高為10m的樓上，用時40s，卷揚機提供的拉力F為2500N。求在此過程中： （1）拉力F的功和功率； （2）滑輪組的機械效率。 27.如圖所示是一種塔式起重機上的滑輪組．已知在勻速起吊600N的物體上升2m的過程中，滑輪組的機械效率為80%．（不計繩重及摩擦） （1）滑輪組做的有用功是多少？ （2）繩端的拉力F是多大？ （3）動滑輪重是多少？ 28.如圖所示，工人用滑輪組提升重200N的物體，所用的拉力為125N，物體在5s內(nèi)勻速上升2m。（不計摩擦及繩重）求： （1）工人對物體做的有用功； （2）動滑輪的重力； （3）滑輪組的機械效率； （4）工人拉繩的功率。 29.工人師傅要將質(zhì)量為100kg的木箱搬到1.5m高的車廂里，他將一塊5m長的長板搭在地面與車廂之間構(gòu)成斜面，然后站在車上用400N的拉力在10s內(nèi)將木箱從斜面底端勻速拉到車廂里，如圖所示，g取10N/kg。 （1）拉木箱過程中，工人所做的有用功是多少？ （2）工人拉力所做的總功是多少？拉力做功的功率是多少？ （3）拉木箱過程中，斜面的機械效率是多少？ （4）木箱被拉到車廂里后，放在水平車廂底板上，木箱與車廂底板的接觸面積為0.5m2 ， 木箱對車廂底板的壓強是多少？ 30.起重機把質(zhì)量為6103kg的重物勻速提升了2m，如果它的電動機所做的功是3105J,則起重機的機械效率是多少?(g取10N/kg) 31.如圖所示，小明用500N豎直向下的拉力F能勻速提起一箱重1200N的貨物，已知貨物的底面積是300cm2 ， 小明的體重為600N，不計繩重和摩擦。求： （1）此時滑輪組的機械效率； （2）動滑輪的重力； （3）若小明改用最大拉力（繩子沒有斷裂）提兩箱相同的貨物，結(jié)果沒有把貨物提起來，此時貨物對地面的壓強為多少？（兩箱貨物豎直疊放，與地面接觸面積仍為300cm2）  答案解析部分 一、單選題 1.【答案】B 【解析】【解答】有用功 ；B符合題意；拉力做的總功為 D不符合題意； ，C不符合題意；動滑輪的機械效率 A不符合題意。 故答案為：B。 【分析】利用物體的重力和高度計算有用功，拉力和繩子的拉長長度計算總功，總功和有用功的差計算額外功，有用功和總功的比值計算機械效率. 2.【答案】D 【解析】【解答】①汽車行駛速度是： ，故①錯誤； ②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是： ，故②正確； ③勻速行駛時汽車受到的牽引力與阻力是平衡力，所以汽車牽引力做功的功率是： ，故③錯誤； ④汽車發(fā)動機的做的功為： ， 汽車發(fā)動機的效率是： ，故④正確。. 故答案為：D。 【分析】利用速度公式v=求得速度；根據(jù)Q放=mq可求熱量；再利用W=Fs可求得該汽車牽引力所做的功，再利用P=求功率；利用Q=mq可求得消耗的總能量，再利用效率公式求出該汽車的效率. 3.【答案】C 【解析】【解答】解：（1）由圖知，n=2，拉力端移動距離s=2h=20.4m=0.8m， W總=Fs=6N0.8=4.8J， W有用=Gh=10N0.4m=4J， W額=W總﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J，（2）滑輪組的機械效率： η= 100%= 100%≈83.3%． 故選：C． 【分析】（1）題目沒有指明不計摩擦和繩重，因此是需要計摩擦和繩重，此時額外功不能直接計算，需要用總功減去有用功得到，W總=Fs，W有用=Gh，W額=W總﹣W有用；（2）根據(jù)η= 求出機械效率． 4.【答案】D 【解析】【解答】解：A、圖中使用的是動滑輪，n=2，不考慮繩子的重力和摩擦，拉力F= （G輪+G物）= （2N+12N）=7N，故A錯； B、物體在2s內(nèi)勻速提升0.2m，物體上升速度v物= = =0.1m/s，繩子自由端移動速度v=2v物=20.1m/s=0.2m/s，故B錯； C、有用功：W有=Gh=12N0.2m=2.4J，故C錯； D、總功：W總=Fs=F2h=7N20.2m=2.8J， 機械效率：η= 100%= 100%≈85.7%，故D正確． 故選D． 【分析】（1）圖中使用的是動滑輪，n=2，不考慮繩子的重力和摩擦，利用F= （G輪+G物）求拉力；（2）物體在2s內(nèi)勻速提升0.2m，利用速度公式求物體上升速度，繩子自由端移動速度等于物體上升速度的2倍；（3）利用W=Gh求有用功；（4）利用W=Fs求出總功，再利用效率公式求動滑輪的機械效率． 5.【答案】D 【解析】【解答】滑輪組中，有三段繩子承擔(dān)，因此拉力移動的距離為3S，則總功為3F2S，A不符合題意； 拉力的有用功為F1S，則額外功是3F2S-F1S，B不符合題意，D符合題意； 機械效率為 ，C不符合題意； 故答案為：D 【分析】拉物體的力做的功為有用功；通過滑輪組拉物體做的功為總功，總功減去有用功為額外功，有用功與總功的比值為機械效率. 6.【答案】A 【解析】【解答】用兩個相同的滑輪組將物體提升相同的高度，且G1＞G2 ， 根據(jù)W有=Gh可知，有用功的關(guān)系為：W1＞W(wǎng)2；兩個完全相同的兩個滑輪組，繩重和摩擦不計，額外功相同，根據(jù)W總=W有用+W額外可知W總1＞W(wǎng)總2 ， 可知，η1＞η2 ． 所以BCD不符合題意，A符合題意。 故答案為：A。 【分析】根據(jù)力和距離的乘積計算功的大小，根據(jù)有用功和總功的比值計算機械效率，并比較。 7.【答案】C 【解析】【解答】物重由兩段繩子承擔(dān)，因此，當(dāng)物體提升1m時，繩子的自由端應(yīng)被拉下2m，而不是3m，A不符合題意；拉力為120N，則兩段繩子共承擔(dān)了240N，在不計繩重及摩擦?xí)r，動滑輪的重應(yīng)該是240N－200N＝40N，B不符合題意；滑輪組的機械效率 ，所以C符合題意；拉力F的功率 ，D不符合題意． 故答案為：C． 【分析】滑輪組的分析和繩子的股數(shù)有關(guān)，使用滑輪組時，拉力是總重的n分之一，繩子拉長的距離是物體高度的n倍，利用力和距離的乘積計算功，有用功和總功的比值計算機械效率。 二、填空題 8.【答案】100；80%；變大 【解析】【解答】解：（1）由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=2， 繩子自由端移動的距離s=2h=22m=4m； 則在這個過程中拉力做的功： W總=Fs=25N4m=100J；（2）拉力做的有用功： W有=Gh=40N2m=80J， 則滑輪組的機械效率： η= 100%= 100%=80%；（3）由η= 100%= 100%= 100%= 100%可知， 滑輪組的機械效率與動滑輪重和物體重有關(guān)，動滑輪重力不變，物體重力變大，機械效率將變大。 故答案為：100；80%；變大。 【分析】力和距離的乘積計算功的大小， 有用功和總功的比值計算機械效率，機械效率的大小和物體重力有關(guān). 9.【答案】省力；90%；325 【解析】【解答】解：使用動滑輪的好處是省力；η= =90%；由F= （G+G動）得：G動=2F-G=2250N-450N=50N, F’= = =325N. 故答案為：省力；90%；325。 【分析】動滑輪的特點：省力但不能改變力的方向；根據(jù)η= 求解；先根據(jù)F= （G+G動）求出動滑輪的重力，再根據(jù)F= （G+G動）求解。 10.【答案】15；80；20 【解析】【解答】繩子自由端移動的距離s＝2h＝23m＝6m，拉力做的總功：W總＝Fs＝50N6m＝300J，則拉力的功率：P＝ ＝15W。拉力做的有用功：W有＝Gh＝80N3m＝240J，則該裝置的機械效率：η＝ 100%＝ 100%＝80%。不計繩重及摩擦，由F＝ （G+G動）可得動滑輪的重力：G動＝2F﹣G＝250N﹣80N＝20N。 故答案為：15；80；20. 【分析】利用物體重力和高度計算有用功，利用拉力和繩子移動的距離計算總功，有用功和總功的比值計算機械效率，功和時間的比值計算功率，結(jié)合動滑輪上物體重力和拉力計算動滑輪的重力. 11.【答案】10；90%；變大 【解析】【解答】由圖知道，n=2，由于不計繩重和摩擦，所以，繩端的拉力是：F=（G輪 +G物）/2=（10N+90N）/2=50N，拉力端移動的距離是：s=2h=20.5m=1m，拉力做功是：W總=Fs=50N1m=50J，拉力做功的功率是：P=W總/t=50J/5s=10W；使用滑輪組做的有用功是：W有 =Gh=90N0.5m=45J，故滑輪組的機械效率是：η=W有/W總100%=45J/50J100%=90%；若用此滑輪組提升100N的重物，提升重物的重力增大了，則有用功增大，而繩重及摩擦不計、動滑輪重不變，即額外功不變，由η=W有/W總100%知道，滑輪組的機械效率將變大。 故答案為：10；90%；變大. 【分析】利用拉力和移動的距離計算功的大小，利用功和時間計算功率，有用功和總功的比值計算機械效率，機械效率和物體的重力有關(guān)。 12.【答案】0.02；100；80 【解析】【解答】解：（1）由題知，4s時間內(nèi)重物被勻速抬高h=8cm， 所以重物上升的速度：v= = =0.02m/s；（2）所做的有用功：W有用=Gh=1000N0.08m=80J， 人做的功是總功：W總=Fs=100N1m=100J， 所以千斤頂?shù)臋C械效率： η= 100%= 100%=80%． 故答案為：0.02；100；80． 【分析】（1）由速度公式計算重物上升速度；（2）根據(jù)公式W=Gh可求有用功，根據(jù)公式W=Fs可求總功，有用功與總功的比值就是千斤頂?shù)臋C械效率． 13.【答案】7.5；75%；變大 【解析】【解答】解：（1）由圖可知，n=2，則拉力端移動距離：s=2h=20.5m=1m． 有用功為：W有用=Gh=mgh=1.5kg10N/kg0.5m=7.5J；（2）拉力做的總功為：W總=Fs=10N1m=10J， 滑輪組的機械效率： η= = 100%=75%；（3）增加所提物體的重力時，有用功增大，而摩擦不計、動滑輪重不變，額外功不變，這樣有用功在總功中所占的比例增大，滑輪組的機械效率將變大． 故答案為：7.5； 75%； 變大． 【分析】（1）利用W=Gh=mgh求有用功；（2）由圖可知，有兩股繩子在拉重物，即n=2，拉力端移動距離s=2h，利用W=Fs求總功，再利用效率公式求滑輪組的機械效率；（3）增大機械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動滑輪重． 14.【答案】改變施力方向；270；2700J；90% 【解析】【解答】解：物體重力：G=mg=27kg10N/kg=270N， 定滑輪的實質(zhì)是個等臂杠桿，使用定滑輪的目的是可以改變施力方向，但不能省力． 所以若不計繩重和摩擦，勻速吊運所需的拉力是F′=G=270N； 若勻速吊運時的實際拉力是300N， W總=Fs=300N10m=3000J， W有用=Gh=270N10m=2700J， η= 100%= 100%=90% 故答案為：改變施力方向，270；2700J；90%． 【分析】（1）定滑輪的使用特點是：可以改變力的方向，但不省力；（2）利用G=mg求重力，利用W總=Fs求總功，再利用W有用=Gh求有用功，即可利用η= 100%求機械效率． 15.【答案】20；90% 【解析】【解答】根據(jù)圖象可知，當(dāng)物重為20N時，滑輪組的機械效率為50%； ，動滑輪的重力 ，當(dāng)貨物重G為180N時，滑輪組的機械效率： 。 故答案為：20；90% 。 【分析】利用圖像中的數(shù)據(jù)計算動滑輪重力，結(jié)合物體重力和滑輪重力計算機械效率。 16.【答案】900；75%；100N 【解析】【解答】人對物體所做的有用功為W有＝Gh＝900N1m＝9000J；人對物體所做的總功W總＝FL＝400N3m＝1200J；斜面的機械效率為：η＝ ＝75% 額外功W額＝W總?W有＝1200J?900J＝300J； 則摩擦力f＝ ＝ 100N. 【分析】根據(jù)物體的重力和升高的高度計算有用功，有用功和總功的比值可以計算機械效率，利用總功和有用功的差計算額外功，利用功和距離能計算摩擦力。 17.【答案】400；80%；100 【解析】【解答】（1）有用功： ；斜面很光滑，由功的原理可知，推力對物體做的功等于人做的有用功即： ， 解得：； （2）若實際用力為500N，人所做的總功： ；斜面的機械效率： ； （3） ，即： ，所以 ； 故答案為：400；80%；100． 【分析】根據(jù)斜面上力和距離計算功的大小，另一有用功和總功的比值計算機械效率。 18.【答案】4；80% 【解析】【解答】解：由圖可知，承擔(dān)動滑輪和重物的繩子股數(shù)為2股，即n=2， 所以繩子自由端移動的距離s=nh=20.5m=1m；（1）做的有用功：W有用=Gh=8N0.5m=4J。（2）拉力所做的總功：W總=Fs=5N1m=5J； 滑輪組的機械效率：η= 100%= 100%=80%。 故答案為：4；80%。 【分析】利用物體重力和物體上升的高度計算有用功，有用功和總功的比值計算機械效率. 19.【答案】2000；80% 【解析】【解答】解：⑴推力對木箱做的總功： W總=Fs=400N5m=2000J； ⑵推力對木箱做的有用功：W有=Gh=1600N1m=1600J； 故答案為：2000；80%。 【分析】利用公式W總=Fs，W有=Gh，η=W有用/W總100%求解. 20.【答案】12；80%；3 【解析】【解答】使用滑輪組時所做的有用功為： ； 做的總功為： 拉力的功率為： 滑輪組的機械效率為： 。 故答案為：12；80%；3. 【分析】利用力和在力的方向上移動的距離的乘積計算功的大小，利用有用功和總功的比值計算機械效率，功和時間的比值計算功率。 三、計算題 21.【答案】（1）起重機對重物的拉力：F=G=mg=1103kg10N/kg=1104N， 對重物做功：W=Fs=1104N24m=2.4105J， 起重機的功率：P1===2400W； 起重機的機械效率為：η=W有/W總=W有/Pt==80%； （2）由杠桿平衡條件得：OAmg=OBmBg，即（AB-OB）m=0BmB ， 則OB長為：OB=AB=20m=4m。 【解析】【分析】（1）勻速提起重物時F=G，可利用公式W=Fs計算起重機對貨物做的功，再利用P=計算起重機的功率；根據(jù)η=W有/W總求出起重機的機械效率；（2）將O點視作支點，將整個機械看作杠桿，已知重物的質(zhì)量和AB的長度，還知道配重物體的質(zhì)量，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可求力臂OB。 22.【答案】（1）解:根據(jù)題意知道，物體下降速度是：v=h/t=3m/3s=1m/s； 由圖知道滑輪組的有效繩子段數(shù)是n=4，所以工人放繩的速度是：v繩 =4v物 =41m/s=4m/s （2）解:因為n=4，所以繩子運動距離是：s=4h=43m=12m； 工人放繩子的有用功是：W有用=Gh=160N3m=480J； 放繩子的總功是：W總 =Fs=50N12m=600J； 所以，滑輪組的效率是：η1 =W有用/W總100%=480J/600J100%=80% （3）解:物體未浸入水中時，不計繩重及摩擦，動滑輪受到重物對它的拉力、本身的重力、繩子的拉力，由F=（G動+G）/n知道，動滑輪重力是：G動=4F-G=450N-160N=40N； 又因為η1：η2 =4：3，所以物體完全浸沒水中后滑輪組的機械效率是：η2 =3η1/4 =3/480%=60%； 物體完全浸沒水中后，滑輪組對物體的拉力做的功為有用功，不計繩重及摩擦，克服動滑輪重力做的功為額外功，則此時滑輪組的機械效率是：η2 =W′有用/W′總=F拉物h/F拉物h+G動h=F拉物/F拉物+40N=60%，解得F拉物 =60N； 當(dāng)完全入水后，動滑輪受到重物向下的拉力、自身向下的重力、4段繩子向上的拉力，由力的平衡條件可知：4F繩=F拉物+G動 ， 故人對繩子的拉力是：F繩=（F拉物 +G動）/4=（60N+40N）/4=25N， 此時人受豎直向下的重力、豎直向下的拉力、豎直向上的支持力，由于物體間力的作用是相互的，所以繩子對人的拉力也為25N；而人的重力是：G人=m人g=50kg10N/kg=500N，人受到豎直向上的支持力是：F支 =G人 +F繩=500N+25N=525N，根據(jù)物體間力的作用是相互的知道，則人對地面的壓力是525N 【解析】【分析】利用滑輪組繩子的股數(shù)可以計算拉力的速度，利用力和距離的乘積計算功的大小，利用有用功和總功的比值計算機械效率，利用機械效率的不同計算壓力. 23.【答案】（1）解：根據(jù)圖乙知，前30s時，拉力不變，且較小，所以物體浸沒在水中，30s到40s時，拉力減小，說明物體露出水面時，40s后，拉力又不變，說明物體離開水面，最大即重力與最小拉力的差即為浮力： ， 根據(jù)阿基米德原理得，物體的體積為： 。 （2）解：不計摩擦、水的阻力及繩重時，水面下時的效率為80%，即： 解得： 離開水面后，機械效率為： 。 （3）解：由圖知，兩段繩子承擔(dān)物重，所以電動機的拉力為： ， 根據(jù) 得，電動機的輸出功率為： ， 電動機的輸入功率為： ， 電動機的發(fā)熱功率為： ， 根據(jù) 得，線圈的電阻為： 。 【解析】【分析】利用對物體的拉力的差計算浮力的大小，利用浮力計算排開液體的體積，根據(jù)滑輪組的機械效率和物體的重力計算動滑輪的重力的大小，利用繩子的股數(shù)計算滑輪組上的拉力的大小，結(jié)合功率和電壓、電流計算電阻. 24.【答案】（1）（1）根據(jù)G=mg， 故所拉配重塊的重力： G=mg=24kg10N/kg=240N 答：配重塊的重力240N （2）根據(jù)ρ= ， 故配重塊的密度：ρ= = =8103kg/m3 答：配重塊的密度8103kg/m3 （3）①根據(jù)W=Fs， 故拉力做的總功：W總=Fs=300N0.4m=120J， ②根據(jù)W=Gh， 故拉力做的有用功：W有用=Gh=240N0.4m=96J， ③根據(jù)η= ， 故拉力器的機械效率：η= 100%= 100%=80% 答：此過程中拉力器的機械效率80% 【解析】【分析】（1.）已知質(zhì)量，利用G=mg計算質(zhì)量； （2.）已知質(zhì)量和體積，利用ρ= 計算密度； （3.）使用的是定滑輪，拉力移動的距離s=h，求出有用功和總功，再利用效率公式求拉力器的機械效率． 25.【答案】（1）解：由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，不計繩重和摩擦,由F＝ 得， 動滑輪重： ＝nF? ＝3400N?1000N＝200N 答：動滑輪重為200N （2）解：拉力做的有用功： ＝Gh＝1000N3m＝3000J， 工人做有用功的功率： ＝200W. 答：工人做有用功的功率為200W （3）解：繩子自由端移動的距離： s＝nh＝33m＝9m， 拉力做的總功： ＝Fs＝400N9m＝3600J， 則滑輪組的機械效率： η＝ 100%＝ 100%≈83.3% 答：滑輪組的機械效率83.3% 【解析】【分析】（1）使用滑輪組時，動滑輪上有幾股繩，繩子自由端的拉力是滑輪上總重的幾分之一，根據(jù)拉力和物體重力可以計算滑輪重力； （2）根據(jù)物體重力和升高的高度的乘積計算有用功，利用功和時間的比值計算功率；3，拉力和繩子拉長的長度的乘積計算總功，有用功和總功的比值計算機械效率。 26.【答案】（1）解：由圖可知n＝2,拉力F移動的距離：s＝2h＝210m＝20m.拉力F所做的總功：W總＝Fs＝2500N20m＝5104J.拉力F做功的功率：P＝ ＝1250W 答：拉力F做的功和功率分別是5104J、1250W （2）解：拉力F所做的有用功：W有＝Gh＝4000N10m＝4104J.滑輪組的機械效率：η＝ ＝80% 答：滑輪組的機械效率是80% 【解析】【分析】根據(jù)拉力和繩子拉長的長度計算功的大小，利用功和時間的比值計算功率，有用功和總功的比值計算機械效率。 27.【答案】（1）解：使物體上升h=2m，滑輪組做的有用功： （2）解：由 得拉力做的總功： ， 由圖知，n=3，拉力端移動距離 ，由 得繩端拉力： ； （3）解： ，不計繩重和摩擦， ，動滑輪重： ． 【解析】【分析】利用物體重力和升高的高度計算有用功，利用滑輪組的機械效率計算總功，根據(jù)總功和繩子拉長的長度計算拉力的大小，總功是有用功和額外功的和。 28.【答案】（1）解：工人對物體做的有用功： W有=Gh=200N2m=400J； （2）解：由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)為2， 不計摩擦及繩重， =可得，動滑輪的重力： G動=nF-G物=2125N-200N=50N； （3）解：繩子自由端移動的距離：s=nh=22=4m； 工人對物體做的總功：W總=Fs=125N4m=500J， 滑輪組的機械效率 100% （4）解：工人拉繩的功率： 【解析】【分析】利用物重和高度計算有用功，利用拉力和繩子移動的距離計算總功，利用有用功和總功的比值計算機械效率，利用功和時間的比值計算功率. 29.【答案】（1）解：木箱的重力： ，工人做的有用功： 答：拉木箱過程中，工人所做的有用功是1500J （2）解：已知斜面長s=5m，拉力做的總功： ，拉力做功的功率： 答：工人拉力所做的總功是2000J，拉力做功的功率是200W （3）解：斜面的機械效率： 答：拉木箱過程中，斜面的機械效率是75% （4）解：木箱對車廂底板的壓力： ，受力面積S=0.5m2 ， 木箱對車廂底板的壓強： 答：木箱對車廂底板的壓強是2000Pa 【解析】【分析】根據(jù)質(zhì)量計算重力，根據(jù)重力和物體上升的高度的乘積計算有用功，拉力和拉力方向上的距離的乘積計算總功，有用功和總功的比值計算機械效率，功和時間的比值計算功率，利用壓力和受力面積的比值計算壓強。 30.【答案】解：重物的重力：G=mg=6103kg10N/kg=6104N，起重機提升重物做的功是有用功：W1=Gh=6104N2m=1.2105J；電動機所做的功是總功W=3105J，所以電動機的機械效率：。 【解析】【分析】根據(jù)G=mg求出重物的重力，再根據(jù)W1=Gh求出有用功；已知電動機所做的總功W，根據(jù)求出起重機的機械效率。 31.【答案】（1）解:∵有3段繩子與動滑輪相連，∴當(dāng)物體升高的高度為h時，繩子自由端移動的距離為s＝3h，∴克服箱子的重力做的有用功為：W有＝Gh＝1200N h，繩子上的拉力做的總功為：W總＝Fs＝500N 3h，∴滑輪組的機械效率為：η＝ 100 100 ＝80 （2）解:動滑輪的重力為：G動＝3F ＝3 500N 1200N＝300N； （3）解:∵小明的體重為600N，∴小明作用在繩子上的最大拉力為600N，∴此時滑輪組對貨物的拉力為：F拉＝3F大G動＝3 600N 300N＝1500N，∴貨物對地面的壓力為：F壓＝2G F拉＝2 1200N 1500N＝900N，∵兩箱貨物徑直疊放，與地面接觸面積為300cm2＝0.03m2 ， ∴貨物對地面的壓強為：p＝ ＝30000Pa. 【解析】【分析】物體的重力和上升高度的乘積計算有用功， 拉力和繩子拉長的長度的乘積計算總功，有用功和總功的比值計算機械效率，根據(jù)拉力和物體的重力和計算動滑輪重力，結(jié)合物體對地面的壓力和受力面積可以計算壓強的大小.