機械效率原卷版+解析

機械效率原卷版一．選擇題（共10小題）1．（2021?黃州區(qū)校級自主招生）如圖所示，有一傾角為α的斜面，用力F將密度為ρ1的重物沿斜面勻速拉上去，機械效率為η1．如果將此斜面浸在密度為ρ0（ρ1＞ρ0）的水中，將同一重物再勻速拉上斜面，機械效率為η2．若斜面的摩擦系數(shù)不變，那么（）A．η1＞η2 B．η1＜η2 C．η1＝η2 D．無法確定η1和η2的大小2．（2018?樂山）圖甲中用力F1水平拉著重為G的物體在水平路面上勻速移動s的距離。圖乙中用動滑輪拉著它也在同一路面上勻速移動s的距離，水平拉力為F2．使用動滑輪的過程中（）A．總功為W總＝F2s B．有用功為W有＝Gs C．機械效率為η＝ D．額外功為W額＝2F2s﹣F1s3．（2017?涪城區(qū)自主招生）如圖所示，工人用250N的力將重600N的物體勻速提升2m，在此過程中滑輪組的機械效率和工人所做的額外功分別為（）A．80%、300J B．80%、1500J C．60%、1200J D．75%、1500J4．（2014?溫州校級自主招生）如圖甲，鄰居大叔正吃力地把一重物送往高臺；圖乙是小明利用斜面輕松的把同一重物推到了同一高臺上。關(guān)于這兩種方法，下列說法正確的是（）A．甲乙機械效率是一樣的 B．大叔克服重力做功較多 C．兩人做同樣多的有用功 D．小明做的額外功要小一些5．（2013?黃岡自主招生）如圖，斜面長為L、高為h，物體重為G，用一個水平推力F將物體勻速推上斜面的頂端。則下列說法正確的是（）A．斜面的效率為η＝ B．斜面的效率為η＝ C．斜面對物體的摩擦力為f＝（FL﹣Gh）/L D．力F對物體所做的功，等于物體機械能的增加值6．（2013?赫山區(qū)校級自主招生）如圖所示，工人用250N的力將重400N的物體勻速提升2m，在此過程中滑輪組的機械效率和所做的額外功分別為（）A．80%800J B．80%1000J C．62.5%200J D．80%200J7．（2013?攸縣校級自主招生）如圖所示，把同一物體沿斜面BA和CA分別拉到頂端A，若沿斜面的拉力F1＝F2，則斜面兩邊的機械效率ηB、ηC和的大小關(guān)系是（）A．ηB＜ηC B．ηB＝ηC C．ηB＞ηC D．不能確定8．（2012?順慶區(qū)校級自主招生）用滑輪組以不同速度提升不同的重物，如圖所示，不計繩重和摩擦。當(dāng)提升的重物為G1時，繩端拉力的功率為P1，滑輪組的機械效率為70%，重物G1勻速上升h所用時間為t1；當(dāng)提升的重物為G2時，繩端拉力的功率為P2，滑輪組的機械效率為80%，重物G2勻速上升h所用時間為t2；當(dāng)提升的重物為G3時，繩端拉力的功率為P1+2P2，滑輪組的機械效率為90%，重物G3勻速上升h所用時間為（）A． B． C． D．9．（2012?廬陽區(qū)校級自主招生）如圖所示，規(guī)格完全相同的滑輪組用相同的繩子繞成甲、乙兩個滑輪組，分別提起重為G1、G2兩個物體，比較它們的省力情況和機械效率（不計摩擦），下列說法中正確的是（）A．若G1＝G2，則F1＜F2，甲的機械效率較高 B．若G1＝G2，則F1＞F2，乙的機械效率較高 C．若G1＜G2，則F1＞F2，甲的機械效率較高 D．若G1＜G2，則F1＜F2，乙的機械效率較高10．（2011?汕尾校級自主招生）一個工人用如圖所示的滑輪組提起2000N的貨物，所用的拉力是800N，繩子自由端被拉下4m，下面說法正確的是（）A．總功是3200J，效率是40% B．有用功是8000J，效率是40% C．有用功是3200J，效率是62.5% D．總功是3200J，效率是62.5%二．填空題（共5小題）11．（2018?市南區(qū)校級自主招生）如圖所示，斜面長4m、高2m，質(zhì)量為50kg的小明站在斜面頂端，用平行于斜面向上的75N的拉力將重100N的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，g＝10N/kg，那么在此過程中斜面的機械效率為，物體所受的摩擦阻力為N。12．（2017?市南區(qū)校級自主招生）如圖所示，三個滑輪的質(zhì)量相同，小明用此滑輪組以1m/s的速度勻速吊起重470N的物體，物體上升5m，不計繩的重力及一切摩擦，若繩的拉力F＝125N，則每個滑輪的重為N，滑輪組的機械效率為。13．（2017?陜西自主招生）用一個動滑輪把重100N的物體勻速提到5m高的樓上，作用在繩上的拉力F為60N，動滑輪的機械效率為。若不考慮摩擦和繩重，動滑輪的重為N，如果提升的重物重力大于100N，則動滑輪的機械效率會（變大，變小，不變）。14．（2015?益陽校級自主招生）如圖所示，斜面高1m、長3m，將重為300N的物體勻速推上斜面，測得F＝125N，則該物體在斜面上所受滑動摩擦力的大小為N，斜面的機械效率為。15．（2015?綿陽校級自主招生）如圖所示，將繩子一端系在斜面頂端，使繩子繞過圓筒用力拉繩，使圓筒沿斜面勻速向上滾動。已知斜面高H＝2m，長L＝5m，圓筒的重力為1050N．若這個裝置的機械效率為75%，則拉力F＝N。三．實驗探究題（共1小題）16．（2016?包河區(qū)校級自主招生）在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。序號鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/cm彈簧測力計的示數(shù)/N彈簧測力計移動的距離s/cm1140.4202361.0（1）在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)；（2）在圖中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組；（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率為；（4）如果將重為2N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時滑輪組的機械效率應(yīng)在范圍內(nèi)。四．計算題（共5小題）17．（2021?衡陽縣自主招生）如圖所示，是一個工地上運建材的裝置圖，用滑輪組拉著重800N的小車A沿水平方向勻速運動，貨車受到的摩擦力是貨車重力的0.2倍。在32s內(nèi)物體移動8m，拉力F做的功為1680J（滑輪的大小可以忽略不計），求：（1）小車A受到繩子的水平拉力F1；（2）拉力F的大??；（3）滑輪組的機械效率。18．（2021?黃州區(qū)校級自主招生）如圖所示的滑輪組，重物G＝100N，滑輪A和B的重力為10N，C的重力為20N，如果要使重物勻速上升，那么F和這個滑輪組的機械效率各為多少？（不計繩重和摩擦）19．（2020?寧波自主招生）用如圖所示的滑輪組勻速提起水中的重物，當(dāng)重物浸沒在水中時，拉力F為11.6牛，滑輪組的機械效率為75%，當(dāng)重物離開水面時，拉力為14.5牛（整個裝置的摩擦和繩重不計），求重物的密度。20．（2019?市北區(qū)校級自主招生）如圖所示，沿斜面勻速向上拉一個重9N的物體到斜面頂端，斜面長s＝1.5m，高h＝0.3m，拉力F做功為3.6J，求：斜面的機械效率和物體受到的摩擦力。21．（2019?涪城區(qū)校級自主招生）小峰利用滑輪組將一個正方體金屬塊A從某溶液池內(nèi)勻速提出液面，當(dāng)金屬塊A浸沒在液面下，上表面距液面的距離為h時開始計時，如圖甲，計時后調(diào)整滑輪組繩端豎直向上拉力F的大小使金屬塊A始終以大小不變的速度勻速上升，提升過程中拉力F與金屬塊A向上運動時間關(guān)系如圖乙。已知金屬塊A被提出液面后，滑輪組的機械效率為80%，h＝0.25m，（假設(shè)溶液池足夠大，金屬塊被提出液面前后液面高度不變，不計繩重及摩擦，）。求：（1）金屬塊A的重力；（2）動滑輪的總重；（3）正方體A的體積；（4）溶液的密度。五．解答題（共1小題）22．（2016?黃岡校級自主招生）如圖甲所示，正方體A邊長0.2m，作為配重使用，杠桿OE：OF＝2：3，某同學(xué)用這個裝置和一個密閉容器D提取水中的圓柱體B，圓柱體B的體積是密閉容器D的；旁邊浮體C的體積是0.1m3，該同學(xué)站在浮體C上，C總體積的浸入水中；該同學(xué)用力拉動滑輪組繞繩自由端，手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關(guān)系如圖乙所示；密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變，密閉容器D被提出水后，將圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面，同時手松開繩子時，浮體C露出水面的體積減少總體積的；在提升全過程中，配重A始終沒有離開地面。兩個定滑輪總重10N．（繩的重力，滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計。g＝10N/kg），求：（1）D完全露出水面時人拉繩的力的大小。（2）圓柱體B的重力；（3）密閉容器D離開水面時，滑輪組提升重物B的機械效率；（百分號前面保留整數(shù)）；（4）圓柱體B的密度；機械效率解析版一．選擇題（共10小題）1．（2021?黃州區(qū)校級自主招生）如圖所示，有一傾角為α的斜面，用力F將密度為ρ1的重物沿斜面勻速拉上去，機械效率為η1．如果將此斜面浸在密度為ρ0（ρ1＞ρ0）的水中，將同一重物再勻速拉上斜面，機械效率為η2．若斜面的摩擦系數(shù)不變，那么（）A．η1＞η2 B．η1＜η2 C．η1＝η2 D．無法確定η1和η2的大小【解答】解：滑動摩擦力f＝μFN＝μGcosα，沒有浸入液體時，W有用1＝Gh，拉上斜面做的總功為W總1＝W有用1+W額1＝Gh+μGcosα?L，機械效率η1＝＝＝①浸入液體后，浮力和重力的合力為G′（視重），滑動摩擦力f′＝μFN＝μG′cosα，有用功為W有用2＝G′h，拉上斜面做的總功W總2＝G′h+μG′cosα?L。機械效率η2＝＝＝②所以η1＝η2，C選項正確。故選：C。2．（2018?樂山）圖甲中用力F1水平拉著重為G的物體在水平路面上勻速移動s的距離。圖乙中用動滑輪拉著它也在同一路面上勻速移動s的距離，水平拉力為F2．使用動滑輪的過程中（）A．總功為W總＝F2s B．有用功為W有＝Gs C．機械效率為η＝ D．額外功為W額＝2F2s﹣F1s【解答】解：A、使用動滑輪拉力端移動距離s′＝2s，拉力做的總功W總＝F2s′＝F2×2s＝2F2s，故A錯；B、使用動滑輪做的有用功，等于直接拉物體做的功，即W有＝F1s，故B錯；C、機械效率η＝＝，故C錯；D、額外功W額＝W總﹣W有＝2F2s﹣F1s，故D正確。故選：D。3．（2017?涪城區(qū)自主招生）如圖所示，工人用250N的力將重600N的物體勻速提升2m，在此過程中滑輪組的機械效率和工人所做的額外功分別為（）A．80%、300J B．80%、1500J C．60%、1200J D．75%、1500J【解答】解：提升重物所做的有用功：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J；由圖可知n＝3，則繩子自由端移動的距離：s＝3h＝3×2m＝6m；拉力F所做的總功：W總＝Fs＝250N×6m＝1500J；滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。因為W總＝W有+W額，所以拉力F所做的額外功：W額＝W總﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J；故A正確，BCD錯誤。故選：A。4．（2014?溫州校級自主招生）如圖甲，鄰居大叔正吃力地把一重物送往高臺；圖乙是小明利用斜面輕松的把同一重物推到了同一高臺上。關(guān)于這兩種方法，下列說法正確的是（）A．甲乙機械效率是一樣的 B．大叔克服重力做功較多 C．兩人做同樣多的有用功 D．小明做的額外功要小一些【解答】解：A、甲是用手直接對物體做功，效率為100%；乙是利用斜面對物體做功，此時需要克服摩擦力做額外功，效率小于100%；所以兩者的機械效率不相等，故A錯誤；BC、甲乙都是把相同的物體提高相同的高度，根據(jù)W＝Gh可知，兩者所做的有用功相等，故B錯誤、C正確；D、小明是利用斜面對物體做功，此時需要克服摩擦力做額外功，所以小明做的額外功要多一些，故D錯誤。故選：C。5．（2013?黃岡自主招生）如圖，斜面長為L、高為h，物體重為G，用一個水平推力F將物體勻速推上斜面的頂端。則下列說法正確的是（）A．斜面的效率為η＝ B．斜面的效率為η＝ C．斜面對物體的摩擦力為f＝（FL﹣Gh）/L D．力F對物體所做的功，等于物體機械能的增加值【解答】解：∵斜面的高為h，物體的重力為G，∴有用功為：W有用＝Gh，又∵斜面長為L，高為h，所以物體移動的距離為s＝，推力為F，∴總功為：W總＝Fs＝F，則機械效率為：η＝＝，故A錯誤，B正確；∵W總＝W有用+W額，∴克服摩擦做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝F﹣Gh，∵W額＝fL，∴斜面對物體的摩擦力為f＝，故C錯誤；力對物體做的功為總功，等于物體機械能的增加和克服摩擦做的額外功之和，故D錯誤。故選：B。6．（2013?赫山區(qū)校級自主招生）如圖所示，工人用250N的力將重400N的物體勻速提升2m，在此過程中滑輪組的機械效率和所做的額外功分別為（）A．80%800J B．80%1000J C．62.5%200J D．80%200J【解答】解：拉力做的有用功為W有用＝Gh＝400N×2m＝800J繩子拉下的長度為S＝2h＝2×2m＝4m拉力做的總功為W總＝FS＝250N×4m＝1000J滑輪組的機械效率為η＝＝＝80%拉力做的額外功為W額＝W總﹣W有用＝1000J﹣800J＝200J。故選：D。7．（2013?攸縣校級自主招生）如圖所示，把同一物體沿斜面BA和CA分別拉到頂端A，若沿斜面的拉力F1＝F2，則斜面兩邊的機械效率ηB、ηC和的大小關(guān)系是（）A．ηB＜ηC B．ηB＝ηC C．ηB＞ηC D．不能確定【解答】解：同一物體升高的高度相同，根據(jù)公式W＝Gh可知有用功相同；因為CA＞CB；拉力相同，根據(jù)公式W＝FS可知F2做的功大；因為η＝，所以總功越大，機械效率越低，即ηB＞ηC；故選：C。8．（2012?順慶區(qū)校級自主招生）用滑輪組以不同速度提升不同的重物，如圖所示，不計繩重和摩擦。當(dāng)提升的重物為G1時，繩端拉力的功率為P1，滑輪組的機械效率為70%，重物G1勻速上升h所用時間為t1；當(dāng)提升的重物為G2時，繩端拉力的功率為P2，滑輪組的機械效率為80%，重物G2勻速上升h所用時間為t2；當(dāng)提升的重物為G3時，繩端拉力的功率為P1+2P2，滑輪組的機械效率為90%，重物G3勻速上升h所用時間為（）A． B． C． D．【解答】解：①∵η＝＝＝＝∴由η1＝＝70%，得G1＝G動①，由η2＝＝80%，得G2＝4G動②，由η3＝＝90%，得G3＝9G動③；∵F＝（G+G動）∴F1＝（G1+G動），F(xiàn)2＝（G2+G動），F(xiàn)3＝（G3+G動）；②∵P＝＝＝∴第一次的功率為P1＝F1?v1＝F1?＝（G1+G動）×＝（G1+G動）×，第二次的功率為P2＝F2?v2＝F2?＝（G2+G動）×＝（G2+G動）×，第三次的功率為P3＝F3?v3＝F3?＝（G3+G動）×＝（G3+G動）×；∵P3＝P1+2P2，∴第三次需要的時間t3＝＝＝＝將①②③代入上式，化簡得t3＝。故選：A。9．（2012?廬陽區(qū)校級自主招生）如圖所示，規(guī)格完全相同的滑輪組用相同的繩子繞成甲、乙兩個滑輪組，分別提起重為G1、G2兩個物體，比較它們的省力情況和機械效率（不計摩擦），下列說法中正確的是（）A．若G1＝G2，則F1＜F2，甲的機械效率較高 B．若G1＝G2，則F1＞F2，乙的機械效率較高 C．若G1＜G2，則F1＞F2，甲的機械效率較高 D．若G1＜G2，則F1＜F2，乙的機械效率較高【解答】解：A、由于滑輪組相同，并且不計摩擦則額外功相等，若G1＝G2，則有用功也相同，所以機械效率相等，故A錯誤；B、甲圖n＝3，F(xiàn)1＝（G1+G動），乙圖n＝2，F(xiàn)2＝（G2+G動），若G1＝G2，則F1＜F2，提升相同的重物，其機械效率與繩子的繞法無關(guān)，即機械效率相同；故B錯誤；C、甲圖n＝3，F(xiàn)1＝（G1+G動），乙圖n＝2，F(xiàn)2＝（G2+G動），若G1＜G2，則F1＜F2，若G1＜G2，則乙圖有用功多，機械效率高，故C錯誤；D、甲圖n＝3，F(xiàn)1＝（G1+G動），乙圖n＝2，F(xiàn)2＝（G2+G動），若G1＜G2，則F1＜F2；甲、乙兩圖由于滑輪組相同，并且不計摩擦則額外功相等，若G1＜G2，由W＝Gh，可得，則乙圖有用功多，機械效率高，故D正確；故選：D。10．（2011?汕尾校級自主招生）一個工人用如圖所示的滑輪組提起2000N的貨物，所用的拉力是800N，繩子自由端被拉下4m，下面說法正確的是（）A．總功是3200J，效率是40% B．有用功是8000J，效率是40% C．有用功是3200J，效率是62.5% D．總功是3200J，效率是62.5%【解答】解：從圖中可以看出，動滑輪上有4段繩子，繩子自由端移動距離S＝4h＝4m，則物體升高的高度h＝1m；拉力做的總功：W總＝FS＝800N×4m＝3200J，有用功W有＝Gh＝2000N×1m＝2000J，滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%。故選：D。二．填空題（共5小題）11．（2018?市南區(qū)校級自主招生）如圖所示，斜面長4m、高2m，質(zhì)量為50kg的小明站在斜面頂端，用平行于斜面向上的75N的拉力將重100N的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，g＝10N/kg，那么在此過程中斜面的機械效率為66.7%，物體所受的摩擦阻力為25N?！窘獯稹拷猓海?）由題知，斜面長s＝4m、高h＝2m，小明對物體做的總功：W總＝Fs＝75N×4m＝300J，小明做的有用功：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J，斜面的機械效率：η＝＝×100%≈66.7%；（2）小明做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝300J﹣200J＝100J，由W額＝fs可得物體所受的摩擦阻力：f＝＝＝25N。故答案為：66.7%；25。12．（2017?市南區(qū)校級自主招生）如圖所示，三個滑輪的質(zhì)量相同，小明用此滑輪組以1m/s的速度勻速吊起重470N的物體，物體上升5m，不計繩的重力及一切摩擦，若繩的拉力F＝125N，則每個滑輪的重為10N，滑輪組的機械效率為94%?！窘獯稹拷猓簣D中最上面的滑輪為定滑輪，下面2個滑輪為動滑輪，對2個動滑輪受力分析如下：（1）不計繩的重力及一切摩擦，根據(jù)圖1和二力平衡條件可得：2F′＝G+G動﹣﹣﹣﹣①因為定滑輪不省力，所以根據(jù)圖2和二力平衡條件可得：2F＝F′+G動﹣﹣﹣﹣②聯(lián)立①②可得：2F＝（G+G動）+G動，則動滑輪重力：G動＝（4F﹣G）＝（4×125N﹣470N）＝10N；（2）在圖1中，因為動滑輪省一半力，所以當(dāng)物體上升5m時，右端F′處移動的距離為2×5m＝10m；在圖2中，因為動滑輪省一半力，所以F′處移動10m時，F(xiàn)處移動的距離：s＝2×10m＝20m；滑輪組的機械效率：η＝＝＝×100%＝94%。故答案為：10；94%。13．（2017?陜西自主招生）用一個動滑輪把重100N的物體勻速提到5m高的樓上，作用在繩上的拉力F為60N，動滑輪的機械效率為83.3%。若不考慮摩擦和繩重，動滑輪的重為20N，如果提升的重物重力大于100N，則動滑輪的機械效率會變大（變大，變小，不變）?！窘獯稹拷猓海?）由題知，使用動滑輪，n＝2，拉力端移動的距離s＝2h＝2×5m＝10m；拉力所做的功：W總＝Fs＝60N×10m＝600J；拉力做的有用功：W有用＝Gh＝100N×5m＝500J；動滑輪的機械效率：η＝＝×100%≈83.3%；（2）不考慮摩擦和繩重，拉力F＝（G+G輪），則動滑輪重力：G輪＝2F﹣G＝2×60N﹣100N＝20N；（3）若不考慮摩擦和繩重，使用動滑輪時，提升的重物重力大于100N（即增加了物重），增大了有用功，做的額外功不變，則有用功在總功中占的比例增大，也就是機械效率變大。故答案為：83.3%；20；變大。14．（2015?益陽校級自主招生）如圖所示，斜面高1m、長3m，將重為300N的物體勻速推上斜面，測得F＝125N，則該物體在斜面上所受滑動摩擦力的大小為25N，斜面的機械效率為80%?！窘獯稹拷猓海?）使用斜面有用功：W有用＝Gh＝300N×1m＝300J，總功：W總＝Fs＝125N×3m＝375J，克服摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝375J﹣300J＝75J，因為W＝f額s，所以摩擦力：f＝＝＝25N；（2）機械效率：η＝＝×100%＝80%。故答案為：25；80%。15．（2015?綿陽校級自主招生）如圖所示，將繩子一端系在斜面頂端，使繩子繞過圓筒用力拉繩，使圓筒沿斜面勻速向上滾動。已知斜面高H＝2m，長L＝5m，圓筒的重力為1050N．若這個裝置的機械效率為75%，則拉力F＝280N?！窘獯稹拷猓河深}意知，圓筒相當(dāng)于一個動滑輪，所以圓筒滾上斜面后拉力F通過的路程為s＝2L，由η＝＝＝得：F＝＝＝280N。故答案為：280。三．實驗探究題（共1小題）16．（2016?包河區(qū)校級自主招生）在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。序號鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/cm彈簧測力計的示數(shù)/N彈簧測力計移動的距離s/cm1140.4202361.030（1）在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)；（2）在圖中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組；（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率為50%；（4）如果將重為2N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時滑輪組的機械效率應(yīng)在50%﹣60%范圍內(nèi)?！窘獯稹拷猓海?）由表中數(shù)據(jù)可知，繩子的有效段數(shù)n＝＝＝5，故表中填5×6cm＝30cm；（2）繩子的有效段數(shù)n＝5，根據(jù)“偶定奇動”，繩子的一端，先從動滑輪連接，如下所示：（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率為η1＝×100%＝×100%＝×100%＝50%；同理求出掛3N的重物時，機械效率為η2＝60%；（4）因?qū)ν换喗M來說，增加物重可增大機械效率，因此將重為2N的鉤碼掛在同一滑輪組下，機械效率應(yīng)在應(yīng)在50%到60%之間。故答案為：（1）如上表所示；（2）如上圖所示；（3）50%；（4）50%﹣60%。四．計算題（共5小題）17．（2021?衡陽縣自主招生）如圖所示，是一個工地上運建材的裝置圖，用滑輪組拉著重800N的小車A沿水平方向勻速運動，貨車受到的摩擦力是貨車重力的0.2倍。在32s內(nèi)物體移動8m，拉力F做的功為1680J（滑輪的大小可以忽略不計），求：（1）小車A受到繩子的水平拉力F1；（2）拉力F的大小；（3）滑輪組的機械效率。【解答】解：（1）貨車受的摩擦力f＝0.2G＝0.2×800N＝160N，因為貨車做的是勻速直線運動，所以它受的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以貨車受到繩子的水平拉力F1＝f＝160N；（2）從圖中可知n＝2，拉力F移動距離s′＝2s＝2×8m＝16m，根據(jù)W＝Fs可知拉力F＝＝＝105N；（3）拉力做的有用功W有用＝F1s＝160N×8m＝1280J，滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%≈76.2%。答：（1）小車A受到繩子的水平拉力F1為160N；（2）拉力F的大小為105N；（3）滑輪組的機械效率為76.2%。18．（2021?黃州區(qū)校級自主招生）如圖所示的滑輪組，重物G＝100N，滑輪A和B的重力為10N，C的重力為20N，如果要使重物勻速上升，那么F和這個滑輪組的機械效率各為多少？（不計繩重和摩擦）【解答】解：由圖可知A、B為定滑輪，C為動滑輪，滑輪上各段繩子的拉力如圖所示：不計繩重和摩擦，以動滑輪B為研究對象，根據(jù)力的平衡：F′＝2F+GB﹣﹣﹣﹣﹣①，以動滑輪C和G為研究對象，因重物勻速上升，受力平衡，所以F+F′+F＝GC+G，即：F+2F+GB+F＝GC+G﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②得出：F＝×（GC+G﹣GB）×（20N+100N﹣10N）＝27.5N；（2）由圖可知，重物G由4段繩子承擔(dān)，繩子移動的距離s＝4h，這個滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈90.9%。答：F為27.5N；這個滑輪組的機械效率為90.9%。19．（2020?寧波自主招生）用如圖所示的滑輪組勻速提起水中的重物，當(dāng)重物浸沒在水中時，拉力F為11.6牛，滑輪組的機械效率為75%，當(dāng)重物離開水面時，拉力為14.5牛（整個裝置的摩擦和繩重不計），求重物的密度?！窘獯稹拷猓涸O(shè)物體浸沒在水中，上升h，有兩段繩子承擔(dān)物體的重，所以繩子自由端移動2h，所以，η＝＝，所以，75%＝，所以，G﹣F?。?7.4N。因為，F(xiàn)＝（G﹣F浮+G動），所以，11.6N＝（17.4N+G動），所以，G動＝5.8N。當(dāng)物體離開水面時，因為，F(xiàn)'＝（G+G動），所以，14.5N＝（G+5.8N），所以，G＝23.2N。因為，G﹣F?。?7.4N，所以，23.2N﹣1.0×103kg/m3×9.8N/kg×V＝17.4N，所以，V＝5.9×10﹣4m3。因為G＝ρgV，所以，23.2N＝ρ×9.8N/kg×5.9×10﹣4m3，所以ρ＝4.0×103kg/m3。答：重物密度為4.0×103kg/m3。20．（2019?市北區(qū)校級自主招生）如圖所示，沿斜面勻速向上拉一個重9N的物體到斜面頂端，斜面長s＝1.5m，高h＝0.3m，拉力F做功為3.6J，求：斜面的機械效率和物體受到的摩擦力?！窘獯稹拷猓海?）拉物體時所做有用功：W有用＝Gh＝9N×0.3m＝2.7J，拉力做的總功：W總＝3.6J，斜面的效率：η＝×100%＝×100%＝75%；（2）額外功：W額＝W總﹣W有用＝3.6J﹣2.7J＝0.9J，由W額＝fs得摩擦力大?。篺＝＝＝0.6N。答：斜面的機械效率為75%，物體受到的摩擦力為0.6N。21．（2019?涪城區(qū)校級自主招生）小峰利用滑輪組將一個正方體金屬塊A從某溶液池內(nèi)勻速提出液面，當(dāng)金屬塊A浸沒在液面下，上表面距液面的距離為h時開始計時，如圖甲，計時后調(diào)整滑輪組繩端豎直向上拉力F的大小使金屬塊A始終以大小不變的速度勻速上升，提升過程中拉力F與金屬塊A向上運動時間關(guān)系如圖乙。已知金屬塊A被提出液面后，滑輪組的機械效率為80%，h＝0.25m，（假設(shè)溶液池足夠大，金屬塊被提出液面前后液面高度不變，不計繩重及摩擦，）。求：（1）金屬塊A的重力；（2）動滑輪的總重；（3）正方體A的體積；（4）溶液的密度?！窘獯稹拷猓海?）金屬塊A在水中時受到浮力作用，提出液面后不再受到浮力，所以滑輪組對它的拉力會變大，讀圖象可知，金屬塊離開水面后，作用在繩子自由端上的拉力F＝15N，由圖甲知，該滑輪組由四段繩子通過動滑輪，滑輪組的機械效率：η＝＝＝，由此可得，金屬塊A的重力：G＝4ηF＝4×0.8×15N＝48N；（2）不計繩重及摩擦，提出液面后作用在繩子自由端上的拉力：F＝（G動+G），所以動滑輪的重力：G動＝4F﹣G＝4×15N﹣48N＝12N；（3）金屬塊A的上表面離液面0.25m至金屬塊A上表面與液面相平，金屬塊上升的