1、1滑轮组及其工作的特点一、单选题1.用如图所示的滑轮组提升 300N 重物，在绳子自由端施加的拉力为 125N，4s 内重物匀速上升 2m，不计绳重和轮、轴间摩擦.则（ ）A. 绳子自由端移动的距离为 4m B. 动滑轮重 50NC. 拉力做功的功率为 150W D. 此过程滑轮组的机械效率为 80%2.下列说法正确的是（ ） A.弹簧测力计只能测量重力大小B.使用滑轮组既可以省力，也可以省功C.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引D.内燃机在做功冲程中把内能转化为机械能3.如图所示，滑轮组将重 50N 的物体 A 以 的速度沿水平地面匀速向前拉动了 lm，拉力 F 大小为10N，滑轮组的机械效
2、率为 ，下列说法中正确的是 A.拉力 F 做功的功率为 2WB.2s 内绳子自由端移动的距离为 C.滑轮组做的有用功为 50JD.物体 A 受到水平地面的摩擦力为 16N4.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ） A. B. C. D.5.如图所示，用滑轮组提升重物时，重 800N 的物体在 10s 内匀速上升了 1m，已知拉力 F 为 500N，则提升重物的过程中（）A.滑轮组的机械效率是 80%B.绳子自由端被拉下 3mC.做的有用功是 500JD.拉力 F 的功率为 50W26.使用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组来提升重物，
3、则（ ） A.最多可以省 1/3 的力B.最多可以省 的力C.最多可以省一半的力D.条件不足，无法确定7.小明用一个滑轮组把重物提起了 0.5 m，绳子的自由端移动了 1.5m，则小明所用的滑轮组可能是图中的哪一个?（ ）A.甲B.乙C.丙D.三个都可以8.如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）使用时： 瘦子固定不动，胖子用力 FA拉绳使货物 G 匀速上升。胖子固定不动，瘦子用力 FB拉绳使货物 G 匀速上升。下列说法中正确的是（ ）A.FAGB.FBGC.FA=2GD.FB=2G9.如图所示，某工地用滑轮组将重为 5000N 的货物匀速提升 6m，所用时间为 20
4、s，在绳的末端所用拉力为 2200N，下列说法错误的是（ ）A. M 处滑轮的作用是改变力的方向B. 提升货物过程中的有用功是 3104JC. 拉力的功率为 660WD. 若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大310.如右图所示，用滑轮装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则省力情况相同的是（）A. B. C. D. 11.分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在 100s 内将重为 400N 的物体 G 匀速提升 10m，每个滑轮的重均为 20N不计绳重及摩擦，此过程中（ ）A. F 甲 做功的功率等于 F 乙 做功的功率 B. F 甲 做功的功率小于 F 乙 做功的功率C.
5、F 甲 做的功大于 F 乙 做的功 D. F 甲 做的功小于 F 乙 做的功12.简单机械在我们的生活中应用很广泛，下图是使用简单机槭匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦)，其中不省力的是（ ） A. B. C. D. 二、填空题13.高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂 20 个相同的坠砣，每个坠砣质量为 25kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线 A 端受到的拉力大小为_N。若某段时间内坠砣串下降了 30cm，则输电线 A 端向左移动了_cm。（ g 取 10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）14.如图
6、为吊装工具示意图，物体 M 为重 5000N 的配重，杠杆 AB 的支点为 O，OA：OB=1：2，每个滑轮重100N当重为 700N 的工人用 300N 的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为_N，物体4M 对地面的压力为_N（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）15.如图所示，动滑轮重为 50 N，绳重和摩擦不计，人对绳子的拉力是 260N，则物重是 _N；若重物上升的高度是 0.2m，则绳子自由端下降_m。16.在使用滑轮组时，动滑轮和重物（阻力）由几段绳子来承担，那么所需要的拉力就为它们的_。 17.小勇用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了 0.2 m，则绳子自由端移动的距离为_m
7、。若物体与地面的摩擦力为 9 N，则他所做的功是_J。如果小勇对绳的拉力 F4 N，该滑轮组的机械效率为_%。18.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提升相同的重物，不计绳重和摩擦，则在物体匀速上升的过程中_A甲图省力，机械效率甲图大 B甲图省力，机械效率一样大C乙图省力，机械效率乙图大 D乙图省力，机械效率一样大理由：_ 19.小阳利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力 F 与重力 G 的关系：F=_。20.利用如图所示的滑轮组提起一个重为 2400N 的物体，不计滑轮自重和摩擦，绳子的拉力 F=_；如果用这个滑轮组达到更加省力的效果,就要改变绳子的绕
8、线方法,则此时拉力 F=_521.如图所示，在水平拉力 F 的作用下重 100N 的物体 A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤 B 的示数为10N，则拉力 F 的大小为_N，物体 A 与水平桌面的摩擦力大小为_N。22.如图所示，用滑轮组拉着重 900N 的物体 A 沿水平方向匀速移动，使其在 40s 内移动了 8m，拉力 F 所做的功为 1280J，拉力的大小为_N，功率为_W，不计 绳重及绳子与滑轮间的摩擦，若滑轮组的机械效率为 95%，则动滑轮的重力为_N23.如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量 15kg，某次提升材料质量 240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很
9、小，绳很轻，可以不考虑，则竖直向下的拉力 F=_N；竖直向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是 1000N，并将材料提升了 10m 高。则滑轮组的机械效率是_。（取 g=10N/kg）三、计算题24.如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每个滑轮重 500N，声音在水中的传播速度是 1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过 0.02s 后收到回波.（不计绳重和摩擦， g=10N/kg， 水 =1.0103kg/m3)（1）求工件在水下的深度； （2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强； （3
10、）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为 500N，求工件的体积； （4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）. 625.如图是工人将重 160N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为 3m，用时 3s，工人的拉力为50N，工人质量为 50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）（1）求工人放绳的速度。 （2）求滑舱组的效率 1（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为 2 ， 已知 1： 2=4:3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工入对地面的压力。 26.如
11、图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为 200g 的钩码从 A 位置匀速提升到 B 位置，同时弹簧测力计从图中的 A位置匀速竖直上升到 B位置，这个过程用时 2 秒，弹簧测力计对绳的拉力为 F请你根据这个同学做的实验完成下列问题：（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是_； （2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是_cm。 7（3）若弹簧测力计的读数为 1.2N，则这个动滑轮的机械效率是_，拉力 F 做功的功率是_W。 27.如图甲所示，A、B 为不同材料制成的体积相同的实心正方体，浸没在圆柱形容器的水中
12、，容器内部底面枳是正方体下表面积的 4 倍。沿固定方向缓慢匀速拉动绳子，开始时刻，A 的上表面刚好与水而相平，滑轮组绳子自由端的拉力大小为 F0 ， F 随绳端移动距离 S 绳 变化的图象如图乙所示，已知动滑轮的重力 G 动 =5N，g 取 10N/kg。除了连接 A、B 间的绳子承受拉力有一定限度外，其它绳子都不会被拉断。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计，忽略水面升降变化。（1）正方体 A、B 之间的绳子长度 L 绳 是多少？ （2）正方体 A 和 B 的密度 A、 B分别是多少？ （3）整个过程中，水对容器底部压强的最大变化量P 是多少？ 828.如图所示是一种塔式起重机上的滑
13、轮组已知在匀速起吊 600N 的物体上升 2m 的过程中，滑轮组的机械效率为 80%（不计绳重及摩擦）（1）滑轮组做的有用功是多少？ （2）绳端的拉力 F 是多大？ （3）动滑轮重是多少？ 29.图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体 A 从海底竖直向上始终以 0.05m/s的速度匀速吊起，图乙是物体 A 所受拉力 F 随时间 t 变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重， 水=1.0103kg/m3 g=10N/kg）。请解答下列问题：（1）物体 A 的体积是多少？ （2）物体 A 完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 80%，当物体 A 完全离开水面后，滑轮组的机械效率是多少
14、？ （3）当物体 A 完全离开水面后，电动机两端电压为 380V，通过的电流为 5A，电动机线圈的电阻为多少？（不计电动机内部摩擦） 930.如图所示，工人用滑轮组吊起质量为 40kg 的箱子，工人施加的拉力为 250N，箱子 10s 内被匀速竖直提升了 2m，不计绳重和摩擦，取 g=10N/kg求：（1）箱子受到的重力； （2）动滑轮的重力。 （3）工人所施加拉力的速度 31.一建筑工人，使用了如图所示的装置将建筑材料提上高处，已知建筑材料的质量为 80kg，人对绳的拉力为 500N，重物在拉力的作用下 1min 匀速上升了 5m，绳重和摩擦不计. g 取 10N/kg，求：（1）人在 1m
15、in 内做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）工人做功的功率. 32.用如图所示的滑轮组提升重物，已知动滑轮的重为 50N，绳端拉力 F 为 100N，5s 内可使物体匀速上升2m，不计绳重和摩擦。10求： （1）拉力所做的功； （2）拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 33.如图甲所示，正方体 A 的质量是 315kg，作为配重使用。杠杆 OD：OE=2：3，某同学用这个装置从水中提取物体 B，然后将 B 放在浮体 C 上再运走。已知 C 的体积为 0.5 m3 ， 一个质量为 60kg 的同学站在浮体 C 上，若不用力拉绳子时，浮体 C 总体积的 浸入水中；当该同学用力拉动滑轮
16、组绕绳的自由端，手拉绳的功率 P 和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体 B 上升的速度为 0.1m/s 且不变，物体被提出水面后，再将 B 放在 C 上，同时松开绳子，此时浮子 C 露出水面的体积相对于 B 未出水时减小 0.1 m3；已知两个定滑轮总重为 100N。（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg）求：（1）人站在 C 上没有用力拉绳子时，C 所受浮力为多大？ （2）当物体 B 未出水时，人用的拉力 F1为多大？ （3）物体 B 的重力多大？ （4）已知水底部有很多物体需要清理，若用该装置将水中物体吊起并放在 C 上运走，为了使整个过程都安全，则该机械装置能
17、够达到的最大效率是多少？（百分号前面保留整数） 1134.小明通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力 F 与绳子自由端移动的距离 s 的关系图象如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为 85%，每个滑轮等重，不计绳重、摩擦力和水的阻力。求：（1）物体在空中上升 1 m，小明做的功是多少？ （2）每个滑轮的重力是多少？ （3）物体的密度是多少？ 12答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】A、绳子自由端移动的距离为 s=nh=32m=6m，A 不符合题意；B、由 F= （G+G 动 ）得 G 动=nF-G=3125N-300N=75N，B 不符合
18、题意；C、拉力做功的功率 P= =187.5W，C 不符合题意；D、此过程滑轮组的机械效率 = = =80%，D 符合题意。故答案为：D。【分析】A、根据 s=nh 求解判断；B、根据 F= （G+G 动 ）求解判断；C、根据 P= 求解判断；D、根据= 求解判断。2.【答案】D 【解析】【解答】A 弹簧测力计是测量力大小的仪器，不仅能测重力大小，还能测量拉力大小，A 不符合题意；B 根据功的原理可知使用任何机械都不省功，所以使用滑轮组时可以省力但不能省功，B 不符合题意；C 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，C 不符合题意；D 内燃机工作时，在压缩冲程，机械能转化为内能，在做功冲程，内能转
19、化为机械能，D 符合题意，故答案为：D【分析】弹簧测力计是测量力大小的仪器.机械功原理：使用任何机械都不省功.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥.结合内燃机各冲程能量的转化解答.3.【答案】D 【解析】【解答】A、如图可知，有两段绳子拉着动滑轮，所以拉力做的功： ；由 可得做功时间为： ；拉力的功率： ，A 不符合题意；B、2s 内物体移动距离， ，自由端移动的距离： ，B 不符合题意；C、由公式 得， ，C 不符合题意；D、根据 得， ， ，D 符合题意。故答案为：D。【分析】根据 W=Fs 求出拉力做的功，由速度的变形公式 t= 求出时间，然后根据 P= 求出拉力的功率；根据 sF=nsA
20、 ， 求出 2s 内绳子自由端移动的距离；根据 = 求出滑轮组做的有用功及摩擦力 f.4.【答案】D 【解析】【解答】设物体重力为 G，不计机械自重和摩擦：A、图中为动滑轮组，承重绳 n=3，根据滑轮组特点可知 F1= ；B、图中为动滑轮组，承重绳 n=3，根据滑轮组特点可知 F2= ；C、图中对该装置由俩个定滑轮构成，对绳端进行受力分析可知，绳端拉力 F 等于物体重力，则 F=G；13D、图中为省力杠杆，根据杠杆平衡原理可知 F(2.5l+l)=Gl，则 F= ;比较可知，D 选项中所需动力最小。故答案为：D【分析】滑轮组：使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几
21、分之一.根据杠杆平衡原理可计算力的大小.5.【答案】A 【解析】【解答】由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n2；绳子自由端移动的距离：snh21m2m，B 不符合题意；有用功：W 有用 Gh800N1m800J，C 不符合题意；拉力 F 做的功：W 总 Fs500N2m1000J，滑轮组的机械效： 100% 100%80%，A 符合题意；拉力的功率：P 100W，D 不符合题意。故答案为：A【分析】根据力和在力的方向上移动的距离的乘积计算功，功和时间的比值计算功率，有用功和总功的比值计算机械效率.6.【答案】B 【解析】【解答】由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，有两种绕绳方式，承重的绳
22、子段数为 2 或3，即： 或 ；所以最多可以省 的力，B 符合题意，ACD 不符合题意。故答案为：B.【分析】使用滑轮组时，总重有几股绳承担，所用的拉力是总重的几分之一.7.【答案】A 【解析】【解答】把重物提起了 0.5 m，绳子的自由端移动了 1.5m，所以承重的绳子段数为： 。A、甲图的滑轮组由三段绳子承重，A 符合题意；B、乙图的滑轮组由两段绳子承重，B 不符合题意；C、丙图的滑轮组由四段绳子承重，C 不符合题意，D 不符合题意；故答案为：A。【分析】使用滑轮组时，物体由几股绳子承担，拉力就是总重的几分之一.8.【答案】C 【解析】【解答】读图分析可知，最上和最下两只都是定滑轮，只是改
23、变了力的方向，而中间一只滑轮相对于瘦子来讲，只是改变了力的方向，为定滑轮；相对于胖子来讲，则是一只费力的动滑轮；因此，可知当装置匀速运动时，各力的关系为 ， 。C 符合题意，ABD 不符合题意。故答案为：C【分析】根据动滑轮和定滑轮的特点分析判断.9.【答案】C 【解析】【解答】A、 M 处滑轮的轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向，A 不符合题意；B、提升货物过程中的有用功 W 有用 =Gh=5000N6m=3104J，B 不符合题意；C、由图知 n=3，则拉力端移动距离 s=3h=36m=18m，拉力做的总功 W 总 =Fs=2200N18m=3.96104J，拉力做功功率：P=
24、= =1980W，C 符合题意；D、只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占和总功的比值变大，滑轮组的机械效率也会随之增大，D 不符合题意；故答案为：C。【分析】定滑轮不能省力，只能改变力的方向；理解滑轮组的特点，有用功、总功、功率、机械效率等公式的计算，理解各物理量的含义是解题的关键。10.【答案】D 14【解析】【解答】若不计滑轮自重及摩擦，是动滑轮，省一半力， ；是定滑轮，单独使用都不能既省力、F 2=G；滑轮组有三段绳子承担物重故 滑轮组有二段绳子承担物重故 则省力情况相同的是。故答案为：D。【分析】本题考查了学生对滑轮和滑轮组的理解和掌握，理解动滑轮、定滑轮的特点和力的
25、关系是解题的关键。11.【答案】A 【解析】【解答】（1）由图甲可知：n2，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，F 甲 （G 物 G 轮 ） （400N 20N）210N，W 甲 F 甲 S 甲 F 甲 2h 甲 210N210m4200J，p 甲 42W（2）由图乙可知：n3，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，F 乙 （G 物 G 轮 ） （400N 20N）140N，W 乙 F 乙 S 乙 F 乙 3h 乙 140N310m4200J, p 乙 42W由以上可得：W 甲 W 乙 ， P 甲 P 乙 故答案为：A【分析】在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功（W=Gh），对动滑轮所做的功是额外功
26、，总功等于有用功和额外功之和（W 总 =W 有 +W 额 ），机械效率是有用功与总功的比值（）.12.【答案】C 【解析】【解答】A、利用斜面可以省力，A 不符合题意；B、利用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，B 不符合题意；C、使用定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小，C 符合题意；D、由图知动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂知使用此杠杆可以省力，D 不符合题意。故答案为：C。【分析】A、斜面是省力的机械；B、使用滑轮组时，通过动滑轮省力，通过定滑轮改变力的方向；C、定滑轮的实质是等臂杠杆；D、先判断杠杆的种类，再根据杠杆的平衡条件分析判断。二、填空题13.【答
27、案】10 4；15 【解析】【解答】（1） ， ，根据图得出 n=2，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，可以得出 A 端受到的拉 ；（2）某段时间内坠砣串下降了 30cm，所以输电线 A 端向左移动的距离为 ；故答案为：(1). 10 4 (2). 15【分析】利用 G=mg 求坠砣总重力。不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得 G= FA ， 坠砣串下降高度 h=nsA.14.【答案】400；4500 【解析】【解答】重为 700N 的工人用 300N 的力竖直向下匀速拉动绳子时，由于力的作用是相互的，所以人会受到 300N 的向上的拉力，所以此时工人对地面的压力为：；从 A 点看，通过滑轮组，有三段绳子向
28、下拉着滑轮，再加上一个滑轮的重，A 点受到的拉力为： 根据杠杆平衡条件得： ，代入得： 解得： 因为力的作用相互，绳子对 M 向上的拉力也为 500N，所以 M 对地面的压力为：。15故答案为：400；4500.【分析】根据重力和拉力计算压力，结合杠杆平衡条件计算杠杆对物体的拉力，利用合力的计算求物体对地面的压力.15.【答案】780N；0.6m 【解析】【解答】此滑轮组中有三段绳子承担物重，因此 F（G 轮 G 物 ）3，所以 G 物3260N50N730N，绳子自由端下降的高度为重物上升高度的三倍故答案为：780N；0.6m。【分析】根据力和在力的方向上移动距离的乘积计算功的大小，绳子拉长
29、的长度和滑轮组的绳子的股数有关.16.【答案】几分之一 【解析】【解答】根据滑轮组的工作特点知：在使用滑轮组时，动滑轮和重物（阻力）由几段绳子来承担，那么所需要的拉力就为它们的几分之一。即： 。故答案为：几分之一.【分析】使用滑轮组时，绳子自由端的拉力和总重的关系是：重物（阻力）由几段绳子来承担，那么所需要的拉力就为它们的几分之一。17.【答案】0.6；1.8；75 【解析】【解答】如图由三段绳子拉着动滑轮，所以绳子自由端移动的距离为： ；物体与地面的摩擦力为 9 N，则他所做的有用功为：；小勇对绳的拉力 F4 N，则做的总功为：；该滑轮组的机械效率为： 。故答案为：0.6；1.8；75.【分
30、析】利用力和距离的乘积计算功，有用功和总功的比值计算机械效率.18.【答案】B；甲承担物重的绳子段数多，所以省力两滑轮组的有用功、额外功和总功都相同，所以机械效率一样大 【解析】【解答】分析甲、乙两图可知, n 甲 =3、 n 乙 =2；因绳重和摩擦忽略不计,所以由 F= (G+G 动 )可知，甲图更省力；由 = = = 可知，甲乙滑轮组的机械效率一样.故答案为：B；甲承担物重的绳子段数多，所以省力两滑轮组的有用功、额外功和总功都相同，所以机械效率一样大.【分析】由图知，两滑轮组通动滑轮绳子的段数 n，绳重和摩擦忽略不计，根据 F= （G+G 动 ）比较拉力的大小；由 = 分析判断两滑轮组的机
31、械效率的大小关系.19.【答案】0.2 G+0.2N 【解析】【解答】根据表中数据， G 每增加 1N， F 就增加 0.2N，进而可知 F=0.2G+0.2N【分析】结合表格数据，推导出拉力 F 与重力 G 的关系即可.20.【答案】600N；480N【解析】【解答】动滑轮上一共有 4 段绳子，所以绳子的拉力为 F 600N。要使滑轮组更加省力，绕法如下图，16此时动滑轮上一共有 5 段绳子，绳子的拉力为:F 480N.故答案为：600N，480N.【分析】动滑轮上一共有 4 段绳子，所以绳子的拉力为 F 2400N/ 4，先连接动滑轮更省力.21.【答案】20；10 【解析】【解答】如图所
32、示，弹簧测力计 B 测出了动滑轮上的绳子上的拉力为 10N；则物体 A 受到拉力为10N；又因物体 A 做匀速直线运动，则物体 A 与水平桌面的摩擦力与物体 A 受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是 10N；拉力 F=2f=210N=20N故答案为：20；10【分析】物体 A 匀速运动，受到的合力为零，故 A 物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力 F 是 A 所受摩擦力的 2 倍.22.【答案】80；32；8 【解析】【解答】由图可知，n=2，物体沿水平方向移动 8m；则拉力作用点移动距离 s=nh=28m=16m；由 W=Fs 得，拉力：F= = =80N；功率：P= = =
33、32W由 = 得：W 有用 =W 总 =95%1280J=1216J，W 额 =W 总 W 有用 =1280J1216J=64J，因为 W 额 =G 动 h，所以，G 动 = = =8N故答案为：80；32；8【分析】结合功和物体移动的距离可以计算拉力的大小，利用功和时间的比值计算功率的大小，根据机械效率计算额外功，根据滑轮移动的距离计算滑轮的重力.23.【答案】850N；80% 【解析】【解答】(1)由图可知，n3，物体和动滑轮的总重力：G(m 轮 +m 材料 )g(15kg+240kg)10N/kg2550N，不考虑绳重和摩擦，则竖着向上的拉力：F G 2550N850N；(2)拉力做的有
34、用功：W 有用 m 材料 gh240kg10N/kg10m24000J，拉力移动的距离：s3h310m30m；实际拉力为 1000N,则拉力做的总功：W 总 Fs1000N30m30000J，滑轮组的机械效率： 100% 100%80%.故答案为：850N；80%.【分析】滑轮组上物体有几股绳，拉力就是总重力的几分之一，利用有用功和总功的比计算机械效率.三、计算题1724.【答案】（1）解: h vt 1500m/s0.02s15m（2）解: P 水 gh1.010 3kg/m310N/kg15m1.510 5Pa（3）解:不计绳重及摩擦，F 拉 (G 物 G 轮 F 浮 )， F 浮 G 物
35、 G 轮 n F 拉 4000N 500N3500N3000N， F 浮 水 gV 排 ， V 排 0.3m 3V 工件（4）解:工件在水中匀速上升时， 66.7 【解析】【分析】（1）利用 s=vt 求出超声波传播的距离，沉船在水下的深度等于超声波传播距离的一半；（2）利用液体压强计算公式 p=gh 求出受到的压强；（3）根据滑轮组 F= （G-F 浮 +G 轮 ）和阿基米德原理 F 浮 = 水 gV 排 可求工件的体积；（4）不计绳重和摩擦，克服货物在水中拉力做的功为有用功，克服货物在水中拉力和动滑轮重做的功为总功；则该滑轮组的机械效率，利用 = 100%求出滑轮组的机械效率.25.【答案
36、】（1）解:根据题意知道，物体下降速度是： v=h/t=3m/3s=1m/s；由图知道滑轮组的有效绳子段数是 n=4，所以工人放绳的速度是： v 绳 =4v 物 =41m/s=4m/s（2）解:因为 n=4，所以绳子运动距离是： s=4h=43m=12m；工人放绳子的有用功是： W 有用 =Gh=160N3m=480J；放绳子的总功是： W 总 =Fs=50N12m=600J；所以，滑轮组的效率是： 1 =W 有用 /W 总 100%=480J/600J100%=80%（3）解:物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由 F=（G 动 +G）/ n
37、知道，动滑轮重力是： G 动 =4F-G=450N-160N=40N；又因为 1： 2 =4：3，所以物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率是： 2 =3 1/4 =3/480%=60%；物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率是： 2 =W 有用 /W 总 =F 拉物 h/F 拉物 h+G 动 h=F 拉物 /F 拉物 +40N=60%，解得 F 拉物 =60N；当完全入水后，动滑轮受到重物向下的拉力、自身向下的重力、4 段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可知：4 F 绳 =F 拉物 +G 动 ， 故人对绳子的拉力是
38、： F 绳 =（ F 拉物 +G 动 ）/4=（60N+40N）/4=25N，此时人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，由于物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为 25N；而人的重力是： G 人 =m 人 g=50kg10N/kg=500N，人受到竖直向上的支持力是：F 支 =G 人 +F 绳 =500N+25N=525N，根据物体间力的作用是相互的知道，则人对地面的压力是 525N 【解析】【分析】利用滑轮组绳子的股数可以计算拉力的速度，利用力和距离的乘积计算功的大小，利用有用功和总功的比值计算机械效率，利用机械效率的不同计算压力.26.【答案】（1）天平（2）10.
39、0（3）83.3%；0.12 【解析】【解答】（1）由于已知钩码的质量是 200g，所以实验中不需要测量质量，故多余的器材是天平；（2）由图知道，刻度尺的分度值为 1cm， B 的刻度为 10.0cm，所以，钩码上升的距离是 10.0cm；（3）根据题意知道，弹簧测力计从图中的 A位置匀速竖直上升到 B位置，绳端上升的高度是： s=20.0cm，滑轮组做的总功是： W 总 =Fs=1.2N2010-2 m=0.24J所以，拉力 F 做功的功率是： P= W 总 /t=0.24J/2s=0.12W滑轮组做的有用功是： W 有用 =Gh=mgh=0.2g10N/kg1010-2 m=0.2J =W
40、 有用 /W 总 100%=0.2J/0.24J100%=83.3%【分析】根据物体的重力和高度计算有用功，利用拉力和绳子拉长的长度计算总功，利用有用功和总功的比值计算机械效率，利用功和时间的比值计算功率。27.【答案】（1）解：由图甲知道，承担物体 AB 的有效段数是 n=2，由图乙知道，从 D 到 E 的过程中，绳子自由端的拉力大小不变，由此可知，D 点应是物体 A 的下表面刚好离开水面的时候，E 点应是 B 的上表面刚好到达水面的时候，即此过程物体运动的距离就是 A、B 间绳子的长度，所以，正方体 A、B 之间的绳子长度是： L 绳 =s 绳 DE/2=（0.45m0.15m）/2=0.
41、15m ；（2）解：由图乙知道，CD 段对应的过程是物体 A 出水面的过程，此过程绳端移动的距离是 0.15 m，即18物体 A 上升的距离是： h=0.15m/2=0.075m；此过程中，A、B 排开液体的体积变化量，即为物体 A 的体积，即 V 排 =VA =S 容 h ， 设物体 A 的边长为 L，因为容器内部底面枳是正方体下表面积的 4 倍，所以，L 3 =4L2 （L-0.075m），解得 L=0.1 m。所以，物体 A 的体积是： VA =VB =L3 =（0.1m） 3 =10-3 m3 ，物体 A 浸没时受到的浮力是： FA = 水 gV 排 =1.0103 kg/m3 10N
42、/kg10-3 m3=10N，因为 A、B 两物体的体积相同，所以物体 B 浸没时受到的浮力是： FB=FA=10N，根据题意和图乙知道，在 C 点时，绳端的拉力是： F0 =（ GA+GB+G 轮 FAFB）/2，在 D 点时，绳端的拉力是：4 F0/3=（ GA+GB+G 轮 FB）/2，因为 AB 是体积相同的实心正方体，由图乙发现，E、J 间的距离小于 C、D 间的距离，说明在 B 物体露出水面的运动过程中， A、B 间的绳子断了，且绳子断了之后绳端的拉力是： F0 =（ GA+G 轮 ）/2，联立上式解得： GA =25N， GB =20N， F0 =15N，所以，A 的质量是： m
43、A=GA/g=25N/10N/kg=2.5kg，B 的质量是： mB=GB/g=20N/10N/kg=2kg，A 的密度是： A =mA/VA=2.5kg/1103m3=2.5103 kg/m3B 的密度是： B =mA/VA=2kg/1103m3=2103 kg/m3（3）解：根据题意知道，绳子断开瞬间与初始状态相比，页面的高度差最大，所以，水对容器底部的压强变化也最大，又因为水平面上的圆柱形容器中，液体对容器底部的压力的变化量是： F =F 浮 ， A、B 间绳子在 J 点断开的瞬间，此时绳端的拉力是：3 F2/2=（ GA+GB+G 轮 F B）/2，解得此时 B 受到的浮力是： F B
44、=5N，所以， F =F 浮 =（ FA +FB） - F B=10N+10N-5N=15N，故对容器底部压强的最大变化量是： p=F/S =15N/4SA=15N/4(0.1m)2=375Pa 【解析】【分析】根据图像分析拉力的大小，推出浮力的大小，受到的浮力的大小不同，使用滑轮组时的拉力大小不同，根据浮力计算物体的体积，根据物体的质量和体积计算密度.28.【答案】（1）解：使物体上升 h=2m，滑轮组做的有用功： （2）解：由 得拉力做的总功： ，由图知，n=3，拉力端移动距离 ，由 得绳端拉力： ；（3）解： ，不计绳重和摩擦， ，动滑轮重： 【解析】【分析】利用物体重力和升高的高度计算
45、有用功，利用滑轮组的机械效率计算总功，根据总功和绳子拉长的长度计算拉力的大小，总功是有用功和额外功的和。29.【答案】（1）解：根据图乙知，前 30s 时，拉力不变，且较小，所以物体浸没在水中，30s 到 40s 时，拉力减小，说明物体露出水面时，40s 后，拉力又不变，说明物体离开水面，最大即重力与最小拉力的差即为浮力：，根据阿基米德原理得，物体的体积为：。（2）解：不计摩擦、水的阻力及绳重时，水面下时的效率为 80%，即：解得： 离开水面后，机械效率为：。（3）解：由图知，两段绳子承担物重，所以电动机的拉力为：，根据 得，电动机的输出功率为：19，电动机的输入功率为：，电动机的发热功率为：
46、，根据 得，线圈的电阻为：。 【解析】【分析】利用对物体的拉力的差计算浮力的大小，利用浮力计算排开液体的体积，根据滑轮组的机械效率和物体的重力计算动滑轮的重力的大小，利用绳子的股数计算滑轮组上的拉力的大小，结合功率和电压、电流计算电阻.30.【答案】（1）解:箱子受到的重力 G=mg=40kg10N/kg=400N答；箱子受到的重力为 400N（2）解:根据不计绳重和摩擦时动滑轮是由两股绳子承担可知：F= （G+G 动 ）G 动 =2FG=2250N400N=100N；答：动滑轮的重力为 100N（3）解:滑轮组是有两股绳子承担，且 h=2m，s=2h=22m=4m，v= = =0.4m/s答
47、：拉力的速度为 0.4m/s【解析】【分析】根据物体的质量可以计算重力，根据动滑轮有两股绳子计算动滑轮重力，也可以计算拉力速度。31.【答案】（1）解：W 有=Gh=mgh =80kg10N/kg5m=4000J（2）解：W 总=FS=500N（52）m=5000J = W 有/ W 总=4000J/5000J=80%（3）解：P= W 总 /t=5000J/60s=83.3w 【解析】【分析】（1）利用 W 有 =Gh 计算有用功；（2）利用 s=nh 计算出绳子自由端移动距离，利用 W 总 =Fs 计算总功，利用 = 计算机械效率；（3）利用 P= 计算功率.32.【答案】（1）解:由图知，通过动滑轮的绳子段数 n2，绳端移动的距离：s2h22m4m，拉力做的功：W 总 Fs100N4m400J答：拉力所做的功为 400J（2）解:拉力的功率： P 80W答：拉力的功率为 80W（3）解:不计绳重和摩擦，所做的额外功：W 额 G 动 h50N2m100J，由 W 总 W 有用 +W 额 可得，有用功：W 有用 W 总 W 额 400
