简单机械滑轮组初中物理组卷一 •计算题(共30小题)31 .建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为 1.2 X 10 kg 的物体，拉到长100m ，高50m 的斜 面顶端，测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为 4 X 103N , g=10N/kg ，不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦. (1)在图中画出物体对斜面压力 F 的示意图；(2) 对物体做的有用功，以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率； (3) 若动滑轮重1000N ，物体所受摩擦力的大小； (4) 若拖拉机的最大输出功率为 12kW ，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度.3 .工人想把重1 000N 的木箱A 搬到高h=5m ，长L=10m 的斜面上，如图所示.他站在斜面上，沿斜面向上用F=625N 的拉力使木箱 A 以v=0.2m/s 的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端. (1) 工人拉木箱的功率是多大？ (2) 该斜面的机械效率是多少？(3) 木箱A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？2 .工人利用如图所示的斜面，把质量为 50kg 的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，所用时间为 推力为300N .斜面长10m ，高5m . g=10N/kg ，求：(1) 把货物推上斜面做的有用功是多少？ (2) 此过程推力做了多少功？(3)斜面的机械效率是多少？10s ,沿斜面向上的4 .工人用平行于斜面向上的 500N 的推力将重800N 的物体匀速推上高 1.5m 的车厢，所用的斜面长是 3m .求: (1) 推力做的功； (2) 斜面的机械效率； (3) 斜面对物体的摩擦力.5 •如图是用滑轮组提升物体 A 的示意图，物体 A 受到的重力大小为 G A .在匀速竖直提升物体 A 的过程中，物体 A 上升的速度大小为 略不计•求： V A ,滑轮组的机械效率为 n 已知：G A =400N , V A =0.4m/s , n =0%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽 (1) 绳子自由端的速度大小 v 绳； (2)动滑轮所受的重力大小 G 动;(3) 拉力F 做功的功率P.6 •如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图， 运动员通过拉力F 的作用下来提升配重，以达到锻炼臂力的目的.在 一次训练时，运动员加配重的质量为 30kg ，拉力F 的作用下，配重在 5s 的时间里，匀速竖直上升了 50cm •在这个 过程中，动滑轮提升配重所做的有用功为 W 有，运动员对绳子的拉力 F 做功的功率为 40W •忽略绳重和摩擦.(g取 10N/kg )求：(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力 F 的大小；(2) 动滑轮的重力.7 •如图所示，建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处，已知建筑材料的质量F=500N ,建筑材料上升的速度是 1m/s ，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦,(1) (2)8 •如图所示，工人用250N 的力F 将质量为40kg 的物体在10s 内匀速提升2m ,不计绳重和摩擦，g 取10N/kg , 求:(1) 重物受到的拉力大小和动滑轮重； (2) 拉力做功的功率； (3) 滑轮组的机械效率.9 •如图所示，是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机，提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构 成，用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处•如果罐笼和动滑轮的总质量为 120kg , 一次提升建筑材料 360kg ,提升高度为10m ，不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力， (g 取10N/kg )求：(1) 钢丝绳的拉力；(2) 该提升机此次提升建筑材料的机械效率.10 •用如图所示的滑轮组，将重 1200N 的物体A 在100s 的时间里匀速竖直提升 10m ，已知在这个过程中，拉力 F做功的功率为150W •不计绳重和滑轮与轴的摩擦. 求：(1)拉力F 所做的有用功(2)滑轮组的机械效率 nm=80kg ,卷扬机向下拉绳子的力g 取 10N/kg .求：动滑轮所受的重力 G 动; 滑轮组的机械效率n11 •用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A上升的速度v A为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求：(1)动滑轮所受的重力G动；(2)拉力F做功的功率P.(3)滑轮组的机械效率nA12 .如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图.与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车拉动绳子的最大功率为15KW.物体A重G A=1600N,动滑轮重G动=400N.不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦.则：(1)物体A匀速提升2m的过程中，小车所做的有用功W有用为多少？(2)滑轮组提升物体A时的机械效率n为多大？(3)若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m为多大？13 .如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图. 已知井深12m ,物体质量m=6 X 102kg，汽车重G车=3X 104N,汽车匀速拉绳子时的力F=2.5X 103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.(g=10N/kg )求：(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？(2)滑轮组的机械效率为多少？(3)若汽车运动的速度为3m/s，汽车牵引力的功率为多少？(4)物体被拉上来静置在井口地面上时，对地面的压强是多少？14 •工人用图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，g=10N/kg.(1)从图乙中看出，建材重400N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少？(2)若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？(3)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为300N,求拉力的功率；(4)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？15 .如图所示，重350N的物体在100N的拉力作用下10秒钟上升30cm，若不计摩擦和绳子重，求:(1)物体上升速度；(2)拉力的功率；(3)若物体再增加100N，滑轮组的机械效率为多大.16 .某建筑工地的工人师傅用如图所示的滑轮组提升质量为72kg的重物A,当工人师傅对绳子施加300N的拉力时, 物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg求：(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.17.如图所示，重为1140N的物体，工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s，提升到指定的位置需要0.5min .(不计摩擦及绳重)(1)工人师傅拉绳的功率是多大？(2)滑轮组的机械效率是多大？18 •底面积100cm2的物体静止在水平地面上，对地面的压强为 2 x 105pa,用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m ,已知滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求：(1)物体的质量；(2)拉力F的功率；(3)用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物，需要多大的拉力.19 .一名质量为70kg的工人，用如图所示的装置提升一堆砖，已知托板重200N,每块砖重100N,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力.当工人提升10块砖时，此装置的机械效率为80%, (g取10N/kg)求：(1)动滑轮重力；(2)利用此装置提升砖块的最高机械效率.20. 如图所示，滑轮组在拉力F的作用下，拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中, 物体A所受的滑动摩擦力为70N,拉力F的功率P=80W (不计绳重和摩擦).求：(1)物体A的质量.(2)拉力F的值.(3)滑轮组的机械效率.21. 如图1所示，物体A重为16N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s内匀速直线运动了0.5m .图2是拉力F做的功随时间变化的图象.物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.2倍.求：(1)物体A的速度.(2)5s内拉力F对物体A做的有用功.(3)滑轮组的机械效率n图1 图222 .如图所示，每个滑轮重均为20N，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在20s内物体移动了4m，拉力F做的功为1280J.(不计绳重及机械内部摩擦)求：(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.23 •某科技小组设计了如图甲所示的装置，将水中长方体A匀速提升至空中，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•已知A的质量为68kg，底面积为0.08m2, P水=1.0x 103kg/m3, g=10N/kg，不计绳重、摩擦和水的阻力.求：(1)A受到的重力；(2)A离开水面后滑轮组的机械效率；(3)动滑轮的总重；(4)A的密度.甲乙24 .小雨重600N，每只脚地面的接触面积是2X 10「2m2.如图，他站在水平地面上用滑轮组提升重物(不计绳重和摩擦). (1)如图甲所示，小雨将物体A匀速提高2m做的有用功为420J，滑轮组的机械效率为87.5%.求：①物重G A是多少？②小雨对水平地面的压强是多少？(2)如图乙所示，重440N、高0.5m、密度为8.8 x 103kg/m 3的实心物块B沉在水池底，池底受到水的压强为2X 104Pa.小雨用此滑轮组将池底的物块B匀速缓慢地提升(不计水的阻力) ，直到其上表面与水面相平为止，用时30s .求：他拉绳的功率是多少？JEL25•如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体 A 从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对 A 的拉力F i 随时间t 变化的图象.A 完全离开水面后，电动机对绳的拉力F 大小为6.25X 103N ,滑轮组的机械效率为 80%, A 上升的速度始终为 0.1m/s •(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不 考虑风浪、水流灯因素的影响)，求： (1) 长方体A 的重力；(2) 长方体A 未露出水面时受到的浮力；(3) 长方体A 静止在江底时上表面受到的水的压强； (4) 长方体A 未露出水面时滑轮组的机械效率.26 .如图，轻质杠杆 OA 可绕O 点转动，OA=0.3m , OB=0.2m . A 处挂一个质量为 2kg 的物体G , B 处加一个竖直向 上的力F ,杠杆在水平位置平衡，则： (1) 物体G 的重力大小为多少？ (2) F 的大小为多少？27.如图所示，质量为 80kg ,边长为20cm 的正方体物块 A 置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆 BOC 的B 端，杠 杆可绕O 点转动，且BC=3BO.在C 端用F=120N 的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直： (绳 重不计，g 取10N/kg ) 求：此时 (1) 绳对B 端的拉力F 拉; (2) 物体A 对地面的压强p.28 .杠杆平衡时，动力F i的大小为2N，动力臂L i为0.5m，阻力臂L?为0.1m，求阻力F?的大小.29 .如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，杠杆长0.4米，在它的中点B处挂一重30牛的物体G.若在杠杆上A 端施加竖直方向的力F,使杠杆在水平位置平衡，求F的大小为多少牛？I cl简单机械滑轮组初中物理组卷参考答案与试题解析一•计算题(共30小题)1 .建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为 1.2 x 103kg的物体，拉到长100m，高50m的斜面顶端，测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4x 103N, g=10N/kg，不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦.(1)在图中画出物体对斜面压力F的示意图；(2)对物体做的有用功，以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率；(3)若动滑轮重1000N，物体所受摩擦力的大小；(4)若拖拉机的最大输出功率为12kW，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度.【解答】解：(1)物体对斜面的压力作用在斜面上，方向垂直斜面向下，压力F的示意图如图所示:(2)已知物体质量和斜面高，对物体做的有用功：W a=Gh=mgh=1.2 x 103kg x 10N/kg x 50m=6 x 105J；由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮，即n=2,将物体拉上斜面时，拖拉机通过距离s=2L=2x 100m=200m ,拉力总功：W 总=F拉s=4x 103N X 200m=8 x 105J,所以拉动物体时的机械效率：⑷育6X1 05Jn= 一x 100%= x 100%=75%;W 总8X105J(3)根据W总=W有+W额可得额外功：W额=W总—W有=8x 105j— 6 x 105J=2x 105J, 不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦，克服动滑轮重和斜面摩擦所做的功是额外功，所以W额=fL+G滑h,所以物体所受摩擦力：匸亠土= 「「'■- - ：=1.5x 103N；L 100m(4)由P= = =F 拉v,t t拖拉机的最大输出功率为12kW,拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度：P 12X103Wv= . = ---------------- =3m/s .卩拉4X103N答：(1 )见上图；(2)对物体做的有用功为6X 105J，此时滑轮组与斜面组合的机械效率为75%;(3)物体所受摩擦力的大小为 1.5 X 103N；(4)拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度为3m/s .2 •工人利用如图所示的斜面，把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，所用时间为推力为300N .斜面长10m，高5m . g=10N/kg，求：(1)把货物推上斜面做的有用功是多少？(2)此过程推力做了多少功？(3)斜面的机械效率是多少？【解答】解：(1) 工人做的功：W ^=FL=625NX 10m=6250J,将木箱从斜面底端拉到斜面顶端所用的时间:L IO IP 10s,沿斜面向上的【解答】解:(1)货物受到的重力为：G=mg=50kg X 10N/kg=500N ;工人做的有用功为：W 有用=Gh=500N X 5m=2500J;(2)工人推力做的总功为：W ^=Fs=300N X 10m=3000J;3000JX 100%~ 83.3%;答：(1 )把货物推上斜面做的有用功是2500J;(2)此过程推力做了3000J;(3)斜面的机械效率是3.工人想把重1 000N的木箱A搬到高h=5m ,长L=10m的斜面上，如图所示.他站在斜面上, 的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端.(1)工人拉木箱的功率是多大？(2)该斜面的机械效率是多少？(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？沿斜面向上用F=625Nt…一「=50s;工人拉木箱的功率: =125W(2) 工人对木箱做的有用功: W a =Gh=1000N X 5m=5000J 斜面的机械效率：(3) 摩擦力做的功：W f =w 总—W 有=6250J — 5000J=1250J 摩擦力的大小：L 10m答：(1)工人拉木箱的功率是 125W . (2) 该斜面的机械效率是 80%.(3) 木箱A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是4 .工人用平行于斜面向上的 500N 的推力将重800N 的物体匀速推上高 1.5m 的车厢，所用的斜面长是 3m .求: (1) 推力做的功； (2) 斜面的机械效率； (3) 斜面对物体的摩擦力.【解答】 解：由题可知，推力 F=500N,物体的重力 G=800N ,斜面长度s=3m ,斜面高度h=1.5m , (1) 推力做的功： W ^=Fs=500N X 3m=1500J ; (2) 克服物体重力做的有用功： W 有用=Gh=800N X 1.5m=1200J , 斜面的机械效率：X 100%< ? 100%=80%;(3)所做的额外功： W 额=W 总-W 有用=1500J - 1200J=300J, 因为W 额=fs , 所以斜面对物体的摩擦力：r* 额 300J …f= ==100N .s答：(1)推力做的功为1500J ; (2) 斜面的机械效率为 80%; (3)斜面对物体的摩擦力为 100N .5 •如图是用滑轮组提升物体 A 的示意图，物体 A 受到的重力大小为 G A .在匀速竖直提升物体 A 的过程中，物体 A 上升的速度大小为 V A ,滑轮组的机械效率为 n 已知：G A =400N , V A =0.4m/s ， n =80%绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计•求：n 亠"W 总 6250JX 100%=80%;125N .p= J =;w 」(1)绳子自由端的速度大小v绳；(2)动滑轮所受的重力大小G动；(3)拉力F做功的功率P.【解答】解:(1)由图知，n=2,绳子自由端移动的速度：V=2V A=2 X 0.4 m/s=0.8 m/s ;(2)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，滑轮组的机械效率：¥有用==%"宀=「「；：j代入已知数值得：400N80%= 、.,400N+ G 轮解得动滑轮重力：G动=100N;(3)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，拉力F」(G A+G轮)」(400N+100N) =250N ,2 2拉力做功的功率P」= _=Fv=250N X 0.8m/s=200W .t t答：(1)绳子自由端的速度大小为0.8m/s ;(2)动滑轮所受的重力大小为100N ;(3)拉力F做功的功率为200W.6 •如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图，运动员通过拉力F的作用下来提升配重，以达到锻炼臂力的目的.在一次训练时，运动员加配重的质量为30kg，拉力F的作用下，配重在5s的时间里，匀速竖直上升了50cm •在这个过程中，动滑轮提升配重所做的有用功为W有，运动员对绳子的拉力F做功的功率为40W•忽略绳重和摩擦.(g取10N/kg)求：(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小；(2)动滑轮的重力.口配曜【解答】解：(1)由图知，使用的滑轮组是两定、一动，承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动的距离:s=2h=2X 50cm=100cm=1m，拉力端移动的速度：v=「= =0.2m/s，t 5s拉力做功功率P=^-='=Fv,则拉力F=r= 川‘ =200N;v 0. 2D/S(2)配重重力G=mg=30kg X 10N/kg=300N ,忽略绳重和摩擦，拉力F」(G+G轮)，则动滑轮重力：2G 轮=2F- G=2X 200N - 300N=100N .答：(1 )在此次训练中运动员对绳子的拉力的大小为200N ;(2)动滑轮的重力为100N.7 .如图所示，建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处，已知建筑材料的质量m=80kg，卷扬机向下拉绳子的力F=500N,建筑材料上升的速度是1m/s，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg .求：(1)动滑轮所受的重力G动；(2)滑轮组的机械效率n(3)卷扬机向下拉力F的功率.卷搦机【解答】解：(1)建筑材料的重力：G=mg=80kg x 10N/kg=800N ,由图知，滑轮组由两段绳子承担物重，设提起质量m的建筑材料时卷扬机对绳的拉力为F,根据动滑轮受力关系可G 动=2F- G=2X 500N - 800N=200N ;(2)滑轮组的机械效率:W 有用 _Gh _ Gh = G = SOON = =---------------- = = =岬总 Fs Fnh nF 2X 500N(3) 卷扬机的速度， v=nv 物=2x 1m/s=2m/s , 卷扬机向下拉力 F 的功率： P=Fv=500N X 2m/s=1000W . 答：(1)动滑轮所受的重力为 200N ; (2) 滑轮组的机械效率是 80%;(3) 卷扬机向下拉力 F 的功率是1000W .8.如图所示，工人用250N 的力F 将质量为40kg 的物体在10s 内匀速提升2m ,不计绳重和摩擦，g 取10N/kg , 求: (1) 重物受到的拉力大小和动滑轮重； (2) 拉力做功的功率； (3) 滑轮组的机械效率.【解答】 已知：拉力F=250N ,时间t=10s ，质量m=40kg ,上升高度h=2m , n=2求：(1 )重物受到的拉力 F=?动滑轮重 G 动=?; (2)拉绳子的功率 P=?; (3)滑轮组的机械效率 n = 解： (1) 因为重物被匀速提起，所以重物受到的拉力等于重物重力为 G=mg=40kg X 10N/k=400N ; 因为F=-(G+G 动)2所以 G 动=2F - G=2x 250N - 40 x 10N/kg=100N ; (2)拉力移动距离： s=2h=2x 2m=4m ,拉力做的总功： W ^=Fs=250NX 4m=1000J ,拉力做功的功率： p 」m =1oow ;t 10s(3)拉力做的有用功： W a =Gh=400N X 2m=800J ,滑轮组的机械效率：答：(1)重物受到的拉力为 400N ;动滑轮重为100N ; (2) 拉力的功率为 100W ; (3)滑轮组的机械效率为 80%.9 •如图所示，是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机，提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构 成，用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处•如果罐笼和动滑轮的总质量为 120kg , 一次提升建筑材料 360kg , 提升高度为10m ，不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力，(g 取10N/kg )求：x 100%=80%;w 有用n= 7?~ x 100%= |x 100%=80%.(1) 钢丝绳的拉力；(2) 该提升机此次提升建筑材料的机械效率.G 物=m 物 g=360kg X 10N/Kg=3600NF 」(G 物+G A ) J (3600 N+1200N ) =2400N ; n 2 (2)根据耳匚匸=」==心=：「=75%.W 总 W 有用刑额 G 物h+G^h G 物+G R 3600N+L200N答：(1 )钢丝绳的拉力是 2400N ;(2)该提升机此次提升建筑材料的机械效率是 75%.10 .用如图所示的滑轮组，将重 1200N 的物体A 在100s 的时间里匀速竖直提升10m ，已知在这个过程中，拉力F做功的功率为150W .不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求：(1) 拉力F 所做的有用功 (2) 滑轮组的机械效率 n【解答】 解：(1)提升重物过程中拉力 F 做的有用功:W 有用=Gh=1200N X 10m=12000J ; (2)拉力做的总功：W ,m 、=Pt=150W X 100s=15000J, 滑轮组的机械效率：答：(1)提升重物过程中的有用功为 12000J ;(2)滑轮组的机械效率为 80%.11 •用如图所示的滑轮组提升重 1200N 的物体A ,在匀速竖直提升物体 A 的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的 拉力F 为500N ，如果物体 A 上升的速度V A 为0.1m/s ，不计绳重和滑轮与轴的摩擦.W 有用n =宀 X 100%= 12000J15000JX 100%=80%;求：(1)动滑轮所受的重力 G 动; (2) 拉力F 做功的功率P. (3) 滑轮组的机械效率 n【解答】 解：由图可知，承担物重的绳子股数 n=3， (1)不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则拉力 F=2-( G+G 动),3所以动滑轮重力： G 动=3F - G=3X 500N - 1200N=300N ; (2) 拉力端移动速度： v=3v 物=3X 0.1m/s=0.3m/s , 拉力做功的功率： P=Fv=500NX 0.3m/s=150W ; (3) 滑轮组的机械效率：答：(1)动滑轮所受的重力为 300N ; (2) 拉力F 做功的功率为150W ; (3) 滑轮组的机械效率为 80%.12 •如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图•与小车连接的绳子能承受的最大拉力为 6000N ，小车拉动绳子的最大功率为 15KW •物体A 重G A =1600N ,动滑轮重 G 动=400N .不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦.则： (1)物体A 匀速提升2m 的过程中，小车所做的有用功 W 有用为多少？(2) 滑轮组提升物体 A 时的机械效率 n 为多大？ (3) 若要求被提升重物以v=1m/s 的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m 为多大？【解答】解：(1)小车所做的有用功:W 有用=Gh 二 Gh = G =*-ii X 100%=80%.W 有用=G A h=1600N X 2m=3200J;(2) 滑轮组提升物体 A 时的机械效率:n= x 100%=x 100%=W 忌 Gh+G 动hG+G动(3)由图可知，n=3,当重物以v=1m/s 的速度匀速上升时，小车前进的速度为 v ' =3m/s由P=Fv 得，小车提供给绳子的最大拉力： F m =—「“ l =5000N ,v 3m/s小车提供给绳子的最大拉力F m =5000N 小于绳子能承受的最大拉力6000N对滑轮受力分析可得， F=1 (G+G 动)即G m +G 动=3F m ,n代入得 G m =3F m - G 动=3 x 5000N - 400N=14600N .答：(1)物体A 匀速提升2m 的过程中，小车所做的有用功 W 有用为3200J ; (2) 滑轮组提升物体 A 时的机械效率 n 为80%;(3)若要求被提升重物以 v=1m/s 的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力 G m 为14600N .13 •如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为 50cm 的正方体物体拉至井口的装置图. 已知井深12m ,物体质量 m=6 x 102kg ，汽车重 G 车=3X 104N ,汽车匀速拉绳子时的力 F=2.5X 103N ,汽车受到的阻力为车重的 0.1倍.(g=10N/kg )求：(1) 将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ (2) 滑轮组的机械效率为多少？(3) 若汽车运动的速度为 3m/s ，汽车牵引力的功率为多少？ (4) 物体被拉上来静置在井口地面上时，对地面的压强是多少？【解答】解: (1)由图知，通过动滑轮绳子的段数 n=3,将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3x 12m=36m ,汽车拉绳子的拉力做的功：34W 总二Fs=2.5X 10 N X 36m=9 x 10 J ； (2) 汽车对物体做的有用功：24W 有用=Gh=mgh=6x 10 kg x 10N/kg x 12m=7.2 x 10 J ； 滑轮组的机械效率：(3)汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力, 根据力的平衡条件可得牵引力：x ioo%=严％;如有n =ex 100%=7・2X1,J 9X104Jx 100%=80%;3 4 3F牵=F+f=F+0.1G 车=2.5X 10 N+0.1X 3X 10 N=5.5X 10 N,牵引力做功功率：.■-二 3 4P=—=-—=F牵v 汽=5.5X 10 N X 3m/s=1.65 X 10 W; t t(4)物体静止在井口时，压力等于重力，所以物体对地面的压强：p=—X 1 0备X10N他=2 4 X 104p a答：(1)将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中，汽车拉绳子做了9 X 104J功;(2)滑轮组的机械效率为80%;(3)汽车牵引力的功率为 1.65 X 104W；(4)物体被拉上来静置在井口地面上时，对地面的压强是 2.4X 104Pa.14 •工人用图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，g=10N/kg.(1) 从图乙中看出，建材重400N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少？(2) 若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？(3) 若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为300N,求拉力的功率;(4) 当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？【解答】解:(1)机械中摩擦力及绳重忽略不计, 所以滑轮组的机械效率：n「"= ' = ：= 「" =50%解得：G轮=400N ;(2)建材的重力:G=mg=50kg X 10N/kg=500N ;(3)由图可知，n=2，则1min绳子自由端移动的距离s=2h=2X 12m=24m , 拉力做的功：W=Fs=300N X 24m=7200J,拉力的功率：P「= ：=120W;t 60s4 当n' =60%机械中摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率：n ?=— G‘ +G 轮即：60%=— ,G* +400N解得G =600N答：(1)动滑轮重为400N ; (2) 建材的重力是 500N ; (3) 拉力的功率为 120W ；(4) 当滑轮组的机械效率为 60%时，运送建材的重力是 600N .15 .如图所示，重 350N 的物体在100N 的拉力作用下10秒钟上升30cm ，若不计摩擦和绳子重，求: (1) 物体上升速度； (2) 拉力的功率；(3) 若物体再增加100N ，滑轮组的机械效率为多大.【解答】解：(1)物体上升速度:(2)由图可知，n=4,则绳端移动的速度: v 绳=nv 物=4 x 0.03m/s=0.12m/s ,拉力的功率： P= ' ==Fv 绳=100N X 0.12m/s=12W ;t t(3)不计摩擦和绳子重，由 F 」(G+G 动)可得，动滑轮的重力: G 动=门卩—G=4X 100N - 350N=50N ,物体再增加100N 即G =450N 寸，滑轮组的机械效率:n= x 100%=. .「''.x 100%= 一 x 100%= 一 ' ' x 100%=90%.W 总 © +G 动）hG +G 动 450N+50N答：(1 )物体上升速度为 0.03m/s ; (2) 拉力的功率为 12W ; (3)若物体再增加100N ，滑轮组的机械效率为 90%.16 .某建筑工地的工人师傅用如图所示的滑轮组提升质量为 72kg 的重物A ,当工人师傅对绳子施加物体A 以0.1m/s 的速度沿竖直方向匀速上升，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg0.3m10s=0.03m/s 300N 的拉力时,求：(1)拉力F 的功率 (2)滑轮组的机械效率.【解答】 解：(1)物体重力 G=mg=72kg x 10N/kg=720N ; 重物由3段绳子承担，绳子移动速度为： v=3v 物=3 x 0.1m/s=0.3m/s ; 拉力的功率为：W Fs P==——=Fv=300N X 0.3m/s=90W ;t t(2)机械效率为：⑷有 _Gh_ Gh _ G _ 72011 n=------------------------ ------w 总屁 F3h 3F 3X300N答：(1)拉力F 的功率为90W ; (2)滑轮组的机械效率为 80%.17.如图所示，重为1140N 的物体，工人师傅用 600N 的力匀速提升物体，物体的速度为 0.2m/s ，提升到指定的位置需要0.5min .(不计摩擦及绳重) (1) 工人师傅拉绳的功率是多大？ (2) 滑轮组的机械效率是多大？【解答】 解：(1)重物由2段绳子承担，故绳子的移动速度为： v=2v 物=2x 0.2m/s=0.4m/s ;工人的功率为：P=Fv=600NX 0.4m/s=240W ; (2)时间 t=0.5min=30s ，物体升高的距离为： h=s 物=v 物t=0.2m/s x 30s=6m ；绳子移动距离为 s=2h=2x 6m=12m ; 有用功： W 有=Gh=1140N X 6m=6840J ; 总功： W 总=Fs=600NX 12m=7200J ; 滑轮组的机械效率为： n=x 100%=95%W 总 7200J答：(1 )工人师傅拉绳的功率是 240W ; (2)滑轮组的机械效率是 95%.18 .底面积100cm 2的物体静止在水平地面上，对地面的压强为2 x 105Pa ,用如图所示的滑轮组在 5s 内将物体匀速x 100%=80%;竖直提升3m ,已知滑轮组的机械效率为 80%，不计绳重和摩擦.(g=10N/kg )求:(1) 物体的质量； (2) 拉力F 的功率； (3)用此滑轮组匀速竖直提升 250N 的重物，需要多大的拉力.【解答】 解：(1)由p= ■可知对地面的压力:S5 一4 2F 压=pS=2X 105Pa X 100 x 10 m 2=2000N ,由于物体静止在水平地面上，则物体重力： G=F 压=2000N , 所以，质量 m=l-=“匚=200kg ;g lON/kg⑵根据雹1气厂可得绳子的拉力: 拉力做功 W=Fs=Fnh=1250NX 2 x 3m=7500J ; 功率 P= = !=1500W ;t 5s(3) 由F 」(G+G 动)可知动滑轮的重力为:nG 动=门卩—G=2X 1250N - 2000N=500N ;竖直提升250N 的重物时的拉力 F'=— (G'+G 动)=-(250N+500N ) =375N ;n 2答：(1)物体的质量为200kg ; (2) 拉力F 的功率为1500W ; (3)用此滑轮组匀速竖直提升 250N 的重物，需要375N 的拉力.19 .一名质量为70kg 的工人，用如图所示的装置提升一堆砖，已知托板重 200N ,每块砖重100N ,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力.当工人提升 10块砖时，此装置的机械效率为80%, (g 取10N/kg )求：(1) 动滑轮重力；(2) 利用此装置提升砖块的最高机械效率.F= 「=；-nT] 2X80%=1250N ;。