2022年各地中考物理试卷按考点分类汇编力学机械效率.docx

机械效率
一、选择题
1.〔多项选择〕 (2022滨州)利用四个相同的滑轮，组成如下列图的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为Ｗ甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙〔忽略绳重与摩擦〕，以下关系式正确的选项是 〔 〕
Ａ．F甲＜F乙η甲=η乙
Ｂ．F甲＞F乙η甲＞η乙
Ｃ．Ｗ甲＞W乙P甲＞P乙
Ｄ．Ｗ甲=W乙P甲=P乙
答案：AD
2. 〔多项选择〕〔2022成都〕小李同学利用如下列图的滑轮组匀速提升重物．第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。F1：GA=5：8，GB：GA=3：2，v1：v2=2：1，t1：t2=2：3。动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响。以下对两个过程的分析中，正确的选项是 〔　　〕
A．拉力之比为F1：F2=7：8
B．拉力的功率之比为P1：P2=10：7
C．机械效率之比η1：η2=14：15
D．额外功之比W1：W2=2：3
答案：BC
3. 〔2022天津〕某建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如下列图。假设水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮中为G2，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为η，那么工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为 〔〕
答案：AD
〔2022三明〕如下列图，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300 J的有用功，100 J的额外功，那么该动滑轮的机械效率为 ( )
A．75％ B．66.7％ C．33.3％ D．25％
【答案】A
2. 〔2022锦州〕如下列图，物体浸没在水中，工人用200 N的拉力F在10 s内将重为
400 N的物体匀速提升2 m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10 N/Kg，那么以下说法中正确的选项是 ( )
A.物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40 W
B.物体在水中受到的浮力为320 N
C.物体的体积为8×10-3m3
D.物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%
【答案】C
1. (2022北京朝阳)以下说法中正确的选项是〔 〕
A．机械效率大的功率一定大
B．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
C．机械做功时，工作时间越短，功率一定越大
D．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功
【答案】D
2. 〔2022乌鲁木齐〕如下列图，利用动滑轮提升一个重为 G 的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为 60%。要使此动滑轮的机械效率到达 90%，那么需要提升重力为 G 的物块的个数为 〔 〕
A.3 个 B.4 个 C.5 个 D.6 个
【答案】D
3. 〔2022鄂州〕如下列图甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。假设G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2〔忽略绳重和摩擦〕，那么以下选项正确的选项是 〔 〕
A．F1＞F2η1＜η2P1＜P2
B．F1＞F2η1＝η2P1＝P2
C．F1＜F2η1＜η2P1＜P2
D．F1＜F2η1＞η2P1＞P2
【答案】B
4.〔多项选择〕(2022龙东)用如下列图的滑轮组提升重物时〔忽略绳重及摩擦〕，以下做法能提高滑轮组机械效率的有 〔 〕
A.增加物体被提升的高度
B.减轻动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数
D.增加物体的重力
【答案】BD
5. 〔2022西宁〕小文同学采用如下列图的甲、乙两种不同的方式将同一货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的选项是 〔 〕
A．甲种方法克服重力做功多B．乙种方法更省力
C．两种方法机械效率相等D．两种情况下，货物机械能都增加 D
二、填空题
1.〔2022泉州〕如下列图，用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为10 N，滑轮重均为1 N，不计绳重，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，那么F1F2，η1η2。〔均选填“＞〞“＜〞或“=〞〕
【答案】＞＞
2.〔2022绥化〕将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如下列图，物体沿斜面移动的距离s=3m，上升的高度h=1.2m，那么人对物体做的有用功是J,斜面的机械效率是。
【答案】288 80%
3. 〔2022宿迁〕如图，小明在用动滑轮〔不计绳重和摩擦〕匀速提升不同重物时，记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G，如表：
G/N
1
2
3
4
5
6
F/N
0.7
1.2
1.7
2.2
2.7
3.2
分析表中数据可知，拉力F与重力G的关系式是F=；动滑轮重为N；随着物重的增加，动滑轮的机械效率变。
【答案】〔G+0.4N〕0.4大
4. 〔2022安顺〕用相同的滑轮和绳子分别组成如下列图的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力乙所用的拉力；甲滑轮组的效率乙滑轮组的效率。〔均选填“大于〞“等于〞或“小于〞〕
【答案】大于等于
5. 〔2022徐州〕如下列图，一根均匀的细木棒OC，OA=OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为，提升该物体做的有用功是J，木棒重为N〔不计摩擦〕。
【答案】杠杆3610
6. 〔2022长春〕如下列图，分别利用甲、乙两个不同的滑轮组竖直匀速提升A、B两个物体，使它们均升高0.2m，测得A、B所受重力为GA=4.5N，GB=
9N，甲滑轮组中弹簧测力计的示数FA=2N，那么甲滑轮组的机械效率为。假设两滑轮组的机械效率相同，那么乙滑轮组中弹簧测力计的示数FB=N。〔不计绳重和摩擦〕
【答案】75%4
1. (2022重庆)如下列图的滑轮组〔不计绳重及摩擦〕，工人师傅用40 N的拉力将质量为5 kg、底面积为1600的空吊篮A匀速提升到二楼平台，此滑轮组的机械效率为%；假设静止在二楼平台的吊篮里装了1020 N的砖块，绳子B和C能承受的最大拉力分别为1000 N和600 N，当质量为50 kg的工人师傅拉绳子C时，吊篮对二楼平台的最小压强为Pa。
【答案】62.5 625
2.〔2022绵阳〕如下列图，小丽用三个均重10N的滑轮组成的滑轮组以1m/s匀速起吊重470N的物体，物体上升5m，不计绳的重力及一切摩擦，绳的拉力F＝N；滑轮组的机械效率为。
【答案】125 94%
3. (2022菏泽)某学习小组利用如下列图的装置测定滑轮的机械效率。将两个相同的钩码提升相同的高度，那么的机械效率较高，主要原因是。
【答案】甲 做的有用功相同时，第二次使用动滑轮做的额外功多〔或“做的有用功相同时，第二次做的总功多〞或从比值上说都正确〕
4. 〔2022威海〕如下列图 ,把重力为600 N的物体匀速推到斜面顶端 ,斜面长为3 m,高为0.9 m, 实际推力为300 N,那么物体与斜面之间的摩擦力是N,斜面的机械效率是。
【答案】120 60%
5.〔2022连云港〕用如下列图的滑轮组匀速提升重为100N的物体，拉力F=60N，滑轮组的机械效率为_______。在物体匀速上升的过程中，物体的动能_______，物体的重力势能_______ (选填"变大"、"变小"或"不变")。
【答案】83.3％不变变大
6. (2022苏州)如下列图，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重l00N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计．图甲中F甲＝ N，图乙装置的机械效率
η＝．假设图乙中再加挂一物体，机械效率将。
【答案】100 80 % 变大 1. (2022海南)如下列图，工人通过动滑轮把50 kg 的水泥从地面缓缓提升到4 m高的楼顶，所用拉力为300 N ，此过程中机械所做的有用功为_______J，机械效率约为_______ 。〔g 取 10 N/kg〕
【答案】2000 83.3%
2. 〔2022巴中〕 如下列图，物体和动滑轮的总重力为200N，当物体匀速上升的高度为
2m时，绳子移动的距离为m，假设滑轮组的机械效率为80%，那么动滑轮重
N。〔绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计〕
【答案】440
3. 〔2022玉林〕如下列图，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，物体受到水平地面的摩擦力为60N，那么物体运动的距离为______m，该滑轮组的机械效率为______。〔忽略绳子和动滑轮的重力〕
【答案】0.4 60%
三、实验探究题
1. 〔2022西宁〕某同学用如下列图的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
实验
次数
钩码重/N
钩码上升的
高度/m
绳端的
拉力/N
绳端移动的
距离/m
机械效率
1
4
0.10
1.8
0.3

2
6
0.10
2.5
0.3

3
6
0.15
2.5

〔1〕实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上拉动弹簧测力计。
〔2〕第二次实验中，2s内钩码上升的高度为0.1 m，那么它运动的速度为m/s。
〔3〕第三次实验中，绳端移动的距离为m，滑轮组的机械效率为。
〔4〕分析比较第一、二两次实验数据，有用功W1有W2有，滑轮组的机械效率η1η2 〔两空均选填“＞〞“＝〞或“＜〞〕。由此可知，可采用的方法来提高滑轮组的机械效率。
【答案】〔1〕匀速 〔2〕0.05〔3〕0.45 80%
〔4〕＜ ＜ 增加钩码重〔增加物重〕
1. 〔2022揭阳〕在“测滑轮组机械效率〞的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
（1） 第一次实验测得滑轮组的机械效率为，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率__________〔选填“大于〞“小于〞或“等于〞〕第一次实验测得滑轮组的机械效率。
〔2〕根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高〞的结论答：；请简要说出其中一条理由：。
【答案】〔1〕62.5% 大于〔2〕不能 试验次数太少，偶然性较大；滑轮组的机械效率还与动滑轮的重量有关等〔其他合理的答案也给分〕
1. 〔2022自贡〕某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。
(1)如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变_____因素，从而进行研究。
(2)以下A、B是同学提出的两个猜想：
猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。
(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。
验证猜想一的小组应按图所示的两个滑轮组进行实验，假设实验测得两滑轮组的机械效率大小〔选填“相等〞或“不相等〞〕，那么可初步判断猜想一是错误的；
验证猜想二的小组应按图 所示的两个滑轮组进行实验，假设实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，那么可初步判断猜想二是〔选填“正确〞或“错误〞〕的。
(3)请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：________________________．
【答案】〔1〕B 〔3〕1和3〔或2和4〕 相等 1和2〔3和4〕 正确 〔3〕减小动滑轮的重力或增大物体重力
四、计算题
1. 〔2022达州〕某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，动滑轮的重力为60N，物体匀速上升的速度始终为
1m/s。〔不计绳重，摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg〕求：
〔1〕物体浸没在水中时受到的浮力；
〔2〕物体的密度；
〔3〕物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。
【解析】〔1〕由图甲可知，n=2，那么拉力F拉绳的速度v=2vA=2×1m/s=2m/s；
由图乙可知，圆柱体A离开水面后拉力F的功率P′=420W，
由P=Fv得，绳子自由端的拉力F′===210N；
不计绳重、摩擦及阻力，拉力F′=〔GA+G轮〕
A的重力GA=2F′﹣G轮=2×210N﹣60N=360N；
由图乙可知，圆柱体A在水中拉力F的功率P=300W，
由P=Fv得，绳子自由端的拉力F===150N，
不计绳重、摩擦及阻力，拉力F=〔GA﹣F浮+G轮〕，
150N=〔360N﹣F浮+60N〕，解得F浮=120N。
〔2〕由F浮=ρ水gV排得A的体积V=V排===1.2×10﹣2m3，
A的质量mA===36kg，
A的密度ρA===3×103kg/m3。
〔3〕物体浸没水的机械效率
η====×100%=80%。
2. 〔2022泰安〕如下列图，某人用滑轮组匀速提升重为720 N的物体的过程中，他对水平地面的压强为5×103Pa，滑轮组的机械效率是75%，他双脚与水平地面的接触面积是4×10-2 m2，求：
〔1〕他对绳子的拉力；
〔2〕此人所受的重力。
【答案】〔1〕480 N 〔2〕680 N
3.〔2022淮安〕如下列图，工人用500 N拉力F，将重为900 N的木箱匀速提升3 m，所用时间为20 s。求：
（1） 拉力F做的有用功；
（2） 拉力F做功的功率；
（3） 动滑轮的机械效率。
答案：〔1〕2700 J 〔2〕150 W 〔3〕90%
4. (2022嘉兴)如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10 N/kg)
(1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 。
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是。假设钢丝绳能承受的最大拉力为3 ×104 N，那么能吊起货物的质量不能超过多少
(3)假设将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30 m，再沿水平方向移动20 m，那么此过程中克服货物重力做的功是多少
(4)假设该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104 N的货物提升到30 m的高度，用时
50 s，那么该起升电动机的实际功率是多少
【答案】
5. (2022广安)小坤家新买的房子在12m高的楼上，装修时为了节省人工、加快进度，小坤设计了如下列图的滑轮组来提升装修材料。小坤爸爸站在地面上用1min时间匀速把100kg的水泥吊到了楼上，所用的拉力是625N。求此过程中：〔g取10N/kg〕
〔1〕小坤爸爸的功率；
〔2〕滑轮组的机械效率。
【解析】〔1〕由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，
那么绳子自由端移动的距离s=nh=2×12m=24m，
拉力做的总功W总=Fs=625N×24m=1.5×104J，
所用时间t=1min=60s，
小坤爸爸做功的功率P===250W。
〔2〕水泥的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N，
拉力做的有用功W有=Gh=1000N×12m=1.2×104J，
那么滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%。
6. 〔2022枣庄〕质量为2.5t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有5t的砂石，汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场〔g=10N/kg〕，求：
〔1〕2kg的汽油完全燃烧放出多少热量〔汽油的热值取4.5×107J/kg〕
〔2〕汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少
〔3〕汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少
【解析】〔1〕汽油燃烧放出的热量为
Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J。
〔2〕汽车的总重G总=m总g=〔2.5+5〕×103kg×10N/kg=7.5×104N，
f=0.2G总=0.2×7.5×104N=1.5×104N，
由于汽车匀速运动，那么受到的阻力为f=F=1.5×104N，
汽车在平直公路上匀速行驶的功率P===Fv=1.5×104N×15m/s=2.25×105W。
〔3〕汽车在斜坡上做的有用功为
W有用=Gh=mgh=5×103kg×10N/kg×50m=2.5×106J，
由P=可得，总功W总=P额t=100000W×100s=1.0×107J，
那么机械效率为
η=×100%=×100%=25%。
1. 〔2022黔东南〕用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，被提升的物体M质量为76 kg，M的体积为3×10-3 m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升了10 m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：〔g=10N/kg〕
〔1〕物体M的重力；
〔2〕动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
〔3〕滑轮组提升重物的机械效率。
【答案】〔1〕G物=mg=76 kg×10 N/kg=760 N。
〔2〕由于物体未露出水面，所以V排=V物，
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-3 m3=30 N。
当物体在水里匀速上升时三力平衡，所以F绳=F物-F浮，
那么F绳=760 N-30 N=730 N。
〔3〕物体运动的时间t=s/t=10m/(0.5m/s)=20 s，
根据图乙可知，此时绳自由端拉力F做的总功是8000 J，
W有用=F绳×h物=730 N×10 m=7300 J，
所以其机械效率η=×100﹪=×100﹪=91.25﹪。
2. 〔2022安顺〕如下列图，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体时采集到的信息：
物重G〔N〕
OA〔m〕
OB〔m〕
A端上升的髙度h/m
B端下降的竖直距离s/m
40
0.8
0.4
0.2
0.1
〔1〕假设不计杠杆自重和摩擦，那么拉力F的大小；
〔2〕假设实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率〔机械效率保存三位有效数字〕。
【答案】〔1〕不计杠杆自重和摩擦，由杠杆平衡条件可得F×OB=G×OA，即F×0.4m=40N×0.8m，解得F=80N。
〔2〕由表中数据可知s=0.1m，h=0.2m，
拉力做的总功W总=F′s=90N×0.1m=9J，
有用功W有用=Gh=40N×0.2m=8J，
杠杆的机械效率η=×100%=×100%≈88.9%。
3. 〔2022攀枝花题〕配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×
105Pa，将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O，OA：OB=5：3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如下列图，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105Pa。〔杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg〕
〔1〕求滑轮组的机械效率；
〔2〕配重M的质量；
〔3〕为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力。
【答案】〔1〕根据图示可知，n=2，那么F=〔G+G动〕==150N；
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=70%。
〔2〕设配重M的底面积为S，
由p=可得3×105Pa=①，
当物体匀速上升时，作用在杠杆A端的力FA=3F+G定=3×150N+150N=600N。
由杠杆平衡条件可得，FB×OB=FA×OA，
即FB===1000N。
由p=可得1×105Pa==②，
联立①②可得3=，
GM=1500N，
由G=mg可得，m===150kg。
〔3〕当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时B端受到的拉力为1500N，
由杠杆平衡条件可得，FB′×OB=FA′×OA，
即FA′===900N，
由二力平衡条件可得3F′+G定=FA′，F′===250N。
4. 〔2022大连〕一个重260N的涂料桶放在水平地面上，涂料桶与地面的接触面积为0.1m2，工人用如下列图的滑轮组，在20s内将涂料桶匀速提高了5m，工人对绳子自由端施加的拉力F为150N。试求：
〔1〕涂料桶放在水平地面上时，对地面的压强是多少
〔2〕拉力F所做的功是多少
〔３〕拉力F做功的功率是多少
【答案】
1. 〔2022咸宁〕如下列图，小车在水平面上通过滑轮组提升重物，动滑轮重400N，与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车的最大输出功率为15 kW，水平地面上一物体A重1600N，与地面的接触面积为4m2。〔不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦〕求：
〔1〕提升前，物体A对水平地面的压强；
〔2〕滑轮组提升重物A时的机械效率；
〔3〕假设要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力。
答案：〔1〕400Pa〔2〕80%〔3〕14600N
【解析】〔1〕提升前，物体A对水平地面的压力F=G=1600N，
物体A对水平地面的压强p===400Pa。
〔2〕滑轮组提升重物A时的机械η=====80%。
〔3〕由图可知，n=3，那么小车运动的速度v=3v物=3×1m/s=3m/s，
根据P===Fv可得，小车能提供的最大拉力
F===5000N，
因为F=〔G最大+G动〕，
所以G最大=3F﹣G动=3×5000N﹣400N=14600N。
2. 〔2022镇江〕用如下列图的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。
〔1〕求上述过程中的有用功W有用；
〔2〕求上述过程中的总功W总；
〔3〕求滑轮组的机械效率η。
答案：〔1〕90J〔2〕100J〔3〕90%
【解析】〔1〕上述过程中的有用功W有=Gh=90N×1m=90J。
〔2〕由图知n=2，所以绳端移动的距离s=2h=2×1m=2m，
总功W总=Fs=50N×2m=100J。
〔3〕滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=90%。
3. (2022北京朝阳)一台起重机将重3600 N的货物匀速提高4 m。求：
（1） 起重机做的有用功；
〔2〕如果额外功是9600 J，起重机的机械效率。
【答案】〔1〕W有=Gh=3600 N×4 m=14400 J 。
〔2〕W总= W有+W额=14400 J+9600 J=24000 J ，
η= W有/ W总=14400 J/24000 J=60% 。
4. 〔2022玉林〕在一底面积为4m2的圆柱形深井底部，有一体积为2 m3，密度为10×103kg/ m3的贵重物体，现用如下列图的装置将其打捞上来。假设牵引车以0.6m / s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×
103Pa，〔忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10N/kg〕求：
〔1〕物体的重力；
〔2〕物体浸没在水中时受到的浮力；
〔3〕牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度；
〔4〕物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率；
〔5〕牵引车行驶了30s时，牵引车对绳子的拉力。
【答案】〔1〕G物=ρ物V物g =10×103kg/ m3×2 m3×10N/kg=2×105N。
（2） F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/ m3×10N/kg×2m3 =2×104N。
〔3〕牵引车通过的路程：　s=vt=0.6m/s×30s=18m ,
物体被提升的高度：h=s/n=18m/2=9m 。
〔4〕物体露出水面前，由平衡条件得
F拉= G物－F浮=2×105N－2×104N=1.8×105N，
物体对绳子拉力的功率P＝F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104W。
〔5〕由p=ρ水g h
得水面下降的深度： 。
此时，物体露出水面的体积△V=S井△h=4 m2×0.25 m=1 m3，
物体浸在水面下的体积V浸= V物－△V=2 m3－1 m3=1 m3 ，
物体受到的浮力F/浮=ρ水gV浸=1.0×103kg/ m3×10N/kg×1m3 =1×104N，
牵引车对绳子的拉力
5. 〔2022雅安〕工人用如图甲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像如图乙所示, 滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计, g 取
10N/ kg。
( 1) 假设某次运送建材的质量为50kg, 那么建材的重力是多少
( 2) 假设工人在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200N, 求
拉力的功率;
( 3) 当滑轮组的机械效率为60% 时, 运送建材的重力是多大
【答案】
6. 〔2022邵阳〕在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如下列图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．假设故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%。求：
〔1〕故障车在30s内通过的路程；
〔2〕拉力F在30s内所做的功；
〔3〕故障车在被拖离过程中受到的阻力。
【答案】〔1〕由v=得故障车在30s内通过的路程s车=vt=6m/s×30s=180m。
〔2〕由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离s绳=3s车=3×180m=540m，
拉力F在30s内所做的功W=Fs绳=500N×540m=2.7×105J。
〔3〕由图知，n=3，水平滑轮组的机械效率
η====，
所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f=3Fη=3×500N×80%=1200N。
7. 〔2022宜宾〕如下列图，一个边长为0.1m的正方体质量为3kg，放在水平地面上，动滑轮的重力为10N，g取10N/kg。
〔1〕该正方体的密度是多少
〔2〕正方体对地面的压强为多大
〔3〕不计摩擦和绳重，用图示的滑轮组将正方体竖直向上匀速提升20cm，求拉力F所做的功。
【答案】〔1〕正方体的体积V=〔0.1m〕3=0.001m3，
物块的密度ρ===3×103kg/m3。
〔2〕正方体对地面的压力F=G=mg=3kg×10N/kg=30N，
受力面积S=〔0.1m〕2=0.01m2，
正方体对地面的压强p===3000Pa。
〔3〕因不计摩擦和绳重，拉力做的功即为克服正方体重力和动滑轮重力所做的功，
所以，拉力F所做的功W=〔G+G动〕h=〔30N+10N〕×20×10﹣2m=8J。
8. 〔2022南宁〕如下列图，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求：
〔1〕物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
〔2〕动滑轮的重力；
〔3〕物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。
【答案】〔1〕由题意知f滑=0.1G，G=mg=2kg×10N/kg=20N ，所以 f滑=0.1×20N=2N。
(2)由题意得W总=3Fs，W有=f滑s=2N×1m=2J，
F=〔G动+f滑〕/n
η=50%
解得G动=2N。
〔3〕当m1=10kg时，
F=〔G动+f滑1〕=〔2N+0.1 m1g〕=〔2N+0.1×10kg×10N/kg〕=4N。
P=3Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W。