2019中考物理 知識(shí)點(diǎn)全突破系列 專題61 滑輪組繩子拉力的計(jì)算(含解析)

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1、 滑輪組繩子拉力的計(jì)算 一、單選題 1.如圖所示,動(dòng)滑輪重10N,不計(jì)繩重及滑輪和繩之間的摩擦,當(dāng)動(dòng)滑輪上掛重力為50N的物體A時(shí),物體B在水平桌面上恰好能向左做勻速直線運(yùn)動(dòng).則B受到的摩擦力( ) A.方向水平向左,大小是20N B.方向水平向右,大小是 N C.方向水平向左,大小是 N D.方向水平向右,大小是20N 2.小王使用如圖所示的滑輪組提升重物,用300N的拉力在10s內(nèi)將540N的重物勻速提升了1m,在這個(gè)過程中( ??) A.有用功為540J B.拉力的功率為90W C.滑輪組的機(jī)械效率為60% D.繩子自由端移動(dòng)的距離為3m 3.如圖所示,

2、用20N的水平拉力F拉滑輪,可以使重15N的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng),物體B重8N,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N且保持不變。若不計(jì)輪重、彈簧測(cè)力計(jì)重、繩重和滑輪的摩擦,則下列說法中正確的是(? ) A.地面受到的摩擦力為10N B.滑輪移動(dòng)的速度為0.4m/s C.在2s內(nèi)繩子對(duì)物體A所做的功為4J D.水平拉力F 的功率為4W 4.如圖所示,滑輪重及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦均不計(jì)。向上拉繩的速度是1.2m/s,拉繩的力F是9N。由此可知(??? )。 A.物重是27N,物體的速度是0.4m/s. B.物重是18N,物體的速度是0.6m/s. C.物體受

3、到的摩擦力是27N,物體的速度是0.4m/s D.物體受到的摩擦力是18N,物體的速度是0.6m/s 5.如圖所示,滑輪組將重50N的物體A以 的速度沿水平地面勻速向前拉動(dòng)了lm,拉力F大小為10N,滑輪組的機(jī)械效率為 ,下列說法中正確的是    A.拉力F做功的功率為2W B.2s內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為 C.滑輪組做的有用功為50J D.物體A受到水平地面的摩擦力為16N 6.如圖所示,用力F把重為400N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m , 其中動(dòng)滑輪重為100N , 不計(jì)繩重和摩擦。則    A.繩子的拉力為200N B.滑輪組的機(jī)械效率為 C.拉力

4、的功率為80W D.繩子自由端移動(dòng)的速度為 二、填空題 7.如圖所示的滑輪組,不計(jì)拉線質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。重物G=100N,每一個(gè)滑輪重20N。當(dāng)繩自由端拉力F豎直向上大小為30N時(shí),重物G對(duì)地面的壓力為________N。拉力F為________N時(shí),恰能讓重物G勻速上升。若重物G能以0.1m/s的速度勻速上升,則繩自由端向上運(yùn)動(dòng)速度為________m/s。 8.如圖,小明在用動(dòng)滑輪(不計(jì)繩重和摩擦)勻速提升不同重物時(shí),記錄下了在繩子自由端使用的拉力F與對(duì)應(yīng)所提升的物體重力G,如表:分析表中數(shù)據(jù)可知,拉力F與重力G的關(guān)系式是:F=________;動(dòng)滑輪重為________N

5、;隨著物重的增加,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率變________. 9.高速鐵路的輸電線,無論冬、夏都繃的直直的,以保障列車電極與輸電線的良好接觸。如圖為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過滑輪組懸掛20個(gè)相同的墜砣,每個(gè)墜砣質(zhì)量為25kg,不計(jì)滑輪和鋼繩自重和摩擦,輸電線A端受到的拉力大小為________N。若某段時(shí)間內(nèi)墜砣串下降了30cm,則輸電線A端向左移動(dòng)了________cm。(g取10N/kg,不考慮鋼繩的熱脹冷縮) 10.用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓,每件貨物重100N,每次運(yùn)送的量不定。圖乙記錄了在整個(gè)過程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖象,則動(dòng)滑輪重為_____

6、___N;當(dāng)某次運(yùn)送3件貨物時(shí),繩子的拉力F是________N.(不考慮繩重和摩擦) 11.如圖所示,用滑輪組將3kg的物體勻速提高1m,拉力F為200N,則有用功為________J,滑輪組機(jī)械效率為________。若增加所提物體的重力,滑輪組機(jī)械效率________(選填“變小”、“變大”或“不變”)。(不計(jì)繩重和摩擦) 12.如圖所示,物體重為20N,某人在5s內(nèi)用4N的拉力勻速地將該物體在水平方向移動(dòng)了1m,則繩子自由端移動(dòng)的速度為________ ,拉力做功為________J,此物休受到的摩擦力為________ 不計(jì)滑輪重、繩重、滑輪與軸及滑輪與繩之間的摩擦

7、 13.如圖所示,物體A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4m/s的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N.不計(jì)滑輪、繩子、彈簧測(cè)力計(jì)的重力,忽略繩子與滑輪間的摩擦。若物體A勻速運(yùn)動(dòng)2s,拉力F做功為________J,拉力F的功率為________W。 14.如圖所示,不計(jì)繩子、滑輪的重力及它們之間的摩擦,當(dāng)用大小為10N的拉力F拉重50N的物體時(shí),物體恰好以v=2m/s的速度沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體受到水平面的摩擦力為________N,拉力F的功率為________W;將拉力F增大為20N時(shí),物體受到水平面的摩擦力將________(選填“增大”、“減小”或“保持不

8、變”)。 15.一位同學(xué)在自家陽臺(tái)設(shè)計(jì)了如圖所示的升降裝置,使用此裝置的優(yōu)點(diǎn)是________。他用此裝置將重200 N的物體勻速提高10 m,此過程中該裝置的機(jī)械效率是80%,所用拉力是________N。 三、計(jì)算題 16.工人師傅利用如圖所示的滑輪組,在30s內(nèi)將重為500N的物體勻速提升3m,人勻速拉繩子的功率為60W,不計(jì)繩重及摩擦。求: (1)作用在繩子自由端的拉力; (2)滑輪組的機(jī)械效率;(結(jié)果保留一位小數(shù)) (3)若繩子所能承受的最大拉力為500N,使用此滑輪組能提升的最大物重是多少?

9、 17.如圖所示,大威用40N的拉力,使物體A以0.1m/s的速度豎直勻速上升,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%(不計(jì)繩重和摩擦),則: (1)物體A的重力為多大? (2)拉力的功率多大? (3)若豎直勻速提升120N的物體,滑輪組的機(jī)械效率為多大? 18.小明家新買的房子準(zhǔn)備裝修,為了將水泥從地面送上樓,他在樓上安裝了一個(gè)滑輪組,所用的滑輪每只質(zhì)量為2 kg,每次將一袋50 kg的水泥提升5m。求:(不計(jì)繩重和摩擦,g取10 N/kg) (1)每袋水泥受到的重力大??; (2)每次做的有用

10、功; (3)滑輪組的機(jī)械效率。 19.為了改善老舊住宅樓的保溫效果,沈陽開展了“暖房子工程”,如圖為施工現(xiàn)場(chǎng)使用的提升裝置。已知被提升的建筑材料的質(zhì)量為200kg,動(dòng)滑輪重力為 500N,拉力F在10s內(nèi)將重物勻速提升了10m,不計(jì)繩重及摩擦。(g=10N/kg)求: (1)提升裝置所做的有用功; (2)拉力F 功率; (3)該裝置的機(jī)械效率。 20.工人用如圖所示的滑輪組提升建材,工人的重力是700 N,雙腳與地面的接觸面積是500 cm2。他將540 N的

11、建材勻速提升了3 m,滑輪組的機(jī)械效率是90%。試求: (1)提升建材所做的有用功是多少? (2)工人對(duì)繩子的拉力是多少? (3)提升建材時(shí),工人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少? 21.如圖所示,用400N的拉力F,將重900N的木箱勻速提升1m。求: (1)拉力所做的功; (2)該滑輪組的機(jī)械效率。 22.小亮同學(xué)想把重100N的物體拉到距地面3m高的地方,用了三種不同的方法: (1)如圖(甲)所示:小亮用豎直向上的力F甲將物體勻速提升3m,

12、求拉力F甲所做的功。 (2)如圖(乙)所示:斜面長(zhǎng)5m,高3m,拉力F乙=75N,小亮沿斜面勻速拉動(dòng)物體至斜面頂端。求使用該斜面工作時(shí)的機(jī)械效率。 (3)如圖(丙)所示:小亮站在地面上通過一根繩和兩個(gè)滑輪勻速提升重物,在2s內(nèi)將重物勻速提升3m,已知?jiǎng)踊喌闹亓繛?0N。按要求畫出滑輪組的繞線,求拉力F丙做功的功率。(每段繩子可承重80N,不計(jì)繩重及摩擦)。 23.如圖所示,物體A的重力為600N,工人用該滑輪組來豎直提升物體A,工人對(duì)繩子豎直向下的拉力為250N,當(dāng)物體A被勻速提升2m時(shí),不計(jì)繩重和摩擦。求

13、 (1)工人的拉力做的功; (2)動(dòng)滑輪的重力; (3)滑輪組的機(jī)械效率。 24.如圖所示,搬運(yùn)工人用滑輪組提升重540N的物體,所用拉力F為200N,5s內(nèi)勻速上升了2m(不計(jì)繩重,繩與滑輪的摩擦)求 (1)動(dòng)滑輪的重力 (2)拉力F所做的功; (3)拉力的功率 (4)滑輪組的機(jī)械效率。 25.如圖所示,用力F提升重為60N的物體,物體在1s內(nèi)勻速上升0.1m,然后保持所提物體重力不變,將自由端拉力F減小到7N時(shí),物體落到地

14、面,物體的底面積為10cm2 . (不計(jì)繩重、機(jī)械間摩擦及動(dòng)滑輪重)求: (1)物體勻速上升時(shí)繩自由端移動(dòng)的速度v。 (2)當(dāng)物體落地時(shí),動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力F1。 (3)物體落地時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)P。 26.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(jì)繩重和摩擦。求: (1)此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率; (2)動(dòng)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(shí)貨物對(duì)

15、地面的壓強(qiáng)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】D 【解析】【解答】承擔(dān)物重的繩子股數(shù)是3,繩子自由端的拉力:F= = =20N; 物體B向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力,物體B所受摩擦力:f=F=20N,方向水平向右. 故答案為:D. 【分析】不計(jì)繩重以及滑輪輪軸間摩擦,可求出繩子自由端的拉力,物體B勻速運(yùn)動(dòng),拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力,可知物體B所受摩擦力的大小和方向. 2.【答案】A 【解析】【解答】A. 有用功為: ,A符合題意; B. 拉力做的總功為: ; 拉力的功率為:

16、 ,B不符合題意; C. 滑輪組的機(jī)械效率為: ,C不符合題意; D. 由圖知,兩段繩子承重,即 ,所以繩子自由端移動(dòng)的距離為: ,D不符合題意; 故答案為:A。 【分析】根據(jù)W=Gh求出有用功;根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離;利用W=Fs求出總功,再利用P=求出功率;利用η=×100%求出滑輪組的機(jī)械效率. 3.【答案】C 【解析】【解答】如圖滑輪為一只動(dòng)滑輪,拉力F與右側(cè)兩段繩子的拉力相等,F(xiàn)移動(dòng)的距離是物體A移動(dòng)距離的一半。 B. 物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng),則拉力F移動(dòng)的速度為物體A移動(dòng)速度的一半即 ,B不符合題意; A. 拉力F與右側(cè)兩段

17、繩子的拉力相等,物體A受到繩子拉力、B的摩擦力、地面的摩擦力三個(gè)力的作用,三力為平衡力,即 , 所以物體A受到地面的摩擦力為: ,A不符合題意; C. 在2s內(nèi)繩子對(duì)物體A所做的功為: ,C符合題意; D. 水平拉力F 的功率為: ,D不符合題意; 故答案為:C。 【分析】分別對(duì)A、B進(jìn)行受力分析(“隔離法”),求地面受到的摩擦力; 滑輪為動(dòng)滑輪,滑輪移動(dòng)的速度等于物體移動(dòng)速度的二分之一; 利用W=Fs求做功大??;利用P=Fv求拉力做功功率. 4.【答案】C 【解析】【解答】滑輪組做功是克服摩擦力做功,有3段繩子承擔(dān)拉力,因此物體受到的摩擦力是f=3×9N=27N; 物

18、體移動(dòng)的速度:v= =0.4m/s. 故答案為:C. 【分析】滑輪組用幾段繩子拉著物體,拉動(dòng)物體所用的力就是摩擦力的幾分之一,繩子的自由端繞過動(dòng)滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了. 5.【答案】D 【解析】【解答】A、如圖可知,有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪,所以拉力做的功: ;由 可得做功時(shí)間為: ; 拉力的功率: ,A不符合題意; B、2s內(nèi)物體移動(dòng)距離, ,自由端移動(dòng)的距離: ,B不符合題意; C、由公式 得, ,C不符合題意; D、根據(jù) 得, , ,D符合題意。 故答案為:D。 【分析】根據(jù)W=Fs求出拉力做的功,由速度的變形公式t=求出時(shí)間,然后根據(jù)P=求出拉力的功率

19、; 根據(jù)sF=nsA , 求出2s內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離;根據(jù)η=求出滑輪組做的有用功及摩擦力f. 6.【答案】B 【解析】【解答】A、由圖知, ,不計(jì)繩重和摩擦,繩子的拉力: ,A不符合題意; B、有用功: , 繩子自由端移動(dòng)的距離: , 拉力做功: , 滑輪組的機(jī)械效率: ,B符合題意; C、拉力做功的功率: ,C不符合題意。 D、由前面解答可知,繩子自由端移動(dòng)的距離 , 繩子自由端移動(dòng)速度: ,D不符合題意; 故答案為:B。 【分析】利用s=nh求出拉力移動(dòng)的距離,不計(jì)繩重和摩擦,利用F=(G物+G輪)求拉力大小,利用W=Gh求有用功,再利用W=Fs求拉力

20、做功,利用功率公式P=求拉力的功率;利用機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率,最后利用速度計(jì)算公式v=求繩子自由端移動(dòng)的速度. 二、填空題 7.【答案】30N;40N;0.3m/s 【解析】【解答】考點(diǎn)定位分析:本試題考查的是滑輪組的計(jì)算。使用滑輪組時(shí)既能省力也能改變動(dòng)力的方向。 解答過程分析:如圖所示的滑輪組,不計(jì)拉線質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。重物G=100N,每一個(gè)滑輪重20N。當(dāng)繩自由端拉力F豎直向上大小為30N時(shí),承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)是3段,繩子對(duì)物體和滑輪的向上的力是90N,物重和滑輪重是120N,所以重物G對(duì)地面的壓力為30N,當(dāng)拉力等于物重和滑輪重的三分之一時(shí),物體恰好能勻速上

21、升,即拉力F為40N時(shí),恰能讓重物G勻速上升。承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)是3段,繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度就是物體上升速度的3倍,若重物G能以0.1m/s的速度勻速上升,則繩自由端向上運(yùn)動(dòng)速度為0.3m/s。 故答案為:30N;40N;0.3m/s。 【分析】根據(jù)滑輪組的繩子的股數(shù),結(jié)合動(dòng)滑輪的重力,計(jì)算滑輪組對(duì)物體的拉力,當(dāng)物體上升時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的速度和繩子運(yùn)動(dòng)的速度和股數(shù)有關(guān)。 8.【答案】F=1/2(G+0.4N);0.4;大 【解析】【解答】不計(jì)繩重和摩擦?xí)r,動(dòng)滑輪省一半力,即 , 從表格中選任一數(shù)據(jù)代入得: ,解得: , 所以拉力F與重力G的關(guān)系式是: ; 機(jī)械效率為有用功與總功

22、的比。要提高機(jī)械效率,可以減小做功過程中的額外功或增大有用功。所以隨著物重的增加,有用功增加,而額外功不變,則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率變大。 【分析】本題考查了使用動(dòng)滑輪拉力的計(jì)算以及影響機(jī)械效率的因素,從表中得出相關(guān)信息求出動(dòng)滑輪重力;不計(jì)繩重和摩擦,提高動(dòng)滑輪效率的方法:一是增大提升的物重,二是減小動(dòng)滑輪重力. ? 9.【答案】104;15 【解析】【解答】(1) , ,根據(jù)圖得出n=2,不計(jì)滑輪和鋼繩自重和摩擦,可以得出A端受到的拉 ;(2)某段時(shí)間內(nèi)墜砣串下降了30cm,所以輸電線A端向左移動(dòng)的距離為 ; 故答案為:(1). 104??? (2). 15 【分析】利用G=mg求

23、墜砣總重力。不計(jì)滑輪和鋼繩自重及摩擦,可得G=FA , 墜砣串下降高度h=nsA. 10.【答案】100;200 【解析】【解答】由乙圖可知,當(dāng)提升貨物重G=100N時(shí),η=50%, 不考慮繩重和摩擦,滑輪組的機(jī)械效率為: , 解得動(dòng)滑輪重: ; 當(dāng)運(yùn)送3件貨物時(shí),貨物的總重 , 由圖甲可知n=2,不考慮繩重和摩擦,此時(shí)繩子的拉力為: 。 故答案為:100;200. 【分析】取物重G=100N,由圖乙知道此時(shí)的機(jī)械效率為50%,利用η=求動(dòng)滑輪重;當(dāng)運(yùn)送3件貨物時(shí),先求出貨物重,不考慮繩重和摩擦,此時(shí)拉力F=(G+G輪). 11.【答案】300;75%;變大 【

24、解析】【解答】(1)有用功為: ;(2)由圖可知,n=2,拉力端移動(dòng)距離 。拉力做的總功為: 則滑輪組的機(jī)械效率: ?(3)增加所提物體的重力時(shí),有用功增大,不計(jì)繩重和摩擦,動(dòng)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(jī)械效率將變大。 故答案為:(1). 300??? (2). 75%??? (3). 變大 【分析】利用W=Gh求有用功;拉力端移動(dòng)距離s=nh,利用W=Fs求總功,再利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率;增大機(jī)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(dòng)滑輪重. 12.【答案】;8;8 【解析】【解答】由圖知

25、,動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)為2,則繩子自由端移動(dòng)的距離: ; 繩子自由端移動(dòng)的速度: ; 拉力做的功: ; 不計(jì)滑輪重、繩重、滑輪與軸及滑輪與繩之間的摩擦, 由 可得,物體受到的摩擦力: 。 故答案為:0.4;8;8. 【分析】繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh,利用v=求得繩子自由端移動(dòng)的速度,拉力F做功W=Fs,不計(jì)滑輪重、繩重、滑輪與軸及滑輪與繩之間的摩擦,F(xiàn)=f. 13.【答案】8;4 【解析】【解答】解:如圖使用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體A,用一半的力,繩子自由端移動(dòng)二倍的距離。 所以彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的速度v=2vA=2×0.4m/s=0.8m/s, 彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s=vt=0.

26、8m/s×2s=1.6m, 拉力做功W=Fs=5N×1.6m=8J。 拉力功率P= = =4W。 故答案為:8;4。 【分析】用如圖動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的2倍,移動(dòng)速度是物體移動(dòng)速度的2倍,用力是對(duì)物體拉力的二分之一;計(jì)算拉力的功率也可以根據(jù)P=Fv來計(jì)算. 14.【答案】20;40;不變 【解析】【解答】解:(1)因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪可以省一半力,所以拉物體的力F′=2F=2×10N=20N;物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),受拉力和摩擦力一對(duì)平衡力,平衡力大小相等,故f=F′=20N;(2)由圖知有2段繩子拉著物體,即s繩=2s物 , v繩=2v

27、物=2×2m/s=4m/s; 則拉力F的功率為 ;(3)將拉力F增大為20N時(shí),物體對(duì)水平面的壓力和接觸面的粗糙程度都不變,受到水平面的摩擦力不變。 故答案為:20;40;不變。 【分析】物體勻速運(yùn)動(dòng),受平衡力,平衡力大小相等,判斷出摩擦力;根據(jù)P=Fv算出拉力F的功率;影響摩擦力的因素:壓力和接觸面的粗糙程度. 15.【答案】既能省力又能改變動(dòng)力方向 ;125 【解析】【解答】(1)圖中裝置為滑輪組,在使用時(shí)既能省力又能改變動(dòng)力方向.(2)由公式: 可知,F(xiàn)=125 N. 故答案為:既能省力又能改變動(dòng)力方向;125. 【分析】利用s=nh可求繩子自由端移動(dòng)的距離,根據(jù)公式

28、W=FS可表示拉力做的功,有用功等于物重與物體升高高度的乘積,有用功除以總功就等于機(jī)械效率,據(jù)此可求出拉力的大小. 三、計(jì)算題 16.【答案】(1)解:物體移動(dòng)的速度v=s/t=3m/30s=0.1m/s繩子自由端移動(dòng)的速度v1=3v=0.3m/s作用在繩子自由端的拉力F=P/v1=60w/0.3m/s=200N (2)解: (3)解:動(dòng)滑輪重力G動(dòng)=nF-G物= 此滑輪組能提升的最大物重G物=500N×3-100N=1400N 【解析】【分析】(1)不計(jì)繩重及摩擦,根據(jù)v=求得繩子自由端移動(dòng)的速度,由P=Fv可求得作用在繩子自由端的拉力; (2)根據(jù)W=Gh求得有用功,根據(jù)

29、s=nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離,然后根據(jù)W總=Fs求出拉力F做的總功,根據(jù)W有=Gh求出拉力F做的有用功,再根據(jù)η=×100%求出滑輪組的機(jī)械效率; (3)利用F=(G物+G動(dòng))計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力;再利用F′=(G物′+G動(dòng))求最大物重. 17.【答案】(1)解:由圖知道,承擔(dān)物重的繩子股數(shù)是:n=3,所以,滑輪組的機(jī)械效率是:η= = , 故物體A的重力是:G=3ηF=3×75%×40N=90N (2)解:因?yàn)閚=3,所以,繩子自由端移動(dòng)的速度等于物體移動(dòng)速度的3倍,即繩子自由端移動(dòng)的速度是:v=0.1m/s×3=0.3m/s,所以,拉力的功率是:P=Fv=40N×0.3m/s=1

30、2W (3)解:因?yàn)椴挥?jì)摩擦和繩重,所以,繩子的拉力是:F=(G+G動(dòng))/3,故動(dòng)滑輪重力是:G動(dòng) =3F-G=3×40N-90N=30N,當(dāng)提起物體的的重力是G′=120N時(shí),拉力是:F′=(G′+G動(dòng) )/3=(120N+30N)/3=50N,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率:η=W有/W總=G′h/F′s=G′h/F′×3h=G′/F′×3=120N/50N×3×100%=80% 【解析】【分析】(1)利用η=求得提升物體的重力; (2)繩子自由端移動(dòng)的速度等于物體移動(dòng)速度的n倍,利用P=Fv求拉力的功率; (3)不計(jì)摩擦和繩重,利用F=(G+G動(dòng))求出動(dòng)滑輪重,再利用F=(G+G動(dòng))計(jì)

31、算提升120N物體的拉力;設(shè)重物被提升h,則拉力端移動(dòng)的距離s=nh,再利用η=求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率. ? 18.【答案】(1)解:m=50kg,g=10N/kg, ∴每袋水泥受重力的大小為:G=mg=50kg×10N/kg=500N. (2)解:∵h(yuǎn)=5m, ∴做的有用功為:W有用=Gh=500N×5m=2500J. (3)解:在不計(jì)繩重和摩擦的情況下,對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功, ∵m動(dòng)=2kg, ∴對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功為:W額外=G動(dòng)′h=m動(dòng)gh=2kg×10N/kg×5m=100J, 則總功為:W總=W有用+W額外=2500J+100J=2600J, 滑輪組的機(jī)械

32、效率為:η= ×100%= ×100%≈96.2% 【解析】【分析】(1)用公式G=mg計(jì)算出其重力的大?。? (2)利用公式W有用=Gh計(jì)算出做的有用功;利用公式W額外=Gh=mgh計(jì)算出滑輪組所做的額外功,再利用公式W總=W有用+W額外計(jì)算出總功,最后再利用公式η=計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率. 19.【答案】(1)解: G=mg=200kg×10N/kg=2000N,W有= Gh=2000N×10m=2×104J (2)解:由圖可知,n=2,則 F= ( G ?G動(dòng)) = ?( 2000N 500N) =1250N,s=nh=2×10m=20m,拉力F 做的功W總= Fs=1250N

33、×20m=2.5×104J,拉力F 功率P= =2500W (3)解:該裝置的機(jī)械效率η= =80% 【解析】【分析】(1)利用G=mg求重力,再利用W=Gh求所做的有用功; (2)不計(jì)繩重和摩擦,拉力F=(G+G動(dòng));拉力端移動(dòng)距離s=nh,利用W=Fs求拉力做的總功;再利用P=求拉力的功率; (3)滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比. 20.【答案】(1)解:提升建材所做的有用功是: (2)解:根據(jù) 得總功為: 如圖滑輪組有兩段繩子承重,根據(jù) 得拉力為: (3)解:人對(duì)地面的壓力為: ??????????????????????????????????

34、 根據(jù) 得工人對(duì)地面的壓強(qiáng)是: 【解析】【分析】(1)根據(jù)W=Gh求出提升裝修材料做的有用功; (2)根據(jù)s=nh求出上升的高度,再根據(jù)η=×100%求出總功,最后根據(jù)W=Fs求出拉力的大?。? (3)根據(jù)p=算出對(duì)地面的壓強(qiáng). 21.【答案】(1)解:如圖物重由三段繩子拉著,即 , 拉力所做的總功為: (2)解:有用功為: 該滑輪組的機(jī)械效率為: 。 【解析】【分析】(1)根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離,再根據(jù)W=Fs求出功; (2)根據(jù)W=Gh求出有用功;利用η=求出機(jī)械效率. 22.【答案】(1)解:小亮用豎直向上的力F甲將物體勻速提升3m,拉力F甲

35、所做的功即克服重力做功: (2)解:斜面長(zhǎng)5m,高3m,拉力F乙=75N,拉力做的總功為: ; 該斜面工作時(shí)的機(jī)械效率: (3)解:如圖人站在地面上,通過滑輪組提升重物,可以反方向繞繩,如圖: 兩段繩子承重,所以拉力為: ; 拉力做功為: F丙做功的功率為: 【解析】【分析】(1)利用W=Gh求解; (2)利用斜面提升物體時(shí),可由η=×100%解題; (3)先確定滑輪組的繞線方式,利用F=(G+G動(dòng))求得拉力大小,由P==解題. 23.【答案】(1)解:由圖知,重物由3段繩子承擔(dān),則繩端移動(dòng)的距離:s=3h=3×2m=6m, 工人的拉力做的功:W總=Fs

36、=250N×6m=1500J; (2)解:不計(jì)繩重和摩擦,繩端的拉力:F= (G+ G動(dòng)), 即:250N= (600N+G動(dòng)) 解得G動(dòng)=150N (3)解:有用功:W有用=Gh=600Nx2m=1200J, 滑輪組的機(jī)械效率 【解析】【分析】(1)利用W總=Fs=Fnh可求得拉力做的功; (2)由F=(G+G動(dòng))可求得動(dòng)滑輪的重力; (3)根據(jù)W有用=Gh可求得有用功,再利用η=×100%可求得機(jī)械效率. 24.【答案】(1)解:由圖知,n=3, 不計(jì)繩重、繩與滑輪的摩擦,拉力F= (G+G動(dòng)),則動(dòng)滑輪重力: G動(dòng)=3F﹣G=3×200N﹣540N=60N;

37、 (2)解:拉力端移動(dòng)距離s=3h=3×2m=6m, 拉力做的總功: W總=Fs=200N×6m=1200J; (3)解:拉力的功率: P= = =240W; (4)解:拉力做的有用功: W有用=Gh=540N×2m=1080J, 滑輪組的機(jī)械效率: η= = ×100%=90%。 【解析】【分析】(1)不計(jì)繩重、繩與滑輪的摩擦,利用F=(G+G動(dòng))求動(dòng)滑輪重力; (2)拉力端移動(dòng)距離s=nh,利用W=Fs求總功; (3)利用P=求拉力做功功率; (4)利用W=Gh求拉力做的有用功,利用求機(jī)械效率.. 25.【答案】(1)解:v物= ?,所以繩自由端移動(dòng)的速度

38、v=0.3m/s (2)解:F減小到7N時(shí),繩子對(duì)物體的拉力為21N,所以當(dāng)物體落地時(shí),動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力為21N (3)解:物體靜止在地面時(shí),對(duì)物體進(jìn)行受力分析可知,物體對(duì)地面壓力,即地面對(duì)物體的支持力FN=G-F拉=60N-21N=39N,所以物體落地時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為: P= 【解析】【分析】(1)拉力端移動(dòng)速度等于物體上升速度的3倍; (2)利用F1=nF求動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力F1; (3)物體對(duì)地面的壓力為:F壓=G-F1 , 再利用壓強(qiáng)公式p=求解. 26.【答案】(1)解:∵有3段繩子與動(dòng)滑輪相連,∴當(dāng)物體升高的高度為h時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3h,∴克服

39、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(jī)械效率為:η= 100 100 =80 (2)解:動(dòng)滑輪的重力為:G動(dòng)=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(shí)滑輪組對(duì)貨物的拉力為:F拉=3F大G動(dòng)=3 600N 300N=1500N,∴貨物對(duì)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(duì)地面的壓強(qiáng)為:p= =30000Pa. 【解析】【分析】物體的重力和上升高度的乘積計(jì)算有用功, 拉力和繩子拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度的乘積計(jì)算總功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,根據(jù)拉力和物體的重力和計(jì)算動(dòng)滑輪重力,結(jié)合物體對(duì)地面的壓力和受力面積可以計(jì)算壓強(qiáng)的大小. 16

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