滑轮组计算题-
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八年级物理滑轮组计算题练习1、建筑工人用滑轮组提升建筑材料,拉力F为400N,建筑材料的重力G为900N。
在10s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m。
求绳子自由端移动的距离、此滑轮组的机械效率和拉力F的功率。
答案:(1) 绳子自由端移动的距离为1m。
2) 机械效率 = 无用功 / 输入功 = (900 - 400) / 900 = 0.556 = 55.6%。
3) 拉力F的功率 = Fv = 400 × 0.1 = 40W。
2、用滑轮组将货物缓慢提升3m,货物重850N,所用拉力F为300N(不计摩擦和绳重)。
求有用功、总功、额外功、动滑轮的重力和滑轮组的机械效率。
答案:(1) 有用功 = Fs = 850 × 3 = 2550J。
2) 总功 = 有用功 + 无用功 = 2550J + 0J = 2550J。
3) 额外功 = 0J。
4) 动滑轮的重力 = 无。
5) 机械效率 = 有用功 / 输入功 = 2550 / (300 × 3) = 2.83 = 28.3%。
3、用滑轮组将重为450N的重物竖直匀速提高2m,滑轮组的效率为75%,不计绳重,在上述过程中克服各种摩擦阻力做功为180J。
求人作用在绳子自由端的拉力、人拉绳子所做的功和功率以及动滑轮的重力。
答案:(1) 人作用在绳子自由端的拉力 = 450N + 450N × (1 - 0.75) / 2 = 487.5N。
2) 人拉绳子所做的功 = Fs = 450 × 2 = 900J。
3) 人拉绳子做功的功率 = Fs / t = 900 / 10 = 90W。
4) 动滑轮的重力 = 450N。
4、用滑轮组将质量为450kg的物体A以0.2m/s的速度沿水平方向匀速向右拉动2m,拉力F大小为200N,物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.1倍,取g=10N/kg。
滑轮组机械效率7.滑轮组装置如图所示,若物体重为300N,拉力大小为120N,将重物匀速提高2m,所用时间是10s,绳重及滑轮之间的摩擦不计,求:1提起物体所做有用功2拉力的功率3该滑轮组机械效率.8.2008 吴中区二模利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m,已知滑轮组机械效率是80%不计绳重和摩擦,求:1提升重物时做的有用功为多少2作用在绳子自由端的拉力为多大3用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时,滑轮组的机械效率是多大9.如图,已知动滑轮重为30N,物体质量为12Kg,绳重及摩擦均不计.则:1物体所受重力多大g=10N/kg2匀速提起重物时所用的拉力多大3此时,该滑轮组的机械效率是多少10.利用如图所示的滑轮组把重480N的物体提高10m,已知滑轮组的机械效率是80%不计绳重和摩擦,求:1有用功、所用拉力和动滑轮的重量;2用此滑轮组吊起600N的物体,滑轮组的机械效率又是多大11.用如图所示滑轮组提升重物.人用200N的拉力F在30s内使重为360N的物体匀速上升了6m.不计绳重和摩擦,求:1人拉绳子做功的功率;2此滑轮组的机械效率;3若用此滑轮组将600N的重物匀速向上提升了10m则所用的拉力和拉力做的功各是多少12.某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物,所用的拉力F为300N,绳子自由端10s内被拉下2m,在此过程中,求:①拉力F所做的功;②滑轮组的机械效率;③滑轮组中动滑轮的重不计摩擦和绳重;④拉力的功率.13.如图所示每个滑轮的重为500N,重物G的重量为1500N,绳索重及摩擦均不计.则:1人在匀速提升重物时所用拉力为多大2重物被匀速提起1m的过程中,人所做的总功为多大3此时滑轮组的机械效率为多大14.2011 宜昌建筑工地上,某施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物.若不计摩擦和绳重.求:1利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时,所用的拉力是500N,此时滑轮组的机械效率是80%,拉力做功的功率是750W,求重物在1min内匀速上升的高度2当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时,拉力是多少15.某人用如图所示的滑轮组匀速提升540N的重物,所用的拉力F为200N,绳子自由端被拉动3m,在此过程中,求:1拉力F所做的功;2滑轮组的机械效率不计绳重及摩擦;3如果用此滑轮组匀速提升440N的重物,求滑轮组此时的机械效率16.某工地上用如图所示的滑轮组,匀速提升质量为500kg的物体,在物体上升的过程中,拉力F的功率为2500W,此滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦.g=10N/kg求:1滑轮组做的有用功;2物体上升的速度;3动滑轮的重力;4若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为多大此时的机械效率为多少17.如图所示,工人将重为240N的物体匀速提起,在2s内绳端上升了3m,若此时滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦.求1拉力所做的有用功是多少2拉力是多少拉力的功率是多少3若将540N的物体匀速提高1m,此时滑轮组的机械效率是多少18.2006 泉州用如图所示滑轮组将重6×102N的物体匀速提高2m,拉力所做的功为2×103J,所用的时间为20s.求:1有用功;2拉力的功率;3该滑轮组的机械效率.19.用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3m所用的时间为10s.求:1重物上升的速度;2拉力所做的有用功;3拉力的功率;4滑轮组的机械效率.20.2009 岳阳一模如图,用滑轮组将重900N的物体在10s内匀速提高2m,所用的拉力为400N,此过程中,求:1所做的有用功为多少2该滑轮组的机械效率为多少3拉力做功的功率为多少21.21.2008 镇江用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3 m所用的时间为10s 不计绳重和摩擦,求:1做的有用功;2动滑轮的重力;3拉力的功率;4滑轮组的机械效率.22.用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭,已知钢锭与地面的摩擦力F1为1200N,若此时滑轮组的机械效率为80%,物体速度为1m/s.①拉绳的速度是多少②拉绳的力F至少为多大③拉力的功率是多少23.用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭,已知钢锭重6000N,它与地面间的摩擦力f为1500N,若此时滑轮组的机械效率为80%;物体速度为1m/s12s内钢锭的重力所做的功;2求拉绳子的速度是多少3求拉绳子的力F为多大拉力F的功率是多少4在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下,如果想用更小的力拉动钢锭,请你提出一条可行的建议.24.用如图的滑轮组水平地拉动物体.已知物重为1000N,物体与地面间的摩擦力是240N,当绳端的拉力是100N时物体以s的速度匀速移动.求:1人拉绳端的移动速度;2滑轮组的机械效率.25.用如图所示的滑轮组,在水平地面上拉动重物G,已知绳自由端拉力F为600N时,恰能让物体以1cm/s的速度匀速向前运动绳子足够长,此时滑轮组的机械效率为75%,求:1物体G与地面的摩擦力.2绳自由端拉力F的功率.3绳自由端拉力F做功1分钟的过程中,额外功是多少.26.如图,用滑轮组拉物体A使它以2米/秒的速度沿水平面匀速运动,已知拉力F为5牛,滑轮组的机械效率为80%.求:1在2秒内拉力F做的功多大2拉力F的功率多大3物体与地面间的摩擦力为多大27.如图所示,已知物体A重1000N,与地面的摩擦力是300N,人通过滑轮组拉动物体使其在10s内匀速运动1m,如果滑轮组的机械效率为60%,求:1人做的总功;2人的拉力;3人拉绳的功率.7.分1由公式W=Gh可以求出有用功;析:2由W=Fs求出拉力的功,然后由功率公式求出拉力的功率;3由效率公式求出滑轮组的效率.,解:1有用功W有=Gh=300N×2m=600J;2由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,拉力移动的距离s=nh=3×2m=6m,拉力的功W=Fs=120N×6m=720J,拉力的功率P===72W;3滑轮组效率:η=×100%=×100%≈%;答:1提起物体所做有用功为600J;2拉力的功率为72W;3该滑轮组机械效率%.8.分析:从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数n,s=nh;1知道物重和提升的高度,利用W=Gh求有用功;2知道物重和滑轮组的机械效率,利用η===求拉力大小;3在不计绳重和摩擦的情况下,利用F拉=先求出动滑轮的重,再利用这个公式求将重G′=455N的物体吊起用的拉力,最后利用η===求此时的机械效率.,解:1滑轮组所做的有用功:W有=Gh=180N×10m=1800J;2由图知,n=3,∵η===,∴F===75N;3∵不计绳重和摩擦,∴F拉=,即:75N=,则G动=45N,提升G′=455N的重物时,F拉′===N,η′=====91%.答:1提升重物时做的有用功为1800J;2作用在绳子自由端的拉力为75N;3用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时,滑轮组的机械效率是91%.9.,已知:m=12kg g=10N/kg G=30N求:1G=2F=3η=解:1物体受到的重力为G=mg=12kg×10N/kg=120N;2作用在绳子自由端的拉力为F=G+G0=×120N+30N=50N;3设物体上升h,则绳子拉下3h,滑轮组的机械效率为η=====×100%=80%.答:1物体所受重力为120N;2匀速提起重物时所用的拉力为50N;3此时,该滑轮组的机械效率是80%.10.分析:从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数n,s=nh;1知道物重和提升的高度,利用W=Gh求有用功;知道物重和滑轮组的机械效率,利用η===求拉力大小;不计绳重和摩擦,利用F=G物+G动求动滑轮的重;2求出了动滑轮的重,再利用F=G物+G动求将重G′=600N的物体吊起用的拉力,最后利用η===求此时的机械效率.,解:1滑轮组所做的有用功:W有=Gh=480N×10m=4800J;由图知,n=3,∵η===,∴F===200N;∵不计绳重和摩擦,∴F拉=,即:200N=,则G动=120N;2提升G′=600N的重物时,F拉′===240N,η′====≈%.答:1提升重物时做的有用功为4800J;拉力为200N;动滑轮的重为120N;3用此滑轮组匀速吊起重为600N的物体时,滑轮组的机械效率是%.点评:本题考查了机械效率的计算,利用好绳子的重力和摩擦力不计时拉力F拉=和推导公式η===是本题的关键.11分析:由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2,s=2h,1根据W=Fs求出总功,根据P=求出人做功的功率;2根据W=Gh求出人做的有用功,根据效率公式求出滑轮组的机械效率;3根据F=G物+G动的变形式求出动滑轮的重;然后可求用此滑轮组将600N的重物匀速向上的拉力,再利用W=Fs 求拉力做的功.,解:1由图知n=2,s=2h=2×6m=12m,人做的总功:W总=Fs=200N×12m=2400J;人做功的功率:P===80W;2人做的有用功:W有=Gh=360N×6m=2160J;滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=90%;3∵不计摩擦和绳重∴F=G物+G动∴所用动滑轮的重:G动=2F﹣G=2×200N﹣360N=40N;若用此滑轮组将600N的重物,则拉力F1=G物1+G动=600N+40N=320N;拉力做的功W1=F1s1=320N×2×10m=6400J.答:1人拉绳子做功的功率为80W;2此滑轮组的机械效率为90%;3则所用的拉力为320N,拉力做的功为6400J.12.,已知:n=2 G=500N F=300N s=2m t=10s求:1W=2η=3G动=4P=解:1拉力做的功为W=Fs=300N×2m=600J;2物体上升的高度为h===1m,拉力做的有用功为W有用=Gh=500N×1m=500J,滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈83%;3∵F=G+G动,∴动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N;4拉力的功率是P===60W.答:1拉力做的功为600J;2滑轮组的机械效率为83%;3动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N;4拉力的功率是60W.13.分析:1绳索重及摩擦均不计,提起物体所用的力是物重和动滑轮重的n分之一;2已知物体上升高度可以得到绳子作用点移动的距离;已知拉力和绳子自由端移动的距离,利用公式W=Fs得到总功;3已知物重和物体上升高度,可以得到有用功;已知有用功和总功,利用公式η=计算机械效率.,已知:G动=500N,G物=1500N,h=1m,s=2h=2m求:1F=2W总=3η=解:1人在匀速提升重物时所用拉力为F=×G物+G动=×1500N+500N=1000N;2重物被匀速提起1m的过程中,人所做的总功为W总=Fs=1000N×2m=2000J;3拉力做的有用功为W有=Gh=1500N×1m=1500J;滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=75%.答:1所用的拉力是1000N;2人所做的总功是2000J;3机械效率为75%.14.,解:1由题意知,拉力在1min做的功为:W总=Pt=750W×60s=45000J 根据W总=Fs 得s===90m由图知,此滑轮组由三段绳子承担物重,所以s=3h则h=s=×90m=30m答:重物在1min内上升的高度是30m.2因为滑轮组由3段绳子承担物重,所以F=G物+G动G动=3×500N﹣1200N=300N则F′=G物′+G动=×1800N+300N=700N答:当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时,拉力是700N.1根据W=Fs求出拉力做的功;15.分析:2根据η===求出机械效率;3根据F=G+G动求出动滑轮重,根据η===求出机械效率.,已知:物重G=540N,拉力F=200N,拉力移动距离s=3m,物重G2=440N1求:1拉力F所做的功W=;2滑轮组的机械效率η1=;3滑轮组此时的机械效率η2=解:1拉力做的功W=Fs=200N×3m=600J;2滑轮组的机械效率:η1=×100%=×100%=×100%=×100%=90%;3∵F=G+G动∴动滑轮重G动=3F﹣G1=3×200N﹣540N=60N,滑轮组此时的机械效率:η2=×100%=×100%=×100%=×100%=88%.答:1拉力F所做的功为600J;2滑轮组的机械效率为90%;3滑轮组此时的机械效率为88%.16.,解:1∵m=500kg,g=10N/kg,∴物体的重力为:G=mg=500kg×10N/kg=5000N;而h=,∴滑轮组做的有用功为:W有=Gh=5000N×=4000J.2从图可知,该滑轮组有3段绳子吊着物体,∴拉力移动的距离为:S=3h=3×=;而此滑轮组的机械效率为η=80%,∴所做的总功为:W总===5000J;又∵拉力F的功率为P=2500W,∴做功的时间为:t===2s,则物体上升的速度为:v===s.3∵W总=5000J,S=,∴拉力的大小为:F===N,不计绳重和摩擦,F=G+G动,即N=×5000N+G动,解得:G动=1250N.4用该滑轮组吊起6250N的重物时,拉力的大小为:F′=G′+G动=6250N+1250N=2500N;∴滑轮组的机械效率为:η′===≈%.答:1滑轮组做的有用功为4000J.2物体上升的速度为s.3动滑轮的重力为1250N.4若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为2500N,此时的机械效率为%.17.,解:1由图知,n=3,∵s=3h,s=3m,∴h=s=×3m=1m,使用滑轮组做的有用功:W有用=Gh=240N×1m=240J;∵η=,∴使用滑轮组做的总功:W总===300J;∵W总=Fs,∴F===100N,∵不计绳重和摩擦,拉力F=G物+G轮,即:100N=240N+G轮,∴G轮=3×100N﹣240N=60N,当提升540N物体时,拉力:F′=G物′+G轮=540N+60N=200N,此时滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=90%.答:1拉力所做的有用功是240J;2拉力是100N;拉力的功率是150W;3若将540N的物体匀速提高1m,此时滑轮组的机械效率是90%.18.,解:1用滑轮组提升物体做的有用功:W有用=Gh=6×102N×2m=×103J2拉力的做功功率:P===100W;3滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=60%.答:1有用功为×103J;2拉力的功率为100W;3该滑轮组的机械效率为60%.点评:本题考查了学生对有用功、总功、机械效率、功率的掌握和运用,能区分使用滑轮组时有用功和总功的计算方法是本题的关键.19.,解:1重物上升的速度v===s;2拉力所做的有用功W有用=Gh=480N×3m=1440J;3读图可知s=3h=9m,拉力所做的总功W总=Fs=200N×9m=1800J,拉力的功率P===180W;4滑轮组的机械效率η==80%.答:1重物上升的速度是s;2拉力所做的有用功是1440J;3拉力的功率是180W;4滑轮组的机械效率是80%.20.,解:1W=Gh=900N×2m=1800J有用3由图知,n=3,s=3h=3×2m=6m,拉力做功:W总=Fs=400N×6m=2400J,滑轮组的机械效率:η===75%;3拉力做功功率:P===240W.答:1所做的有用功为1800J;2该滑轮组的机械效率为75%;3拉力做功的功率为240W.21.,解:1做的有用功:W=Gh=480N×3m=1440J.有用2动滑轮的重力:G动=nF﹣G物=3×200N﹣480N=120N.3拉力所做的功:W总=FS=nFh=3×200N×3m=1800J;拉力的功率:P总===180W.4滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%.答:1做的有用功为1440J,2动滑轮的重力为120N,3拉力的功率180W,4滑轮组的机械效率80%.22.,解:1由图可知,经过动滑轮的绳子股数为3股,拉绳的速度是物体速度的3倍,故拉绳的速度v=1m/s×3=3m/s;答:拉绳的速度是3m/s;2假设物体前进距离为s,则克服摩擦力做的功W′=F1s,拉力做的功W=F×3s=3Fs,η=×100%=×100%=×100%=80%,所以F=500N,答:拉绳的力F至少为500N;3P=Fv=500N×3m/s=1500W,答:拉力的功率是1500W.23.,解:1钢锭在水平方向上移动,在重力方向上没有移动的距离,所以重力做功为0;2由图可知动滑轮的绳子段数n=3,则拉绳子的速度v绳=nv物=3×1m/s=3m/s;3∵W有=fs物;∴W有=fs物;W总=Fs绳;另s绳=3s物;由η====得:F===625N;∵P===Fv绳,∴功率P=Fv绳=625N×3m/s=1875W;4根据影响摩擦力的因素可知,将滑动摩擦变为滚动摩擦,可大大减小摩擦力;故建议为:在物体下面装上轮子.答:12s内钢锭的重力所做的功为0;2拉绳子的速度是3m/s;3拉绳子的力F为625N,拉力F的功率是1875W;4在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下,如果想用更小的力拉动钢锭,可将墙上的滑轮和钢锭上的滑轮交换安置,这样就有四根绳子拉钢锭了,能省力.24.,解:1由图知此滑轮组由3段绳子承担物体与地面的摩擦.所以v绳=3v物=3×s=s答:人拉绳端的移动速度是s.2η=答:滑轮组的机械效率是80%.25.分析:1本题是滑轮组使用的另一种情况﹣﹣将滑轮组水平使用来拉动重物,当滑轮组竖直拉动重物时,滑轮组上升克服的是重物的重力;而此题中的滑轮组水平拉动重物,滑轮组向左移动时克服的是地面的摩擦力.所以,此时有几段绳子拉重物,拉力就是摩擦力的几分之一.但这是在理想情况下,不考虑额外功,机械效率为100%的情况下.如果考虑到机械效率,那么拉力还要用得更多,也就是η===2功率P=,题目要求拉力F的功率,也就是要先求出拉力做的功.但此题没有告诉绳端移动的距离,只有物体移动的速度,所以先需根据有几段绳子在拉重物,绳端移动的速度就是物体移动速度的几倍,求出绳端移动的速度.再根据功率P===Fv求出.3先根据W=Pt求出1分钟做的功,也就是总功.再由机械效率为75%,算出有用功,最终算出额外功.,解:1∵有三段绳子有拉重物,根据η===∴F摩擦=3F拉η=3×600N×75%=1350N2∵有三段绳子有拉重物,∴v绳=3v物=3×1cm/s=3cm/s=sP拉===F拉v绳=600N×s=18W3W总=P拉t=18W×60s=1080JW有用=W总η=1080J×75%=810JW额外=W总﹣W有用=1080J﹣810J=270J答:1物体与地面的摩擦力是1350N.2绳自由端拉力F的功率18W.3绳自由端拉力F做功1分钟的过程中,额外功是270J.26.分析:1拉物体的力由三根绳子承担,由物体的速度和运动的时间可由s=vt计算出物体移动的距离,由承担拉力的绳子股数可得出绳子头移动的距离s′;由W=Fs′计算拉绳子的力做的功,2利用P=计算功率;3已知滑轮组的机械效率和总功根据η=求出有用功,利用W=fs即可求摩擦力f.,解:1拉物体的力由两根绳子承担,而物体移动的距离s=vt=s×2s=,绳子移动的距离s′=2s=2×=,拉力F做的功W总=Fs′=5N×=4J;2拉力F的功率P===2W;3∵η=,∴W有用=ηW总=80%×4J=;∵W有用=fs,∴f===8N.答:1在2秒内拉力F做的功为4J;2拉力F的功率为2W;3物体与地面间的摩擦力为8N.27.分析:首先根据如图装置确定绳子段数n=5,水平使用滑轮拉力克服摩擦力做功,与重力没有关系.可以先求有用功,用有用功除以机械效率就可得到总功;拉力等于总功除以拉力移动的距离,拉力移动距离要利用S=nh计算;人拉绳的功率要用总功除以时间计算.,解:1人做的有用功W有用=fh=300N×1m=300J人做的总功 W总===500J2拉力移动距离S=nh=5×1m=5m人的拉力 F===100N3人拉绳的功率 P===50W答:1人做的总功为500J;2人的拉力为100N;3人拉绳的功率为50W.。
滑轮组练习题(资评)1.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A,使重2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动6m.若A所受地面的摩擦力f=600N,所用拉力F=250N则此过程中()A.做的有用功为4500J B.拉力F的功率为1200WC.该装置的机械效率为80% D.重力做的功为1200J2.如图,A物体在大小为10N拉力F作用下,以0.3m/s速度向右匀速运动(不计滑轮重、绳重及摩擦),若A物体与桌面的摩擦力为1N,下列说法错误的是()A.拉力F做功的功率为3WB.B物体的质量为2.7kgC.B物体上升的速度是0.1m/sD.B物体运动1s则物体克服重力做3J功3.如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计.向上拉绳的速度是1.2m/s,拉绳的力F是9N.由此可知()A.物重是27N,物体的速度是0.4m/sB.物重是18N,物体的速度是0.6m/sC.物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/sD.物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s4.如图所示,小强在30s内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动6m,已知物体A重为800N,它受到的摩擦力为60N,小强所用拉力为25N,则A的重力做功为J ,拉力的功率为W,此滑轮组的机械效率为.5.如图所示的A、B两个滑轮,A是滑轮,B是滑轮,物体重力为200N,在不考虑滑轮摩擦和重力的情况下,物体与桌面的摩擦力为90N,匀速移动物体3m,水平力F为N,绳子的自由端移动m.6.在水平地面上放置一个质量为360N的物体,用图中所示的装置匀速拉动物体(不计绳子与滑轮的摩擦),拉力F等于40N,则物体与地面间的摩擦力应为N.7.如图所示,在水平地面上静放着两个物体,它们的重力均为G=200牛,物体与地面间的滑动摩擦力均为f=40牛,不计绳子与滑轮间的摩擦,则要拉动物体需要的最小拉力分别为F1=,F2=.8.用滑轮组将密度为2.8×103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升0.5m,加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮重120N,如图所示.不计绳重及摩擦,g取10N/kg,则下列说法正确的是()A.金属块受到的重力与浮力是平衡力B.拉力F的有用功是280JC.金属块受到的浮力是200N D .滑轮组的机械效率是75%9.如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有()A.B受到的摩擦力为3N,方向水平向左B.滑轮移动的速度为0.1m/s C.绳子拉物体A的功率为2W D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数仍为3N10.用如图所示的滑轮组去拉动物体A,已知物体A重为1000N,动滑轮重为80N.在拉力F的作用下,结果20s,物体A 沿水平方向匀速前进了4m,拉力F做功为3200J.(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)求:(1)物体A克服摩擦力做功是多少?(2)此滑轮组的机械效率是多少?(3)绳自由端移动的速度为多少?11.如图所示,在水平地面上放着物体A,A与地面的接触面积为0.14m2,对地面的压强为3000Pa,用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10N/kg).求:(1)物体A的质量m A和动滑轮的质量m.(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,在5s的时间内,人拉力做的功是多少?12.小宇帮助邻居李奶奶将一袋重100N的米背上12m高的五楼,共用时间120s.求:(1)小宇对这袋米做的功;(2)小宇对这袋米做功的功率.13.建筑工地上,起重机将质量为0.8t的货物在30s内匀速提升到6m的高处,它的电动机所做的功是1.2×105 J,(g取10N/kg).请计算:(1)提升货物所做的有用功是多少?(2)电动机的功率是多少?(3)起重机的机械效率是多少?14.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小;(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,l0s内货车牵引力做的功;(3)当货车以90KW的额定功率、100km/h的速度匀速行驶时,求货车最多可装载多重的货物.15.如图所示,水平地面上放着物体A和B,且m A:m B=9:7.B与地面的接触面积为1.4×103 cm2,对地面的压强为2500Pa.用滑轮组匀速提升A物体时,滑轮组的机械效率是90%(不计绳重和摩擦,取g=10N/kg)求:(1)B的质量;(2)匀速提升B时滑轮组的机械效率;(3)用此滑轮组以0.1m/s的速度匀速向上提升A时,人的拉力的功率多大.16.利用如如图所示的装置,把体积为1000cm3、密度为3×103kg/m3的薄石块从水面下2m处拉出水面后,再提升了5m,共用时间10s.动滑轮重为20N (不计绳子与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都是匀速)求:(1)在整个过程中拉力F的功率(注:在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变).(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是多少?(g=10N/kg)17.一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路匀速行驶,受到的阻力是1200N.小轿车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个斜坡.设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变.求:(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功;(2)行驶过程中小轿车的功率;(3)要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍,其行驶速度应为多少?18.用一根绳子和两个滑轮,组成拉力向下的滑轮组,若每个滑轮重60N,最多能提起的重物为140N.求:(1)画出滑轮组的设计图?(2)不计摩擦,绳子能承受的最大拉力是多大?(3)此滑轮组机械效率是多大?(4)若1s内将此物体竖直提起0.2m,拉力功率是多大?19.用一根绳子把图中两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的滑轮组,若每个滑轮重100N,绳的最大承受力为200N.求:(1)画出滑轮组的装配图;(2)用此滑轮组最多能提起多重的物体?20.用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动,物体受到的摩擦力为120N,绳子末端的水平拉力为50N,则滑轮组的机械效率为多少;若物体运动的速度为0.2m/s,则10s内拉力做的功是多少J.21.小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼,所用的拉力为360N,绳子自由端移动的速度为0.3m/s.(已知每层楼高3m)求:(1)小明所用的时间;(2)拉力的功率;(3)所做的额外功;(4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?参考答案与试题解析1.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A,使重2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动6m.若A所受地面的摩擦力f=600N,所用拉力F=250N则此过程中()A.做的有用功为4500J B.拉力F的功率为1200WC.该装置的机械效率为80% D.重力做的功为1200J【解答】解:A、f=600N,s=6m,W有用=fs=600N×6m=3600J,故A错;B、由图可知,拉力移动的距离s′和物体移动的距离s的关系:s′=3s=3×6m=18m,拉力F的功率:P====1500W,故B错;C、装置的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=80%,故C正确;D、物体在重力的方向上没有移动距离,故重力没有做功,故D错.故选C.【点评】本题综合考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算,本题关键:知道克服摩擦力做的功为有用功.2.如图,A物体在大小为10N拉力F作用下,以0.3m/s速度向右匀速运动(不计滑轮重、绳重及摩擦),若A物体与桌面的摩擦力为1N,下列说法错误的是()A.拉力F做功的功率为3WB.B物体的质量为2.7kgC.B物体上升的速度是0.1m/sD.B物体运动1s则物体克服重力做3J功【解答】解:A、拉力的功率P=Fv=10N×0.3m/s=3W,故A正确;B、物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件得:F=f+F绳,F绳=F ﹣f=10N﹣1N=9N,由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,则物体B的重力G B=nF绳=3×9N=27N,由于G B=m B g,则B的质量m B ===2.7kg,故B正确;C、B物体上升的速度v B ===0.1m/s,故C正确;D、1s内物体B上升的距离h=v B t=0.1m/s×1s=0.1m,物体B克服重力做的功W=m B gh=2.7kg×10N/kg×0.1m=2.7J,故D错误;本题选错误的,故选:D.【点评】本题是一道力学综合计算题,应用功率公式、滑轮组公式、功的计算公式即可正确解题.3.如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计.向上拉绳的速度是1.2m/s,拉绳的力F是9N.由此可知()A.物重是27N,物体的速度是0.4m/sB.物重是18N,物体的速度是0.6m/sC.物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/sD.物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s【解答】解:本题滑轮组做功是克服摩擦力做功,有3段绳子承担拉力,因此物体受到的摩擦力是f=3×9N=27N;物体移动的速度:v==0.4m/s.故选C.【点评】滑轮组用几段绳子拉着物体,拉动物体所用的力就是摩擦力的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.4.如图所示,小强在30s内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动6m,已知物体A重为800N,它受到的摩擦力为60N,小强所用拉力为25N,则A的重力做功为0J,拉力的功率为15W,此滑轮组的机械效率为80%.【解答】解:(1)重力为800N的物体,在水平面上匀速前进6m,虽然有力,也有距离,但F⊥S,所以没做功,即A 的重力做功为0J .(2)因重物有3段绳子承担,故s=3h=3×6m=18m,W=Fs=25N×18m=450J,拉力的功率P===15W,(3)克服滑动摩擦力做的有用功为:W′=fs=60N×6m=360J.滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%.故答案为:0;15;80%.【点评】本题考查水平使用滑轮组拉力的计算,有两处关键的地方,一是滑轮组水平使用克服的是摩擦力,故题目已知物体重力是个干扰条件;二是对动滑轮上绳子段数n的判断.5.如图所示的A、B两个滑轮,A是定滑轮,B是动滑轮,物体重力为200N,在不考虑滑轮摩擦和重力的情况下,物体与桌面的摩擦力为90N,匀速移动物体3m,水平力F 为30N,绳子的自由端移动9m.【解答】解:由图可知,A滑轮的轴固定不动,A是定滑轮;B滑轮的轴随物体一起运动,B 是动滑轮;由图知,滑轮组承担拉力绳子的有效股数n=3,∵不考虑滑轮摩擦和重力,∴水平拉力:F===30N;绳子自由端移动的距离:s=ns物体=3×3m=9m.故答案为:定;动;30;9.【点评】本题考查了滑轮组的力的计算,在滑轮组中,拉物体的力由几根绳子承担,则绳子自己端的力为拉物体的力的几分之一.注意滑轮组水平拉动重物时,机械受到的阻力变成是摩擦力,而不是重力.6.在水平地面上放置一个质量为360N的物体,用图中所示的装置匀速拉动物体(不计绳子与滑轮的摩擦),拉力F等于40N,则物体与地面间的摩擦力应为120N.【解答】解:从图可知,有三段绳子在拉物体,∴水平拉力F为摩擦力f的三分之一,即F=f,∴摩擦力f=3F=3×40N=120N.故答案为:120.【点评】本题考查了滑轮组中力的计算,在滑轮组中,拉物体的力由几根绳子承担,则绳子自己端的力为拉物体的力的几分之一.滑轮组水平拉动重物时,机械受到的阻力变成是摩擦力,而不是重力.7.如图所示,在水平地面上静放着两个物体,它们的重力均为G=200牛,物体与地面间的滑动摩擦力均为f=40牛,不计绳子与滑轮间的摩擦,则要拉动物体需要的最小拉力分别为F1=20N,F2=20N.【解答】解:从图可知,上图是一个动滑轮,有两段绳子在拉物体;下图是一滑轮组拉物体,也是两段绳子拉物体,∴水平拉力F为摩擦力f的二分之一,即F1=f=×40N=20N;F2=f=×40N=20N.故答案为:20N;20N.【点评】本题考查了滑轮组中力的计算,在滑轮组中,拉物体的力由几根绳子承担,则绳子自由端的力为拉物体的力的几分之一.本题中滑轮组水平拉动重物时,机械受到的阻力变成是摩擦力,而不是重力.8.用滑轮组将密度为2.8×103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升0.5m,加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮重120N,如图所示.不计绳重及摩擦,g取10N/kg,则下列说法正确的是()A.金属块受到的重力与浮力是平衡力B.拉力F的有用功是280JC.金属块受到的浮力是200ND.滑轮组的机械效率是75%【解答】解:(1)金属块的体积:V===0.02m3,∵金属块完全浸没,∴金属块受到的浮力:F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N,故C正确;(2)对金属块受力分析可知:受到竖直向上的拉力F拉和浮力F浮、竖直向下的重力G,∴金属块受到的重力与浮力不是平衡力,故A不正确;(3)∵物体匀速上升,∴F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=56kg×10N/kg﹣200N=360N;拉力F的有用功:W有=F拉h=360N×0.5m=180J,故B不正确;(4)由滑轮组可知绳子的有效股数n=2,∴滑轮组绳子的拉力:F=(F拉+G动)=(360N+120N)=240N,拉力做的总功:W总=Fs=Fnh=240N×2×0.5m=240J,∴滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=75%,故D正确.故选CD.【点评】本题涉及到的知识点较多,如体积和浮力的计算、机械效率的计算,有用功、总功的理解和运用等,综合性较强,有一定的难度;要特别注意物体不仅受重力和拉力,还要受水给它的浮力.9.如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有()A.B受到的摩擦力为3N,方向水平向左B.滑轮移动的速度为0.1m/sC.绳子拉物体A的功率为2WD.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数仍为3N【解答】解:A、B静止处于平衡状态,水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用,由平衡条件得:B受到的摩擦力f=F=3N,方向水平向右,故A错误;B、由图可知,F作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体A的移动速度为0.2m/s,所以动滑轮的移动速度为0.1m/s,故B正确;C、由图可知,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F的一半,是5N,P===Fv=5N ×0.2m/s=1W,故C错误;D、测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中,若拉力增大到12N,由于B和A之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,D正确.故选BD.【点评】此题考查了动滑轮的省力特点、摩擦力的分析及功率的计算,解决此题的关键是对每个物体进行正确的受力分析,搞清楚各个力之间的关系.10.用如图所示的滑轮组去拉动物体A,已知物体A重为1000N,动滑轮重为80N.在拉力F的作用下,结果20s,物体A沿水平方向匀速前进了4m,拉力F做功为3200J.(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)求:(1)物体A克服摩擦力做功是多少?(2)此滑轮组的机械效率是多少?(3)绳自由端移动的速度为多少?【解答】解:(1)由图可知,动滑轮上绳子的段数n=2,则绳子自由端移动的距离:s=ns物=2×4m=8m,由W=Fs可得,拉力:F===400N,由于下方为定滑轮,物体A沿水平方向匀速前进,处于平衡状态,可知:2F=G动+f,则摩擦力:f=2F﹣G动=2×400N﹣80N=720N,物体克服摩擦力做功:W有=fs物=720N×4m=2880J;(2)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=90%;(3)绳子自由端移动速度:v===0.4m/s.答:(1)物体A克服摩擦力做功2880J;(2)此滑轮组的机械效率是90%;(3)绳自由端移动的速度为0.4m/s.【点评】本题考查功的计算、速度的计算、机械效率的计算,知识点多,注意计算题的格式和单位的统一,属于较难的题.11.如图所示,在水平地面上放着物体A,A与地面的接触面积为0.14m2,对地面的压强为3000Pa,用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10N/kg).求:(1)物体A的质量m A和动滑轮的质量m.(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,在5s的时间内,人拉力做的功是多少?【解答】解:(1)由p=可得,A对地面的压力:F压=pS=3000Pa×0.14m2=420N,因为物体A在水平地面上,所以物体A的重力:G A=F=420N,物体A的质量:m A ===42kg;用滑轮组匀速提升物体A时,不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率:η=====84%,解得G轮=80N,动滑轮的质量:m===8kg;(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升5s,则物体A上升的高度:h=vt=0.2m/s×5s=1m,由图可知n=2,则拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m,不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:F=(G A+G轮)=(420N+80N)=250N,人拉力做的功:W总=Fs=250N×2m=500J.答:(1)物体A的质量为42kg,动滑轮的质量为8kg;(2)在5s的时间内,人拉力做的功是500J.【点评】本题为力学综合题,考查了压强定义式、功的公式、效率公式的应用,本题关键有二:一是不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η===;二是不计绳重和摩擦,拉力F=(G A+G轮).12.小宇帮助邻居李奶奶将一袋重100N的米背上12m高的五楼,共用时间120s.求:(1)小宇对这袋米做的功;(2)小宇对这袋米做功的功率.【解答】解:(1)小宇对这袋米做的功:W=Fs=Gh=100N×12m=1.2×103J;(2)小宇对这袋米做功的功率:P===10W.答:(1)小宇对这袋米做的功1.2×103J;(2)小宇对这袋米做功的功率为10W.【点评】此题主要考查的是学生对重力、功和功率计算公式的理解和掌握,分清楚小宇做的功和小宇对米做的功是解决此题的关键.13.建筑工地上,起重机将质量为0.8t的货物在30s内匀速提升到6m的高处,它的电动机所做的功是1.2×105 J,(g取10N/kg).请计算:(1)提升货物所做的有用功是多少?(2)电动机的功率是多少?(3)起重机的机械效率是多少?【解答】解:(1)m=0.8t=800kg;物体的重力G=mg=800kg×10N/kg=8000N;起重机提升重物做功W有用=Gh=8000N×6m=4.8×104J;(2)起重机提升重物的功率P===4000W;(3)起重机的机械效率是η===40%.答:(1)提升货物所做的有用功是4.8×104J;(2)电动机的功率是4000W;(3)起重机的机械效率是40%.【点评】本题主要考查功率和机械效率的计算,解答本题的关键是能够对物体进行正确的受力分析,并分清什么是有用功功率,什么是总功功率14.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小;(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,l0s内货车牵引力做的功;(3)当货车以90KW的额定功率、100km/h的速度匀速行驶时,求货车最多可装载多重的货物.【解答】解:(l)由题意知:f=0.1G=0.1×2.5×l04N=2.5×l03N;(2)v=36km/h=10m/s由v=可知,s=vt=10m/s×10s=100m因为货车匀速行驶,所以拉力与阻力是平衡力,则F=f=2.5×l03N;动力做的功:W=Fs=2.5×l03N×100m=2.5×105J(3)由P==Fv得:F拉===3.24×103N;因为匀速运动,所以F拉=f1=0.1G总所以G总===3.24×104NG货=G总﹣G车=3.24×l04N﹣2.5×l04N=7.4×l03N.答:(1)货车空载行驶时所受的阻力为2.5×l03N;(2)lOs内货车牵引力做的功2.5×105J;(3)货车最多可装载7.4×l03N的货物.【点评】本题主要考查了二力平衡条件的应用、速度的计算及功和功率的计算,是力学的综合题目,在分析时,要高清各力之间的关系.15.如图所示,水平地面上放着物体A和B,且m A:m B=9:7.B与地面的接触面积为1.4×103 cm2,对地面的压强为2500Pa.用滑轮组匀速提升A物体时,滑轮组的机械效率是90%(不计绳重和摩擦,取g=10N/kg)求:(1)B的质量;(2)匀速提升B时滑轮组的机械效率;(3)用此滑轮组以0.1m/s的速度匀速向上提升A时,人的拉力的功率多大.【解答】解:(1)由p=得,G=F=pS=2500Pa×1.4×103×10﹣4m2=350N则mB===35kg(2)m A:m B=9:7,mB=35kg,所以mA=45kg则G A=m A g=45kg×10N/kg=450N;η===则G动=﹣G A =﹣450N=50N则ηB =×100%=×100%=87.5%(3)由图知,滑轮组由2段绳子承担物重,v物=0.1m/s,所以v绳=2v物=0.2m/s F=(G A+G动)=×(450N+50N)=250N则P=Fv绳=250N×0.2m/s=50W.答:(1)B的质量是35kg;(2)匀速提升B时滑轮组的机械效率是87.5%;(3)人的拉力的功率是50W.【点评】此题考查了滑轮组的省力特点、压强公式的应用,重力的计算、机械效率及功率的计算,关键是正确对滑轮组进行受力分析,得出动滑轮的重力.16.利用如如图所示的装置,把体积为1000cm3、密度为3×103kg/m3的薄石块从水面下2m处拉出水面后,再提升了5m,共用时间10s.动滑轮重为20N (不计绳子与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都是匀速)求:(1)在整个过程中拉力F的功率(注:在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变).(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是多少?(g=10N/kg)【解答】解:(1)在离开水面前,石块受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10﹣6m3=10N,薄石块的重力:G石=m石g=ρ石v石g=3×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg=30N,设动滑轮下端所受的拉力F1,F1=G石﹣F浮=30N﹣10N=20N,设离开水面前绳子自由端的拉力为F2,F2=(F1+G轮)=(20N+20N)=20N,离开水面后,绳子自由端的拉力:F3=(G石+G轮)=(30N+20N)=25N,绳子自由端拉力F所做的总功:W总=F2×s1+F3×s2=20N×4m+25N×10m=330J;故功率为:P===33W,(2)石块离开水面后:h2=5m,s2=2h2=2×5m=10m,W有用=G石h2=30N×5m=150J,W总=F3s2=25N×10m=250J,动滑轮的机械效率:η=×100%=×100%=60%.答:(1)在整个过程中拉力F的功率为33W;(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是60%.【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、功的公式、功率的公式、机械效率公式、阿基米德原理的掌握和运用,知识点多、综合性强,属于难题.17.一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路匀速行驶,受到的阻力是1200N.小轿车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个斜坡.设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变.求:(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功;(2)行驶过程中小轿车的功率;(3)要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍,其行驶速度应为多少?【解答】解:(1)轿车沿水平方向做匀速直线运动,则F=F阻=1200N,小轿车牵引力所做的功:W=Fs=1200N×300m=3.6×105J;(2)∵v=,∴小轿车在水平路面匀速行驶的时间:t===20s,小轿车的功率:P===1.8×104W,(3)由P===Fv,∵P1=P2,∴F1v1=F2v2,即v2====10m/s.答:(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功为3.6×105J;(2)行驶过程中小轿车的功率为1.8×104W;(3)其行驶速度应为10m/s.【点评】此题主要考查的是学生对速度、重力、功和功率计算公式的理解和掌握,难度不大,属于中档题.18.用一根绳子和两个滑轮,组成拉力向下的滑轮组,若每个滑轮重60N,最多能提起的重物为140N.求:(1)画出滑轮组的设计图?(2)不计摩擦,绳子能承受的最大拉力是多大?(3)此滑轮组机械效率是多大?(4)若1s内将此物体竖直提起0.2m,拉力功率是多大?【解答】解:(1)用一根绳子和两个滑轮,组成的滑轮组拉力向下,绳子先绕在定滑轮上,然后绕过动滑轮,如图所示:(2)已知最多能提起的重物为140N和每个滑轮重60N,则每段绳子能承受的最大拉力F=(G+G动)=(140N+60N)=100N.重物由两端绳子承担;则绳子能承受的最大拉力是200N;(3)该滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%==70%;(4)1s内将此物体竖直提起0.2m,则拉力移动的距离s=2h=2×0.2m=0.4m,拉力做功W=Fs=100N×0.4m=40J,拉力功率P===40W.答:(1)见上图;(2)不计摩擦,绳子能承受的最大拉力是200N;(3)此滑轮组机械效率是70%;(4)拉力功率是40W.【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点和机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握,基础性题目.19.用一根绳子把图中两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的滑轮组,若每个滑轮重100N,绳的最大承受力为200N.求:(1)画出滑轮组的装配图;(2)用此滑轮组最多能提起多重的物体?【解答】解:(1)从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有5段绳子承担物重,这就是最省力的绕法.如图所示:(2)F=(G+G动),拉力最大,则物重最重,则物体最重的重力G=5F﹣G动=5×200N﹣100N=900N;故的答案为:(1)如图所示:;(2)用此滑轮组最多能提起900N重的物体.【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点,滑轮组的最省力绕法中注意绳子股数的确定方法.基础性题目.20.用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动,物体受到的摩擦力为120N,绳子末端的水平拉力为50N,则滑轮组的机械效率为多少;若物体运动的速度为0.2m/s,则10s内拉力做的功是多少J.【解答】解:滑轮组的机械效率η====80%.拉力F运动的距离S1=3S物=3×Vt=3×0.2m/s×10s=6m,所以10s内拉力做的功是W=FS1=50N×6m=300J.答:滑轮组的机械效率为80%,10s内拉力做的功是300J.【点评】本题考查机械效率和距离以及做功的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是分析动滑轮上绳子的段数,还要知道影响做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离.21.小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼,所用的拉力为360N,绳子自由端移动的速度为0.3m/s.(已知每层楼高3m)求:(1)小明所用的时间;(2)拉力的功率;(3)所做的额外功;(4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?【解答】解:(1)h=3m×5=15m,∴S=3h=3×15m=45m,∴t===150s.答:小明所用的时间为150s.(2)拉力所做的总功W总=FS=360N×45m=16200J,拉力的功率P===108W.答:拉力的功率为108W.(3)W有=Gh=900N×15m=13500J,∴W额外=W总﹣W有=16200J﹣13500J=2700J.答:所做的额外功为2700J.(4)因为提升相同的重物,所以有用功保持不变,而由于增加动滑轮使得克服动滑轮的重力所做的额外功变多,故η越小.【点评】本题考查了功率和额外功、机械效率的理解.正确理解物体上升的高度是解题的关键.。
滑轮计算题(一)斜面上的机械效率的计算题:1、物体G所受到的重力大小为40N,若将该物体放在斜面上,用平行于斜面的拉力F使物体沿斜面匀速向上移动5m,此时拉力F的大小为25N,求:(1) 此斜面的机械效率;(2)斜面对物体的摩擦力。
2、如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端,斜面的长是5m,高是2m,拉力F=50N,则:(1)该装置的机械效率是多少?(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?(二)滑轮组的机械效率计算题:3、工人使用如图所示的滑轮组提升物体A,已知A受到的重力为1275N,拉动绳端使物体A在5s内上升5m,拉力F的功率为1.5kw,若忽略绳子的重力和滑轮的摩擦,求:(1)拉力F做的总功;(2)有用功的功率;(3)滑轮组的机械效率。
4、小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼,所用的拉力为360N,绳子自由端移动的速度为0.3m/s。
(己知每层楼高3m) 求:(1)小明所用的时间; (2)拉力的功率; (3)所做的额外功;(4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?5、用下图所示的滑轮组吊起重物,不计绳重和摩擦。
(1)当物重为150N时,绳端所用的拉力是60N,此时滑轮组的机械效率是多少?(2)此滑轮组中动滑轮的重力多大?(3)当所吊重物为300N时,10s内重物被匀速提高2m时,绳端的拉力做功的功率是多少?克服重力做功的功率是多少?该滑轮组的机械效率又是多少?6、如图所示的滑轮组吊起重960N的物体,人站在地面上用力F往下拉绳,拉力F=400N时,物体以0.2m/s的速度匀速上升(不计绳重和一切摩擦).求:(1)拉力F做功的功率为多大,有用功的功率多大?(2)此时滑轮组的机械效率为多大?(3)若绳能承受的最大拉力为600N,此装置最多能匀速提起多重的物体?7、某工人只用动滑轮提起重180N的物体,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计,在拉力F的作用下,物体正以0.1m/s的速度匀速上升,求:(1)拉力F;(2)动滑轮的机械效率;(3)拉力做功的功率及重力做功的功率。
滑轮组练习题(资评)1.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A,使重2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动6m.若A所受地面的摩擦力f=600N,所用拉力F=250N则此过程中()A.做的有用功为4500J B.拉力F的功率为1200WC.该装置的机械效率为80% D.重力做的功为1200J2.如图,A物体在大小为10N拉力F作用下,以0.3m/s速度向右匀速运动(不计滑轮重、绳重及摩擦),若A物体与桌面的摩擦力为1N,下列说法错误的是()A.拉力F做功的功率为3WB.B物体的质量为2.7kgC.B物体上升的速度是0.1m/sD.B物体运动1s则物体克服重力做3J功3.如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计.向上拉绳的速度是1.2m/s,拉绳的力F是9N.由此可知()A.物重是27N,物体的速度是0.4m/sB.物重是18N,物体的速度是0.6m/sC.物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/sD.物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s4.如图所示,小强在30s内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动6m,已知物体A重为800N,它受到的摩擦力为60N,小强所用拉力为25N,则A的重力做功为J ,拉力的功率为W,此滑轮组的机械效率为.5.如图所示的A、B两个滑轮,A是滑轮,B是滑轮,物体重力为200N,在不考虑滑轮摩擦和重力的情况下,物体与桌面的摩擦力为90N,匀速移动物体3m,水平力F为N,绳子的自由端移动m.6.在水平地面上放置一个质量为360N的物体,用图中所示的装置匀速拉动物体(不计绳子与滑轮的摩擦),拉力F等于40N,则物体与地面间的摩擦力应为N.7.如图所示,在水平地面上静放着两个物体,它们的重力均为G=200牛,物体与地面间的滑动摩擦力均为f=40牛,不计绳子与滑轮间的摩擦,则要拉动物体需要的最小拉力分别为F1=,F2=.8.用滑轮组将密度为2.8×103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升0.5m,加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮重120N,如图所示.不计绳重及摩擦,g取10N/kg,则下列说法正确的是()A.金属块受到的重力与浮力是平衡力B.拉力F的有用功是280JC.金属块受到的浮力是200N D .滑轮组的机械效率是75%9.如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有()A.B受到的摩擦力为3N,方向水平向左B.滑轮移动的速度为0.1m/s C.绳子拉物体A的功率为2W D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数仍为3N10.用如图所示的滑轮组去拉动物体A,已知物体A重为1000N,动滑轮重为80N.在拉力F的作用下,结果20s,物体A 沿水平方向匀速前进了4m,拉力F做功为3200J.(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)求:(1)物体A克服摩擦力做功是多少?(2)此滑轮组的机械效率是多少?(3)绳自由端移动的速度为多少?11.如图所示,在水平地面上放着物体A,A与地面的接触面积为0.14m2,对地面的压强为3000Pa,用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10N/kg).求:(1)物体A的质量m A和动滑轮的质量m.(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,在5s的时间内,人拉力做的功是多少?12.小宇帮助邻居李奶奶将一袋重100N的米背上12m高的五楼,共用时间120s.求:(1)小宇对这袋米做的功;(2)小宇对这袋米做功的功率.13.建筑工地上,起重机将质量为0.8t的货物在30s内匀速提升到6m的高处,它的电动机所做的功是1.2×105 J,(g取10N/kg).请计算:(1)提升货物所做的有用功是多少?(2)电动机的功率是多少?(3)起重机的机械效率是多少?14.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小;(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,l0s内货车牵引力做的功;(3)当货车以90KW的额定功率、100km/h的速度匀速行驶时,求货车最多可装载多重的货物.15.如图所示,水平地面上放着物体A和B,且m A:m B=9:7.B与地面的接触面积为1.4×103 cm2,对地面的压强为2500Pa.用滑轮组匀速提升A物体时,滑轮组的机械效率是90%(不计绳重和摩擦,取g=10N/kg)求:(1)B的质量;(2)匀速提升B时滑轮组的机械效率;(3)用此滑轮组以0.1m/s的速度匀速向上提升A时,人的拉力的功率多大.16.利用如如图所示的装置,把体积为1000cm3、密度为3×103kg/m3的薄石块从水面下2m处拉出水面后,再提升了5m,共用时间10s.动滑轮重为20N (不计绳子与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都是匀速)求:(1)在整个过程中拉力F的功率(注:在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变).(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是多少?(g=10N/kg)17.一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路匀速行驶,受到的阻力是1200N.小轿车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个斜坡.设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变.求:(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功;(2)行驶过程中小轿车的功率;(3)要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍,其行驶速度应为多少?18.用一根绳子和两个滑轮,组成拉力向下的滑轮组,若每个滑轮重60N,最多能提起的重物为140N.求:(1)画出滑轮组的设计图?(2)不计摩擦,绳子能承受的最大拉力是多大?(3)此滑轮组机械效率是多大?(4)若1s内将此物体竖直提起0.2m,拉力功率是多大?19.用一根绳子把图中两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的滑轮组,若每个滑轮重100N,绳的最大承受力为200N.求:(1)画出滑轮组的装配图;(2)用此滑轮组最多能提起多重的物体?20.用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动,物体受到的摩擦力为120N,绳子末端的水平拉力为50N,则滑轮组的机械效率为多少;若物体运动的速度为0.2m/s,则10s内拉力做的功是多少J.21.小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼,所用的拉力为360N,绳子自由端移动的速度为0.3m/s.(已知每层楼高3m)求:(1)小明所用的时间;(2)拉力的功率;(3)所做的额外功;(4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?参考答案与试题解析1.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A,使重2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动6m.若A所受地面的摩擦力f=600N,所用拉力F=250N则此过程中()A.做的有用功为4500J B.拉力F的功率为1200WC.该装置的机械效率为80% D.重力做的功为1200J【解答】解:A、f=600N,s=6m,W有用=fs=600N×6m=3600J,故A错;B、由图可知,拉力移动的距离s′和物体移动的距离s的关系:s′=3s=3×6m=18m,拉力F的功率:P====1500W,故B错;C、装置的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=80%,故C正确;D、物体在重力的方向上没有移动距离,故重力没有做功,故D错.故选C.【点评】本题综合考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算,本题关键:知道克服摩擦力做的功为有用功.2.如图,A物体在大小为10N拉力F作用下,以0.3m/s速度向右匀速运动(不计滑轮重、绳重及摩擦),若A物体与桌面的摩擦力为1N,下列说法错误的是()A.拉力F做功的功率为3WB.B物体的质量为2.7kgC.B物体上升的速度是0.1m/sD.B物体运动1s则物体克服重力做3J功【解答】解:A、拉力的功率P=Fv=10N×0.3m/s=3W,故A正确;B、物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件得:F=f+F绳,F绳=F ﹣f=10N﹣1N=9N,由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,则物体B的重力G B=nF绳=3×9N=27N,由于G B=m B g,则B的质量m B ===2.7kg,故B正确;C、B物体上升的速度v B ===0.1m/s,故C正确;D、1s内物体B上升的距离h=v B t=0.1m/s×1s=0.1m,物体B克服重力做的功W=m B gh=2.7kg×10N/kg×0.1m=2.7J,故D错误;本题选错误的,故选:D.【点评】本题是一道力学综合计算题,应用功率公式、滑轮组公式、功的计算公式即可正确解题.3.如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计.向上拉绳的速度是1.2m/s,拉绳的力F是9N.由此可知()A.物重是27N,物体的速度是0.4m/sB.物重是18N,物体的速度是0.6m/sC.物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/sD.物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s【解答】解:本题滑轮组做功是克服摩擦力做功,有3段绳子承担拉力,因此物体受到的摩擦力是f=3×9N=27N;物体移动的速度:v==0.4m/s.故选C.【点评】滑轮组用几段绳子拉着物体,拉动物体所用的力就是摩擦力的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.4.如图所示,小强在30s内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动6m,已知物体A重为800N,它受到的摩擦力为60N,小强所用拉力为25N,则A的重力做功为0J,拉力的功率为15W,此滑轮组的机械效率为80%.【解答】解:(1)重力为800N的物体,在水平面上匀速前进6m,虽然有力,也有距离,但F⊥S,所以没做功,即A 的重力做功为0J .(2)因重物有3段绳子承担,故s=3h=3×6m=18m,W=Fs=25N×18m=450J,拉力的功率P===15W,(3)克服滑动摩擦力做的有用功为:W′=fs=60N×6m=360J.滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%.故答案为:0;15;80%.【点评】本题考查水平使用滑轮组拉力的计算,有两处关键的地方,一是滑轮组水平使用克服的是摩擦力,故题目已知物体重力是个干扰条件;二是对动滑轮上绳子段数n的判断.5.如图所示的A、B两个滑轮,A是定滑轮,B是动滑轮,物体重力为200N,在不考虑滑轮摩擦和重力的情况下,物体与桌面的摩擦力为90N,匀速移动物体3m,水平力F 为30N,绳子的自由端移动9m.【解答】解:由图可知,A滑轮的轴固定不动,A是定滑轮;B滑轮的轴随物体一起运动,B 是动滑轮;由图知,滑轮组承担拉力绳子的有效股数n=3,∵不考虑滑轮摩擦和重力,∴水平拉力:F===30N;绳子自由端移动的距离:s=ns物体=3×3m=9m.故答案为:定;动;30;9.【点评】本题考查了滑轮组的力的计算,在滑轮组中,拉物体的力由几根绳子承担,则绳子自己端的力为拉物体的力的几分之一.注意滑轮组水平拉动重物时,机械受到的阻力变成是摩擦力,而不是重力.6.在水平地面上放置一个质量为360N的物体,用图中所示的装置匀速拉动物体(不计绳子与滑轮的摩擦),拉力F等于40N,则物体与地面间的摩擦力应为120N.【解答】解:从图可知,有三段绳子在拉物体,∴水平拉力F为摩擦力f的三分之一,即F=f,∴摩擦力f=3F=3×40N=120N.故答案为:120.【点评】本题考查了滑轮组中力的计算,在滑轮组中,拉物体的力由几根绳子承担,则绳子自己端的力为拉物体的力的几分之一.滑轮组水平拉动重物时,机械受到的阻力变成是摩擦力,而不是重力.7.如图所示,在水平地面上静放着两个物体,它们的重力均为G=200牛,物体与地面间的滑动摩擦力均为f=40牛,不计绳子与滑轮间的摩擦,则要拉动物体需要的最小拉力分别为F1=20N,F2=20N.【解答】解:从图可知,上图是一个动滑轮,有两段绳子在拉物体;下图是一滑轮组拉物体,也是两段绳子拉物体,∴水平拉力F为摩擦力f的二分之一,即F1=f=×40N=20N;F2=f=×40N=20N.故答案为:20N;20N.【点评】本题考查了滑轮组中力的计算,在滑轮组中,拉物体的力由几根绳子承担,则绳子自由端的力为拉物体的力的几分之一.本题中滑轮组水平拉动重物时,机械受到的阻力变成是摩擦力,而不是重力.8.用滑轮组将密度为2.8×103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升0.5m,加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮重120N,如图所示.不计绳重及摩擦,g取10N/kg,则下列说法正确的是()A.金属块受到的重力与浮力是平衡力B.拉力F的有用功是280JC.金属块受到的浮力是200ND.滑轮组的机械效率是75%【解答】解:(1)金属块的体积:V===0.02m3,∵金属块完全浸没,∴金属块受到的浮力:F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N,故C正确;(2)对金属块受力分析可知:受到竖直向上的拉力F拉和浮力F浮、竖直向下的重力G,∴金属块受到的重力与浮力不是平衡力,故A不正确;(3)∵物体匀速上升,∴F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=56kg×10N/kg﹣200N=360N;拉力F的有用功:W有=F拉h=360N×0.5m=180J,故B不正确;(4)由滑轮组可知绳子的有效股数n=2,∴滑轮组绳子的拉力:F=(F拉+G动)=(360N+120N)=240N,拉力做的总功:W总=Fs=Fnh=240N×2×0.5m=240J,∴滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=75%,故D正确.故选CD.【点评】本题涉及到的知识点较多,如体积和浮力的计算、机械效率的计算,有用功、总功的理解和运用等,综合性较强,有一定的难度;要特别注意物体不仅受重力和拉力,还要受水给它的浮力.9.如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有()A.B受到的摩擦力为3N,方向水平向左B.滑轮移动的速度为0.1m/sC.绳子拉物体A的功率为2WD.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数仍为3N【解答】解:A、B静止处于平衡状态,水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用,由平衡条件得:B受到的摩擦力f=F=3N,方向水平向右,故A错误;B、由图可知,F作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体A的移动速度为0.2m/s,所以动滑轮的移动速度为0.1m/s,故B正确;C、由图可知,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F的一半,是5N,P===Fv=5N ×0.2m/s=1W,故C错误;D、测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中,若拉力增大到12N,由于B和A之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,D正确.故选BD.【点评】此题考查了动滑轮的省力特点、摩擦力的分析及功率的计算,解决此题的关键是对每个物体进行正确的受力分析,搞清楚各个力之间的关系.10.用如图所示的滑轮组去拉动物体A,已知物体A重为1000N,动滑轮重为80N.在拉力F的作用下,结果20s,物体A沿水平方向匀速前进了4m,拉力F做功为3200J.(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)求:(1)物体A克服摩擦力做功是多少?(2)此滑轮组的机械效率是多少?(3)绳自由端移动的速度为多少?【解答】解:(1)由图可知,动滑轮上绳子的段数n=2,则绳子自由端移动的距离:s=ns物=2×4m=8m,由W=Fs可得,拉力:F===400N,由于下方为定滑轮,物体A沿水平方向匀速前进,处于平衡状态,可知:2F=G动+f,则摩擦力:f=2F﹣G动=2×400N﹣80N=720N,物体克服摩擦力做功:W有=fs物=720N×4m=2880J;(2)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=90%;(3)绳子自由端移动速度:v===0.4m/s.答:(1)物体A克服摩擦力做功2880J;(2)此滑轮组的机械效率是90%;(3)绳自由端移动的速度为0.4m/s.【点评】本题考查功的计算、速度的计算、机械效率的计算,知识点多,注意计算题的格式和单位的统一,属于较难的题.11.如图所示,在水平地面上放着物体A,A与地面的接触面积为0.14m2,对地面的压强为3000Pa,用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10N/kg).求:(1)物体A的质量m A和动滑轮的质量m.(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,在5s的时间内,人拉力做的功是多少?【解答】解:(1)由p=可得,A对地面的压力:F压=pS=3000Pa×0.14m2=420N,因为物体A在水平地面上,所以物体A的重力:G A=F=420N,物体A的质量:m A ===42kg;用滑轮组匀速提升物体A时,不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率:η=====84%,解得G轮=80N,动滑轮的质量:m===8kg;(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升5s,则物体A上升的高度:h=vt=0.2m/s×5s=1m,由图可知n=2,则拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m,不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:F=(G A+G轮)=(420N+80N)=250N,人拉力做的功:W总=Fs=250N×2m=500J.答:(1)物体A的质量为42kg,动滑轮的质量为8kg;(2)在5s的时间内,人拉力做的功是500J.【点评】本题为力学综合题,考查了压强定义式、功的公式、效率公式的应用,本题关键有二:一是不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η===;二是不计绳重和摩擦,拉力F=(G A+G轮).12.小宇帮助邻居李奶奶将一袋重100N的米背上12m高的五楼,共用时间120s.求:(1)小宇对这袋米做的功;(2)小宇对这袋米做功的功率.【解答】解:(1)小宇对这袋米做的功:W=Fs=Gh=100N×12m=1.2×103J;(2)小宇对这袋米做功的功率:P===10W.答:(1)小宇对这袋米做的功1.2×103J;(2)小宇对这袋米做功的功率为10W.【点评】此题主要考查的是学生对重力、功和功率计算公式的理解和掌握,分清楚小宇做的功和小宇对米做的功是解决此题的关键.13.建筑工地上,起重机将质量为0.8t的货物在30s内匀速提升到6m的高处,它的电动机所做的功是1.2×105 J,(g取10N/kg).请计算:(1)提升货物所做的有用功是多少?(2)电动机的功率是多少?(3)起重机的机械效率是多少?【解答】解:(1)m=0.8t=800kg;物体的重力G=mg=800kg×10N/kg=8000N;起重机提升重物做功W有用=Gh=8000N×6m=4.8×104J;(2)起重机提升重物的功率P===4000W;(3)起重机的机械效率是η===40%.答:(1)提升货物所做的有用功是4.8×104J;(2)电动机的功率是4000W;(3)起重机的机械效率是40%.【点评】本题主要考查功率和机械效率的计算,解答本题的关键是能够对物体进行正确的受力分析,并分清什么是有用功功率,什么是总功功率14.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小;(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,l0s内货车牵引力做的功;(3)当货车以90KW的额定功率、100km/h的速度匀速行驶时,求货车最多可装载多重的货物.【解答】解:(l)由题意知:f=0.1G=0.1×2.5×l04N=2.5×l03N;(2)v=36km/h=10m/s由v=可知,s=vt=10m/s×10s=100m因为货车匀速行驶,所以拉力与阻力是平衡力,则F=f=2.5×l03N;动力做的功:W=Fs=2.5×l03N×100m=2.5×105J(3)由P==Fv得:F拉===3.24×103N;因为匀速运动,所以F拉=f1=0.1G总所以G总===3.24×104NG货=G总﹣G车=3.24×l04N﹣2.5×l04N=7.4×l03N.答:(1)货车空载行驶时所受的阻力为2.5×l03N;(2)lOs内货车牵引力做的功2.5×105J;(3)货车最多可装载7.4×l03N的货物.【点评】本题主要考查了二力平衡条件的应用、速度的计算及功和功率的计算,是力学的综合题目,在分析时,要高清各力之间的关系.15.如图所示,水平地面上放着物体A和B,且m A:m B=9:7.B与地面的接触面积为1.4×103 cm2,对地面的压强为2500Pa.用滑轮组匀速提升A物体时,滑轮组的机械效率是90%(不计绳重和摩擦,取g=10N/kg)求:(1)B的质量;(2)匀速提升B时滑轮组的机械效率;(3)用此滑轮组以0.1m/s的速度匀速向上提升A时,人的拉力的功率多大.【解答】解:(1)由p=得,G=F=pS=2500Pa×1.4×103×10﹣4m2=350N则mB===35kg(2)m A:m B=9:7,mB=35kg,所以mA=45kg则G A=m A g=45kg×10N/kg=450N;η===则G动=﹣G A =﹣450N=50N则ηB =×100%=×100%=87.5%(3)由图知,滑轮组由2段绳子承担物重,v物=0.1m/s,所以v绳=2v物=0.2m/s F=(G A+G动)=×(450N+50N)=250N则P=Fv绳=250N×0.2m/s=50W.答:(1)B的质量是35kg;(2)匀速提升B时滑轮组的机械效率是87.5%;(3)人的拉力的功率是50W.【点评】此题考查了滑轮组的省力特点、压强公式的应用,重力的计算、机械效率及功率的计算,关键是正确对滑轮组进行受力分析,得出动滑轮的重力.16.利用如如图所示的装置,把体积为1000cm3、密度为3×103kg/m3的薄石块从水面下2m处拉出水面后,再提升了5m,共用时间10s.动滑轮重为20N (不计绳子与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都是匀速)求:(1)在整个过程中拉力F的功率(注:在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变).(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是多少?(g=10N/kg)【解答】解:(1)在离开水面前,石块受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10﹣6m3=10N,薄石块的重力:G石=m石g=ρ石v石g=3×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg=30N,设动滑轮下端所受的拉力F1,F1=G石﹣F浮=30N﹣10N=20N,设离开水面前绳子自由端的拉力为F2,F2=(F1+G轮)=(20N+20N)=20N,离开水面后,绳子自由端的拉力:F3=(G石+G轮)=(30N+20N)=25N,绳子自由端拉力F所做的总功:W总=F2×s1+F3×s2=20N×4m+25N×10m=330J;故功率为:P===33W,(2)石块离开水面后:h2=5m,s2=2h2=2×5m=10m,W有用=G石h2=30N×5m=150J,W总=F3s2=25N×10m=250J,动滑轮的机械效率:η=×100%=×100%=60%.答:(1)在整个过程中拉力F的功率为33W;(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是60%.【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、功的公式、功率的公式、机械效率公式、阿基米德原理的掌握和运用,知识点多、综合性强,属于难题.17.一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路匀速行驶,受到的阻力是1200N.小轿车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个斜坡.设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变.求:(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功;(2)行驶过程中小轿车的功率;(3)要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍,其行驶速度应为多少?【解答】解:(1)轿车沿水平方向做匀速直线运动,则F=F阻=1200N,小轿车牵引力所做的功:W=Fs=1200N×300m=3.6×105J;(2)∵v=,∴小轿车在水平路面匀速行驶的时间:t===20s,小轿车的功率:P===1.8×104W,(3)由P===Fv,∵P1=P2,∴F1v1=F2v2,即v2====10m/s.答:(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功为3.6×105J;(2)行驶过程中小轿车的功率为1.8×104W;(3)其行驶速度应为10m/s.【点评】此题主要考查的是学生对速度、重力、功和功率计算公式的理解和掌握,难度不大,属于中档题.18.用一根绳子和两个滑轮,组成拉力向下的滑轮组,若每个滑轮重60N,最多能提起的重物为140N.求:(1)画出滑轮组的设计图?(2)不计摩擦,绳子能承受的最大拉力是多大?(3)此滑轮组机械效率是多大?(4)若1s内将此物体竖直提起0.2m,拉力功率是多大?【解答】解:(1)用一根绳子和两个滑轮,组成的滑轮组拉力向下,绳子先绕在定滑轮上,然后绕过动滑轮,如图所示:(2)已知最多能提起的重物为140N和每个滑轮重60N,则每段绳子能承受的最大拉力F=(G+G动)=(140N+60N)=100N.重物由两端绳子承担;则绳子能承受的最大拉力是200N;(3)该滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%==70%;(4)1s内将此物体竖直提起0.2m,则拉力移动的距离s=2h=2×0.2m=0.4m,拉力做功W=Fs=100N×0.4m=40J,拉力功率P===40W.答:(1)见上图;(2)不计摩擦,绳子能承受的最大拉力是200N;(3)此滑轮组机械效率是70%;(4)拉力功率是40W.【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点和机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握,基础性题目.19.用一根绳子把图中两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的滑轮组,若每个滑轮重100N,绳的最大承受力为200N.求:(1)画出滑轮组的装配图;(2)用此滑轮组最多能提起多重的物体?【解答】解:(1)从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有5段绳子承担物重,这就是最省力的绕法.如图所示:(2)F=(G+G动),拉力最大,则物重最重,则物体最重的重力G=5F﹣G动=5×200N﹣100N=900N;故的答案为:(1)如图所示:;(2)用此滑轮组最多能提起900N重的物体.【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点,滑轮组的最省力绕法中注意绳子股数的确定方法.基础性题目.20.用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动,物体受到的摩擦力为120N,绳子末端的水平拉力为50N,则滑轮组的机械效率为多少;若物体运动的速度为0.2m/s,则10s内拉力做的功是多少J.【解答】解:滑轮组的机械效率η====80%.拉力F运动的距离S1=3S物=3×Vt=3×0.2m/s×10s=6m,所以10s内拉力做的功是W=FS1=50N×6m=300J.答:滑轮组的机械效率为80%,10s内拉力做的功是300J.【点评】本题考查机械效率和距离以及做功的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是分析动滑轮上绳子的段数,还要知道影响做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离.21.小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼,所用的拉力为360N,绳子自由端移动的速度为0.3m/s.(已知每层楼高3m)求:(1)小明所用的时间;(2)拉力的功率;(3)所做的额外功;(4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?【解答】解:(1)h=3m×5=15m,∴S=3h=3×15m=45m,∴t===150s.答:小明所用的时间为150s.(2)拉力所做的总功W总=FS=360N×45m=16200J,拉力的功率P===108W.答:拉力的功率为108W.(3)W有=Gh=900N×15m=13500J,∴W额外=W总﹣W有=16200J﹣13500J=2700J.答:所做的额外功为2700J.(4)因为提升相同的重物,所以有用功保持不变,而由于增加动滑轮使得克服动滑轮的重力所做的额外功变多,故η越小.【点评】本题考查了功率和额外功、机械效率的理解.正确理解物体上升的高度是解题的关键.。
滑轮组的机械效率的有关计算专题练习相关公式:竖直放置的滑轮组:提起的物体重为G物,动滑轮重为G动,承担物重的绳子段数为n,物体提高的高度为h,绳子自由端移动的距离(即拉力F移动的距离)为s,在不计摩擦时:1.拉力:F=(G物+G动)/ n2.绳子自由端移动的距离s= n h3.有用功:W有=G物h4.额外功:W额= G动h5.总功:W总=W有+W额= G物h+ G动h=Fs6.机械效率:η== = =水平放置的滑轮组:承担物重的绳子段数为n,物体移动的距离为S物,绳子自由端移动的距离(即拉力F移动的距离)为s绳,物体与水平面之间的摩擦力为f:1.拉力:F=f/ n(不考虑绳子与滑轮之间的摩擦)2.绳子自由端移动的距离s绳=nS物3.有用功:W有=fS物4.总功:W总= Fs绳5.机械效率:η= fS物/ Fs绳=f/n F想一想,练一练:1. 用如图1所示滑轮组将重6×102 N 的物体匀速提高2m ,拉力所做的功为2×103 J ,所用的时间为20s 。
求:(1)有用功;(2)拉力的功率;(3)该滑轮组的机械效率。
2.杭州市政府投巨资于民生工程,对背街小巷实施景观改造。
施工中,一建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶,动滑轮重为20N ,不计摩擦及绳重(如右图所示)。
若工人在5s 内将泥桶匀速提高2m.求: (1)工人使用滑轮组时做的有用功为 焦。
(2)工人拉绳子的力为 牛;拉力的功率为 瓦。
3、用如下图所示的滑轮组吊起重物,不计绳重和摩擦。
(1)当物重为150N 时,绳端所用的拉力是60N ,此时滑轮组的机械效率是多少?(2)当所吊重物为300N 时,10s 内重物被匀速提高2m 时,绳端拉力做功的功率是多少?此时滑轮组的机械效率是多少?4.用如图3所示的滑轮组来匀速拉动钢锭,已知钢锭与地面的摩擦力F 1为 1200N ,若此时滑轮组的机械效率为80%,物体速度为1m/s . ①拉绳的速度是多少? ②拉绳的力F 至少为多大?③在1分钟内拉力F 所做的功是多大?额外功是多大?5、如图6所示,用一动滑轮拉一物体A 以0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动,物体A 重为20N ,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,水平拉力为2.5N ,则在2s 内拉力做的功是_______,滑轮的机械效率是______(不计滑轮重力)6、一质量为6kg 的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m ,但石块没有露出水面,如图所示,已知绳的1自由端拉力为25N ,求石块在上升过程中: (1)石块受到的浮力为多少?(2)绳的自由端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少? (ρ石=3×103kg/m 3,g=10N/kg )跟我探究:1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示,第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。
滑轮组计算题专题练习1.如图所示;一名体重为700N、双脚与地面接触面积为0.04m2的人站在水平地面上;他用500N的拉力;在20s内将800N的重物匀速提升1m.求:1拉重物前;人对地面的压强;2拉力做功的功率;3滑轮组的机械效率.2.一个边长为lm;重为2000N的正方体箱子静止在水平;地面上.如图所示;某人利用滑轮组以0.2m/s的速度;匀速把箱子提高了4m.则:1箱子放在水平地面上静止时;它对地面的压强为多大2提起箱子的过程中;绳子自由端向下拉动的速度大小为多少3滑轮组的机械效率为80%;作用在绳子自由端的拉力F的功率为多少3.造福于资阳人民的“毗河引水”工程正在如火如荼的进行建设;如图所示为乐至县境内某引水渡槽建设工地用升降机从地面提升渡槽组件的示意图.若渡槽设计高度为h=10m.每一段组件质量为m=2×103kg;升降机最大功率为P=40k W;每根钢丝绳上能承受的最大拉力是F0=4×104N;不计滑轮和钢丝绳的重力及摩擦力;取g=10N/kg;求:1该升降机一次最多能匀速提升多少段渡槽组件.2某次提升中;升降机最大功率在t=20s内将3段渡槽组件从地面匀速提升值设计高度;求钢丝绳拉力的功率P1和升降机的机械效率η.4.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M;已知被提升的物体M质量为76kg;M的体积为3×10-3m3;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0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度;此过程中;拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示;不计绳重和摩擦力大小.求:g=10N/kg1求物体M的重力2求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力3求滑轮组提升重物的机械效率5.如图所示;是起重机吊臂上滑轮组的示意图.用该滑轮组将一些规格相同的石板均速提升到2m高的平台上;若每块石板的重力均为1.2×104N.当滑轮组一次提升一块石板时;钢丝绳的拉力F的功率为3000W;此时滑轮组的机械效率为80%;不计摩擦和钢丝绳的重力;求:1在此过程中;石板匀速上升时的速度是多少2若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上;则此时钢丝绳的拉力F是多少6.工人用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力变化的图象如图乙;滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计;g取10N/kg.1若某次运送建材的质量为50kg;则建材的重力是多少2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200N;求拉力的功率;3当滑轮组的机械效率为60%时;运动建材的重力是多大7.如图所示;利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体.已知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力.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.8.如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图;在卷扬机对绳子的拉力作用下;使重800N的建筑材料A在50s的时间里;匀速竖直上升了10m.在这个过程中;动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有;卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W.绳重可忽略不计.求:1有用功W有;2动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η.9.用滑轮组与电动机结合使用可节省人力;提高工作效率.如图所示;是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图;已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变;箱子质量300kg、体积0.1m3;每个滑轮重200N;水深6m;水面离地面4m;将箱子从水底提到地面时;用时间24s不计绳重、摩擦和水的阻力;取g=10N/kg.求:1箱子在水底时下表面受到水的压强.2电动机把箱子提升到地面做的总功.3整个打捞过程中;滑轮组机械效率的最大值.4整个打捞过程中;箱子上升的最大速度.10.用如图所示的滑轮组将重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.11.某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究如图所示.该装置主要由水箱、浮球B、盖板C和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB构成;AC为连接硬杆与盖板的细绳.随着水位的上升;盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加;当浮球B刚好浸没到水中时;硬杆OB处于水平状态;盖板C恰好被打开;水箱中的水通过排水管排出.经测量浮球B的体积为1×10-3m3;盖板的横截面积为6×10-3m2;O点到浮球球心的距离为O点到A点距离的3倍.不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度.求:g=10N/kg 1水箱内所能注入水的最大深度;2在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力;如果考虑它们的重力;你认为设计时应采取哪些措拖可保证自动冲水装置正常工作写出一种措施即可。
初二滑轮组练习题滑轮组是物理学中的一个重要概念,它由多个滑轮组成,可以用来改变力的方向和大小。
对于初二学生来说,掌握滑轮组的原理和应用是非常重要的。
下面是一些初二滑轮组练习题,帮助学生巩固和加深对滑轮组的理解。
练习题1:滑轮组的力的大小和方向1. 如果只有一个滑轮,当我们用50牛的力向下拉,滑轮上的物体会受到多大的力?方向是什么?2. 如果有两个滑轮,第一个滑轮上的物体重10牛,如果要将其向上拉起,需要多大的力?练习题2:滑轮组的力的传递1. 如果有三个滑轮,第一个滑轮上的物体重10牛,第二个滑轮上的物体重15牛,那么第三个滑轮上的物体重多少牛?2. 如果有四个滑轮,第一个滑轮上的物体重10牛,第二个滑轮上的物体重15牛,第三个滑轮上的物体重20牛,那么第四个滑轮上的物体重多少牛?练习题3:滑轮组的力的计算1. 如果有一个滑轮组,上面有3个滑轮,第一个滑轮上的物体重10牛,第二个滑轮上的物体重20牛,第三个滑轮上的物体重30牛,那么我们需要多大的力才能将第三个滑轮上的物体拉起?2. 如果有一个滑轮组,上面有4个滑轮,第一个滑轮上的物体重10牛,第二个滑轮上的物体重15牛,第三个滑轮上的物体重20牛,第四个滑轮上的物体重25牛,那么我们需要多大的力才能将第四个滑轮上的物体拉起?练习题4:滑轮组的应用1. 如果我们需要将一个重50牛的物体向上拉起,且只有一个滑轮,我们需要多大的力?2. 如果我们需要将一个重100牛的物体向上拉起,且有两个滑轮,第一个滑轮上的物体重15牛,我们需要多大的力?思考题:滑轮组的优势1. 为什么使用滑轮组可以减小力的大小?请用你自己的话解释。
2. 滑轮组有哪些实际的应用场景?举例说明。
以上是初二滑轮组练习题,通过这些题目的练习,相信你对滑轮组的原理和应用已经有了更深入的理解。
希望你能够通过这些题目,巩固你的物理知识,提高解决问题的能力。
如果还有其他问题,可以继续向老师请教,不断学习和进步!。
一、选择题共18小题1、如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升,所用时间为2s,作用在绳子末端的拉力F为6N不计绳重和绳与滑轮间的磨擦,下列计算结果正确的是1 2 3A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重C、拉力F做功的功率为D、该滑轮组的机械效率为%2、如图所示,斜面长为3cm,高为lm,工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上.在这过程中A、有用功是400J,总功是840JB、有用功是840J,额外功是400JC、总功是12O0J,机械效率是7O%D、有用功是400J,机械效率是7O%3、如图所示,小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组.他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上,两次吊重物时他拉绳的速度相同.不计摩擦和绳重,下列说法正确的是4 5 7A、两次吊物,小明所做的功和功率的多少相同,甲装置的效率高B、两次吊物,小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同C、两次吊物,小明所做的功率的大小和效率的高低相同,用甲装置做的功多D、两次吊物,小明所做的功的多少和效率的高低相同,用乙装置时功率大4、建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800N的重物匀速提高5m,拉力所做的功为4800J,则该滑轮组的机械效率是A、67%B、73%C、83%D、100%5、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度,则A、甲滑轮组的机械效率高B、乙滑轮组的机械效率高C、F2做功的功率大D、F1、F2做功的功率一样大6、用完全相同的A、B两个滑轮组绳重及摩擦忽略不计,分别提升重为G1和G2的两物体,若G1>G2,它们的机械效率分别为ηA和ηB,则A、ηA>ηBB、ηA<ηBC、ηA=ηBD、无法判断7、两滑轮组装置如图所示,已知每个滑轮重力都为G0,摩擦和绳重均不计,用它们分别匀速提起重为G=5G0的物体时,甲、乙两滑轮组的机械效率之比是A、6:7B、7:6C、5:6D、5:78、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设:1滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;2滑轮组机械效率高低可能与被物重有关;3滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关;4滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关.然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组,进行对比实验来验证提出的假设,则该实验验证的假设是A、1B、2C、3D、48 10119、下列关于简单机械的理解,正确的是A、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关B、吃饭时,筷子是个省力杠杆C、使用杠杆,就是为了省力D、使用定滑轮不省力,但可以省距离10、如图所示,工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度,重物的重力为G物,动滑轮的重力为G动,此装置的机械效率为η,不计绳重和摩擦.则工人所用的拉力为A、G物+G动2B、G物2ηC、G物+ηG动ηD、G动2(1﹣η)11、如图所示,斜面长6m,高3m,用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s 内沿斜面移动了2m,下列说法正确的是A、滑轮组的机械效率是40%B、物体重300NC、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W12、有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m,动滑轮重200N,不计绳重和摩擦,,则上述两种情况中不正确的是A、滑轮组的机械效率不相等B、人做的额外功相等C、人做的总功相等D、绳子自由端移动的距离相等13、从井中提水时,常常会发生吊水桶落入井里的事情.用物理知识分析下列说法,其中错误的是A、用吊水桶向上提水,人对桶和水做的功都是有用功B、用吊水桶向上提水,人对桶做的功是额外功C、吊水桶掉在井里,打捞水桶时桶里会带些水,这时人对水做的功是额外功D、吊水桶掉在井里,打捞水桶时,人对桶做的功是有用功14、下列关于机械效率的说法中,正确的是A、做功多的机械,机械效率一定高B、越省力的机械,机械效率越高C、使用机械的目的是为了提高机械效率D、使用任何机械,它的机械效率都小于115、如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2.若不计绳重与摩擦,则A、W1=W2,η1=η2B、W1=W2,η1<η2C、W1<W2,η1>η2D、W1>W2,η1<η215 1716、在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组两个定滑轮和两个动滑轮匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组,则下列选项正确的是A、η组<η动<η定B、η定<η动<η组C、η动<η定<η组D、η定<η组<η动17、用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物,所用拉力是400N,绳的自由端被拉下2m.关于这个滑轮组工作的下列说法中,正确的是A、总功是800JB、额外功是100JC、有用功是400JD、机械效率18、通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是A、增加动滑轮,减小拉力B、改用质量小的动滑轮C、减少提升高度,减少做功D、增加提升重物重力,增大有用功二、填空题共12小题19、一座高达40米的大桥,总长为8350米,其中正桥只有850米,而两侧引桥却长达7500米.一座大桥为什么要有这么长的引桥呢小明很奇怪,请教老师后.他明白了引桥相当于一个斜面.1小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸.在保持斜面高度不变的情况下,改变斜面的长度.发现斜面越长,拉动小车匀速上升的力F越小.由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到_________ “省力“或“省功“的作用.2 一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥长3750米,需要的时间为_________ 秒,所做的有用功为_________ 焦.20、建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料如图.绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N,不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,一次最多能起吊_________ N的建筑材料,实际使用该滑轮组最多只能吊起×103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是_________ W,机械效率为_________.若吊起的建筑材料重力减小,机械效率将_________ .“增大”、“减小”或“不变”20 2121、如图所示,斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上,推力对木箱做的功是_________J,斜面的机械效率是_________ .22、如图是某商场的自动扶梯.扶梯的部分几何尺寸如图所示,质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1m/s的速皮匀速上行.则扶梯对他做的功是_________ J,对他做功的功率是_________ W.如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将_________ 填“变大”、“变小”或“不变”.若小华为较快上楼,在扶梯以上述速度上行的同时,他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,则他从一楼到达二楼所需的时间为_________ s.23、用如图所示的滑轮组提升重1500N的物体,拉力F的大小为400N,若将物体提升,则拉力做的功为_________ J,该装置的机械效率为_________ .24、如图所示,某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉,所用的拉力为100N,则动滑轮的机械效率为_________ .若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米,当拉绳子的速度为_________ m/s时,拉力的功率为54W.取g=10N/kg,绳重与摩擦不计25、一个质量为70kg的工人,用如图所示的装置包括滑轮组及装砖的托板提升一堆砖.已知装砖的托板重200N,每块砖重100N.滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,当工人匀速提升10块砖时,此装置的机械效率为80%.那么,该人站在地面上用此装置提升这些砖的过程中,此装置的机械效率最高可达到_________ .取g=10N/kg,结果保留1位小数。
1、一个滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成,最省力的绕线方式下,若每个动滑轮的重力为G,物体重力为4G,不计摩擦和绳重,则当物体匀速上升时,每个动滑轮对绳子的拉力为:A. GB. 2GC. 3GD. 4G(答案:B)2、有一个由3个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组,物体挂在动滑轮上,每个动滑轮重10N,物体重100N,在竖直向上的拉力作用下,物体匀速上升,若不计绳重及摩擦,则拉力大小为:A. 25NB. 30NC. 40ND. 50N(答案:C,假设从动滑轮开始绕线,则拉力为(100+10*2)/4=30N;若从定滑轮开始绕线,则拉力会更大,但选项中无此值,故按最省力情况考虑)3、一个滑轮组由2个动滑轮和2个定滑轮组成,物体挂在动滑轮下方,物体和动滑轮总重300N,不计绳重及摩擦,要使物体匀速上升,且拉力为物重的1/3,则滑轮组中绳子的段数为:A. 2B. 3C. 4D. 6(答案:B,300N/3=100N,说明有三段绳子承担总重)4、有一个滑轮组,由2个动滑轮和3个定滑轮组成,当用该滑轮组提升一个重为G的物体时,若每个动滑轮的重力均为G/4,且不计绳重和摩擦,则拉力F至少为:A. G/2B. G/3C. G/4D. G/5(答案:B,考虑最省力的绕线方式,拉力F=(G+G/4*2)/3=G/3)5、一个由2个动滑轮和2个定滑轮组成的滑轮组,在竖直向上的拉力作用下,将重为400N 的物体匀速提升2m,若每个动滑轮重20N,不计绳重和摩擦,拉力做的功为:A. 800JB. 840JC. 880JD. 960J(答案:C,(400+20*2)*2=880J)6、一个滑轮组由2个动滑轮和3个定滑轮组成,用它来提升一个重为600N的物体,若每个动滑轮的重力为60N,不计绳重和摩擦,当物体匀速上升时,拉力F的大小可能为:A. 120NB. 200NC. 300ND. 600N(答案:B,考虑最省力的绕线方式,拉力F=(600+60*2)/4=200N,为最小值,实际拉力可能大于此值但小于600N,选项中只有B符合)7、有一个滑轮组,由1个动滑轮和2个定滑轮组成,动滑轮重10N,物体重100N,在拉力作用下,物体匀速上升,若不计绳重及摩擦,且拉力为物重的1/5,则滑轮组中绳子的段数为:A. 2B. 3C. 4D. 5(答案:D,(100+10)/5=22N,说明有五段绳子承担总重)8、一个由3个动滑轮和3个定滑轮组成的滑轮组,用它来提升一个重物,若每个动滑轮的重力均为G/10,不计绳重和摩擦,当重物匀速上升时,拉力F与物重G的关系为:A. F = G/2B. F = G/3C. F = G/4D. F = G/10(答案:B,考虑最省力的绕线方式,且每个动滑轮重力为G/10,则拉力F=(G+G/10*3)/6=G/3,为最小值,实际可能因绕线方式不同而有所变化,但按最省力情况考虑)。
11-2.小雨的体重为600N,他使用如下图所示的滑轮组提升重物。
已知动滑轮重100N;当匀速提升的体积为0.02m3的重物(重物始终未出水面)时,他对地面的压强为6×103Pa,已知每只鞋底与地面的接触面积为2dm2。
求提升重物离水后滑轮组的机械效率?(不计绳重和摩擦)11-5.如右图,物体A为边长为10cm的正立方体,请你计算以下问题:(1)物体A的上表面与水面平行,距水面10cm,求它的下表面受到的水的压强(2)物体浸没在水中,用滑轮组匀速提起物体时,滑轮组的效率为80﹪,动滑轮总重为10N,求物体的密度(不计绳重和摩擦)(3)若将物体A中间挖成空心后,漂在水面上时,恰好有一半露出水面,将空心部分灌满水,放在水平桌面上,它对地面的压强多大?11-6.用如图滑轮组将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端Array的拉力为200N(不计摩擦和绳重)求:(1)滑轮组的机械效率(2)拉力的功率(3)若重600N的人,用该滑轮组将重600N,密度为6g/cm3的另一浸没在水中物体匀速拉起时,求:物体浸没在水中时,人对地面的压强(人每只脚的底面积为2dm2)11-7.如图正方体A在水平面处于静止状态,已知A的边长为10cm,密度为8g/cm3,动滑轮总重为20N,不计绳重和摩擦。
(1)求正方体A的质量(2)当绳的自由端拉力F=10N时,求物体A对水平地面的压强多大?(3)把物体A完全浸没在水中时,用此滑轮组匀速提升物体,求露出水面前滑轮组的机械效率。
11-8.现有同种材料大小不同的两个的石块。
在空气中用弹簧测力计称小石块重力为6.8N,浸没在水中称时示数为4.8N(1)求小石块在水中受到的浮力(2)求石块的密度(写出解题思路并求解)(3)小雨用如图所示滑轮组在水中提升体积为2×10-2m3的大石块时,滑轮组机械效率为80%,小雨体重600N,每只鞋底与地面的接触面积是0.02m2,求小雨对地面的压强。
11-10.用如图所示的滑轮组匀速提起底面积为200cm2的物体,作用在绳子自由端的拉力大小为240N,这时滑轮组的机械效率是80%(不计绳重和摩擦)。
求:(1)动滑轮总重是多少?(2)若绳子自由端拉力为150N时,物体没有离开地面,此时物体对地面的压强多大?(1)拉力F的大小;(2)拉力F的功率;(3)计算滑轮组的机械效率;(4)若滑轮组的机械效率是90%,滑轮的重不变,则桶中的水的质量变化了多少?11-12.用如图所示的滑轮组匀速提起底面积为200cm2,重为480N的物体,物体的作用在绳子自由端的拉力大小为150N,这时滑轮组的机械效率是80%(不计绳重和摩擦)。
求:(1)动滑轮总重是多大?(2)如果用100N的拉力拉时,物体不离开地面,物体对地面的压强多大?(1)此时绳子的拉力F是多少?(2)若绳子最大能承受200N的拉力,此滑轮组的机械效率最大是多少?11-14.如图装置中,动滑轮总质量为10kg,提升重物G时,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为80%,若用这个滑轮组提升2G的物体时,10s内绳子自由端上升8m。
求:(1)提升重物G时,绳子自由端的拉力;(2)提升2G的物体时的功率。
11-15.小雨利用如图所示的滑轮组提升质量为60kg、密度为6×103kg/ m3的物体,不计摩擦和绳重,其机械效率为80%,求:(1)该物体的重力的大小(2)物体完全浸没在水中所受浮力的大小(3)当小雨用该滑轮组提升浸没在水中的这个物体时,他对地面的压强是5000Pa,已知一只鞋底与地面的接触面积是0.02m2,小雨的体重为多大?11-16.如图所示,物体A为正方体金属块,放在水平地面上,用滑轮组提着,Array已知动滑轮总质量为1kg,物体A的质量为6kg,密度为6g/cm3。
求:(不计绳重和摩擦)。
(1)此金属块A的体积(2)若物体A对水平地面的压强为3000Pa,则绳的自由端的拉力F多大?(3)若将物体A放到水中,用此滑轮组匀速提起,在露出水面前,滑轮组的机械效率多大?11-17.如图所示,一工人通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,已知物体A 重1.2×103N,密度为1.6×103kg/m3。
(若不计摩擦、绳重及水的阻力)问:(1)物体A的体积多大?(2)测得物体A在出水面前,工人作用在绳子上的埋刀为200N,动滑轮多重?(3)此工人质量为50kg,与地面的接触面积为350cm2,在水下打捞物体B 时,滑轮组的机械效率是80%,求此时工人对地面的压强。
11-18.如图所示,重为1600N、底面积为0.25m2的物体平放在深井底。
已知物体的密度为1.6×103kg/m3,不计绳重和摩擦。
则:(1)物体对井底的压强是多少?(2)若通过一个动滑轮,需要用1000N的拉力把物体匀速提上来,则此动滑轮的机械效率是多少?(3)若不用滑轮,而用水将井灌满后,直接提升物体,则至少用多大的力才能把物体提上到水面?(物体未出水面)。
11-19.如图所示:物体A重600N,底面积为500 cm2,不计滑轮组的绳重和摩擦,求:(1)当A放在水平地面上时,A对地面的压强多大?(2)当用滑轮组把A匀速提起时,若机械效率为75%,求拉力F多大?(3)用该滑轮组提起另一体积为0.09m3的物体B时,机械效率为90%,求物体B的密度多大?11-23(自编).小雨用图甲的滑轮组在空气中提升不同物体,若提起的物体重力为60N,机械效率为50%,(不计绳重和摩擦)(1) 求出该滑轮组中动滑轮的重力G动.(2) 能提起的最重物体是A(如图甲),A的重力为400N,若物体再重,绳子将断裂,人的体重为600 N,每只脚与地面接触面积为2×10—2m2,则此时人对地面的压强p地=?(请在图中画出此时人的受力示意图,写出解题思路)(3) 若用这根绳子和这些滑轮组成图乙所示滑轮组,利用它从水中缓慢匀速提起(不计水的阻力)一个边长为3×10-1m的正方体B.正方体B的密度为3×103kg/m3,当绳子断裂瞬间,B 的下表面所受水的压强为多少?11-24.用如图所示滑轮组将物体480N的物体匀速提起,绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重).(1)求滑轮组的机械效率.(2)若重600 N的人,利用该滑轮组将重600 N、密度为6 g/cm3的另一个浸没在水中物体匀速拉起时,求物体浸没在水中时人对地面的压强.(已知人每只脚的底面积为1.5 dm2.)11-25(自编).用如图甲所示的滑轮组匀速提起物体A (不计摩擦和绳重).(1) 将物体A匀速提高2m做的有用功为960J,则物重G A=?(2)若此时滑轮组的机械效率为60%,人的体重为600 N脚与地面接触面积为2×10-2m2,则人对地面的压强p地=?(请在图中画出此时人的受力示意图,写出解题思路)(3)利用这些绳子和滑轮绕成如图乙所示的滑轮组,利用它从水中缓慢匀速提起(不计水的阻力)一个边长为2×10-1m的正方体B,B未出水面,此时人对地面的压强为2.5×104Pa则正方体B的密度ρB=?11-26(自编).有一根绳子,通过如图甲所示的滑轮组,能够提起的最重物体是A,物体再重绳子将断裂(不计绳重和摩擦)。
求:(1) 将A匀速提高2m做的有用功为740J,则物重G A=?(2) 若此时滑轮组机械效率为92.5%,人的体重为600N,每只脚与地面接触面积为2×10-2m2,则人对地面的压强p地=?(请在图中画出此时人的受力示意图,写出解题思路)(3)若用这根绳子和这些滑轮,组成图乙所示滑轮组,利用它从水中缓慢匀速提起(不计水的阻力)一个边长为3×10-1m的正方体B,当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时,绳子断裂。
则正方体B的密度ρB=?11-27.如图,正方体A的边长为0.1m,密度为8×103kg/m3.将此物体挂在如图所示的滑轮Array组上,不计绳重与摩擦,则:(1)图甲中,将正方体A匀速提起,动滑轮总重为16N,则机械效率为多大?(2)图甲中,若正方体A在8s内上升了4m,则拉力F的功率是多大?(写出该小题的解题思路后再求解)(3)图乙中,若将此正方体A浸没在水中,慢慢上提(正方体未露出水面,且水的阻力不计),此时滑轮组的机械效率多大?(请在乙图中画出正方体A的受力示意图)10-2m2,盛上一些水后对地面的压力为600N。
求:(1)此时水桶对地面的压强为多大。
(2)桶的侧壁上有一个小阀门A,他能承受的水的压强最大为6×103Pa。
当A距水面多深时,它将被冲开?(3)现在,已知小阀门距离水面0.5m,如图所示,通过滑轮组把一个物块慢慢放入水中,待物块进入水中4/5时,阀门A刚好被冲开,此时绳子自由端的拉力为20N,滑轮的机械效率为75%,则物块的密度是多少?11-29.一个厚度不计的圆柱形水桶,底面积为4×10-2m2,人的体重为600N,每只脚与地面接触面积为2×10-2m2。
求:(1) 桶的侧壁上有一个小阀门A ,他能承受的水的压强最大为6×103Pa 。
当A 距水面多深时,它将被冲开?(2) 当用右侧滑轮组在水中提起正方体物体N 时,机械效率为64%,已知N 的边长为2×10-1m ,密度为3×103kg/m 3。
求动滑轮的重力。
(3)现在,已知小阀门距离水面0.5m ,如图所示,通过滑轮组把另一个物块M 慢慢放入水中,待物块进入水中4/5时,阀门A 刚好被冲开,此时绳人对地面的压强为2×104Pa ,则物块M 的密度是多少?(请在图中画出此时人的受力示意图)11-1.(11中考)有一根绳子,通过如图甲所示的滑轮组,能够提起的最重物体是A ,物体再重绳子将断裂(不计绳重和摩擦)。
求:(1)将A 匀速提高2m 做的有用功为740J ,则物重G A =?(2)若此时滑轮组机械效率为92.5%,人的体重为600N ,每只脚与地面接触面积为2×10-2m 2,则人对地面的压强p 地=?(3)若用这根绳子和这些滑轮,组成图乙所示滑轮组,利用它从水中缓慢匀速提起(不计水的阻力)一个边长为3×10-1m 的正方体B ,当提到B 的下表面所受水的压强为2×103Pa 时,绳子断裂。
则正方体B 的密度ρB =?甲乙。