2015年中考物理试题汇编考点16：机械效率.pdf

2015 年中考物理试题汇编 考点 16：机械效率 一、选择题 （2015 福建福州，第14 题） 用一个动滑轮将重为4N 的物体匀速提升1m，拉力大小如图 4 所示，则（） A拉力是2. 2N B有用功是2. 2J C总功是4. 8J D机械效率是120% 2 （ 2015 重庆 A卷，第 7 题） 如图 5 所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖 直方向在4s 内匀速提升了2m ，所用拉力F 为 12.5N。下列说法中正确的是（） A动滑轮重7.5N B4s 内拉力 F做功 25J C4s 内拉力 F的功率为6.25W D滑轮组的机械效率为80% 3. （ 2015 山东滨州，第10 题）如图所示，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1m 已知拉绳子的力F为 500N，则提升重物的过程中（） A绳子自由端被拉下3m B做的有用功是800J C拉力 F的功率是80W D滑轮组的机械效率是60% 4. （ 2015 湖南常德，第12 题）如图所示，用滑轮组把重为200N 的货物提到9m高的楼上， 所用拉力为80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是（） A.1400J 80% B.1800J 80% C.1800J 83.3% D.2160J 83.3% 5.（2015 湖北武汉，第14 题）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G 的物 体。若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A 点的拉力为，则下列滑轮 组的机械效率表达式正确的是（） A.B.C.D. 6.（2015 山东泰安，第19 题）分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s 内将重为100N 的物体 G匀速提升2m ，每个滑轮的重均为10N。不计绳重及摩擦，此过程中（） AF甲小于F乙 B甲的机械效率小于乙的机械效率 CF甲做的功大于F乙做的功 DF甲做功的功率等于F乙做功的功率 7.（2015 河北省， 第 21 题）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图5 所示的甲、 乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和 F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高 度。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（） A.F1大于 F2 B.F1和 F2做的功一定相等 C.甲、乙的机械效率不相等 D.绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等 8. （2015 黑龙江哈尔滨，第26 题）小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率，他先后进行 了两次实验，将钩码分别匀速竖直提升h1和 h2的高度 (h1 h2)对两次实验中一些物理 量进行比较， 正确的是 ( 其中 s 为绳子自由端通过的距离，H为动滑轮上升的高度)( ) A s1 s2 BH1H2C12 DW有用 1 W有用 2 9. （ 2015 吉林长春，第9 题）工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩 擦，下列说法正确的是（） A、增大提升重物的速度，可以增大有用功 B、减小定滑轮的重力，可以减小额外功 C、增大提升重物的高度，可以提高机械效率 D、减小动滑轮的重力，可以提机械效率 10.（2015 黑龙江齐齐哈尔，第11 题）用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如 图所示，当匀速提升物体时，绳子自由端的拉力F=20N，物体移动的速度为0.1m/s ，每 个滑轮重 10N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是 （） A绳子自由端移动的速度为0.3m/s B物体的重力为40N C该滑轮组的机械效率为66.67 D拉力 F 的功率为2W 11. （2015 四川眉山，第40 题） 40.如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N 的物体在 10s 内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦） ，则提升重物的过程中正 确的是 ( ) A.绳子自由端拉力F 的大小为300N B.滑轮组的机械效率为60% C.提升物体的过程中，额外功为200J D.绳子自由端拉力F 的功率为150W 12. （2015 乌鲁木齐，第8 题） 8.为模拟盘山公路，现将连接了重1N 小球的细线穿入一根 长 1m 的细管。如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部a 点开始斜向上缠绕5 圈后，恰好绕 至顶部 b 点，相邻细管间的高度均为12cm。在 b 点处通过细线用0.8N 的拉力 （与管的轴线 平行）将管口的小球从a点匀速拉至b 点。则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的 机械效率为 ( ) A.83.3% B.80% C.75% D.60% 13. （2015 黑龙江龙东，第7 题）如图所示，工人用250N 的力将重400N 的物体匀速提升 2m ， 共 用 了10秒 ， 若 在 此 过 程 中 （ 忽 略 绳 重 和 摩 擦 ） ， 下 列 说 法 正 确 的 是 （） A.绳子自由端移动的距离是6m B.动滑轮的重是10N C.工人做功的功率是80W D.滑轮组的机械效率是80 二、填空题 1.（2015 江苏无锡，第16 题）如图所示，小明用动滑轮把90N 的重物匀速提升2m，所用 的拉力是60N，则小明做的有用功是_J，动滑轮的机械效率是_. 答案： 180 75% 2.（2015广东广州，第 19题） 如图 20所示，手用 F1的力直接将物体 B匀速提升 h，F1做功 300J； 若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是30%，则 F2做功为 _ J. 答案： 1000 3.（2015 江苏南京， 第 17 题）如图所示， 用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6000N 的物体， 物体上升5m 所用的时间为l0s，滑轮组的机械效率是80%，则有用功是J，总功是 J，拉力 F 的功率是W. 答案： 4 （2015 安徽，第 8 题）某同学利用斜面匀速提升重为500N 的物体，已知沿斜面的拉力做 功为 1000J，斜面的机械效率为60% ，则物体被提升的高度为 m。 答案： 1.2 5.（2015 四川乐山，第44 题）如图所示，工人用250N 的力 F将重为 400N 的物体 l0s 内匀 速提升 2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为_，拉力的功率为_W。 【答案】 80% 100 6.（2015 四川自贡，第22 题）用如图所示滑轮组匀速提升重为200N 的物体，人对绳的拉 力为 125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为_如果人的体重为550N，拉动过 程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为_N 【答案】 80% 1050N 7.（2015 江苏扬州，第15 题）如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉 力 F 为 500N，货物在50s 内匀速上升5m 。在此过程中，货物上升的速度是 m/s ； 所做的有用功是 J ；拉力做功的功率是 W; 滑轮组的机械效率是。 答案： 0.1 4000 100 80% 8.（2015 湖北宜昌，第23 题）用如图8 所示的滑轮组将一重为200N 的物体匀速向上提高 3m，拉力为150N，则有用功为J,这个滑轮组的机械效率为（计算 结果保留1 位小数）。 答案： 600 级 66.7% 9. （ 2015 广东省，第12 题）如题12 图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200N，当物体 A匀速上升高度为1m时，绳子移动的距离为 m,人对绳子的拉力为 N，拉力 所做的功为 J，（绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计） 【答案】 2 100 200 10. （2015 四川泸州，第26 题）如图所示为电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线， 已知升降机的箱蓝重900N，用升降机将重600N 的王师傅匀速提升8m，升降机做的有用功 J，升降机的机械效率是。 （伸缩杆和所携带的工具质量不计） 【答案】 4800 40% 11. （2015 山东聊城，第20 题）如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重 6N沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为 N，滑轮组的机械效率是 【答案】 2.4 83% （或 83.3%； 83.33%） 12. （2015 江苏淮安，第13 题）如图所示，小明用50N的力 F 将重为 80N的物体在5s 内匀 速提升 1m ，在此过程中， 小明做的有用功为_J,滑轮的机械效率为_，拉力 做功的功率为 _W。 答案： 80 80% 20 13. （2015 山东威海，第15 题）电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某 品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上同静止开始运动，获得速度随时 间变化的图象如图11 甲所示，牵引力随时间变化的图象如图11 乙所示，已知匀速行驶时， 电动机输入电压48V，输入电流5A，由图象可知，814s 电动自行车受到的摩擦力为 N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为% 【答案】30 75 14.（2015 江苏镇江，第14 题）测量滑轮组机械效率的装置如图所示，用5N拉力 F 将重为 8N的物体匀速提升0.5m，用时 4s。拉力做的总功 J，有用功 J，滑轮组的机械效率，拉力的功率P= W。 答案： 5 4 80% 1.25 15. （2015 四川广安，第14 题）如图 5 所示，起重机将重6000N的货物匀速提升10m ，再水 平移动 10m后静止，起重机在整个过程中对货物做功为 J；若起重机的机械效率为 80% ，则起重机做的额外功为 J。 答案： 6×10 4，1.5 ×104 16. （2015 贵州遵义，第30 题）如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，使物体A在水 平方向上移动5m，所用拉力F为 20N，地对物体A的摩擦力为30N。则拉力F做的功为 J，滑轮组的机械效率为。 【答案】 200 75% 17.（2015 辽宁沈阳，第17 题）如图10 所示的甲、乙两套装里，每个滑轮的质A 均相筹， 用它们分别将重力为G1 和 G2 的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为 F1 和 F2，忽略绳重和摩擦。若F1=F2，则 G1_ _G2;若 G1=G2，则它们的机械效率 (两空均填“ ” 、 “=”或“ ”) 【答案】 = 三、实验探究题 1.（2015 湖南岳阳，第20 题）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行 了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。 次 数 钩码重 /N 钩码上升距离 /cm 弹簧测力计示数 /N 弹簧测力计上升 距离 /cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9 % （1）在 2次实验中滑轮组的机械为（结果保留一位小数） （2）第 3次实验中弹簧测力计的示数未填，由图可知，弹簧测力计的示数为N。 （3） 分析数据可得结论，是由同一滑轮组， 提升的物体越重， 滑轮组的机械效率（选 填“高”或“低” ） 。 （4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N 的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的 机械效率可能为（只填序号） A.71.6% B. 82.6% C. 92.4% 【答案】 解： （1）使用的滑轮组，则承担物重的绳子股数n=3，而 h=0.1m， 绳端向上移动的距离为：S=3h=3× 0.1m=0.3m， G=2N ，h=0.1m， 拉力提升钩码所做的有用功为：W有用=Gh=4N × 0.1m=0.4J， 又 s=0.3m，F=1.5N， 拉力做的总功为：W总=Fs=1.5N × 0.3m=0.45J 则滑轮组的机械效率为：。 （2）弹簧测力计的示数为2.4N。 （3）由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率高 （4）使用该滑轮组再次将重8N 的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为C。 2. （ 2015 北京，第40 题）实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外 还有钩码一盒， 质量不等的滑轮2 个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。请选用 上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关。 （1）写出实验步骤； （2）画出实验数据记录表格。 【答案】 用已调零的弹簧测力计测出动滑轮的重力分别为G1、G2，如图先用重力为G1的动滑 轮组装实验器材，用弹簧测力计拉住细绳端，竖直向上匀速缓慢拉动，使质量为m的钩码匀 速上移一段距离， 读出弹簧测力计的示数为F1，用刻度尺测出绳端移动距离s 和钩码移动距 离 h，记录 G1、F1、m 、s、 h 在实验记录表格中。 换用另一个重力为G2的动滑轮组装实验器材，钩码质量m不变，仿照步骤再做一次，记 录 G1、F1、m 、 s、h 在实验记录表格中。 利用公式 =分别计算两次滑轮组的机械效率 G动/N m/kg F/N s/m h/m W总/J W有/J 3. （2015 山东烟台，第26 题）在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验，如 图甲是利用斜面 “探究阻力对物体运动的影响”；如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些 因素有关”；如图丙是“测定斜面的机械效率” （1）在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作 的目的是什么？ （2）在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么 来显示的？ （3）下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中处的数据，分析表 中数据，写出实验结论 斜面倾斜 程度 木块所受 重力 G/N 斜面高度 h/m 沿面拉力 F/N 斜面长 L/ m 有用功 W有/ J 总功 W总/ J 机械效 率 较缓5 0.2 2.1 1 1 2.1 48% 较陡5 0.5 3.6 1 2.5 69% 最陡5 0.7 4.3 1 3.5 4.3 【答案】 （1）为了让小车到达水平面时速度相同（2）小车在水平面上滑行的距离；木块滑 行的距离（3）3.6 81% 四、计算题 1 （2015 山东济宁， 第 21 题）物体重 600N，放在水平地面上，与地面的接触面积是500cm 2 （如图 20 甲所示）。 （1）物体放在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （2）某工人用400N 的力在 10s内将物体匀速提高了5m（如图 20 乙所示），拉力的功率是 多少？滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】解答： （1）（ 2）拉力做功为W=FS=400N × 10m=4000J,拉力的功率为：。人做有用功为W=Gh=600N × 5m=3000J,滑轮组的机械效率为 2 （2015 山东菏泽，第20 题）右图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车，其越野性 能公认已经超越了“ 悍马 ” ，坦克 能去的地方它都能去，最大速度达100 km/h。当越野车匀速 爬上一高14 m，长 20 m 的陡坡时，机械效率为70%（ g 取 10 N/kg ，汽车的质量按3650 kg 计算） 。求： （1）越野车受到的重力 （2）越野车以最大速度行驶50 km 所需的时间 （3）越野车爬坡时的牵引力 【答案】解（1）汽车受到的重力 （2 分） （2）由 s=vt 得 （2 分） （3）汽车爬坡时，设牵引力为F（合理步骤均给分） 由 （1 分） 得 3.（2015 年重庆市B 卷，第 1题） 有一质量为60kg、底面积是的物体先静置在水 平地面上，然后工人用如图17 的装置在20s 内将物体匀速提升2m，已知拉力F 的大小为 400N，在此过程中不计绳重和摩擦，求： （1）物体静置时对水平地面的压强； （2）滑轮组的机械效率； （3）拉力 F 的功率。 答案： （1）1200Pa (2)75% (3)P=FV=80W 4 （ 2015 山东德州，第25 题） 小李用如图22 所示的滑轮组把90Kg 的物体提升3m，作用 在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦（g=10N/Kg ） ，求： （1）滑轮组的机械效率 （2）动滑轮的重力 【答案】（1）75% （ 2）300N 5. （2015 四川内江，第23 题）雅安4.20 地震后灾后重建工作正在高效地进行，如图14 是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg 的建筑材 料竖直提升了12m ，用时 15s， （g=10N/kg ） 。求： （1）所提建筑材料受到的重力； （2）起重机提起建筑材料所做的功； （3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW ， 那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多 大？ 【答案】 (1) 解： G=mg =500kg ×10N/kg=5000N （ 2）解： W=FS=Gh=5000N×12m=6 ×10 4J （3）解： W总=Pt=8× 10 3W ×15s=1.2 ×105J =W有/W总=6×10 4J/1.2 ×105J=50 6. （ 2015 四川绵阳，第27（2）题）我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007 年成功打捞 出水 . 为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体 打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利 用滑轮组从水下打捞一重物。 如图所示，用一个底面积S=0.05m 2、高 h=0.2m 的长方体形状的重物模拟“南海一号” ， 该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动, 假定重物一直做竖直向上的 匀速直线运动， 并经历三个运动阶段：第一阶段， 从重物在水度开始运动到重物的上表面面 刚露出水面，绳对重物的拉力 F1=140 N, 用时t1=40s, 第二阶段 , 从重物上表面刚露出水面 到其下表面刚离开水面，用时t2=4s，第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升, 已 知动滑轮所受重力G0=60 N, 水=1.0 ×10 3kg/m3, g=10N/g, 不计绳重、轮与轴之间的摩擦及 水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。求 在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮为多大 ? 在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为多大 ? 滑轮组在第一阶段运动中的机械效率1和第三阶段运动中的机械效率3分別为多大 ? 【答案】 100N 280J 70% 7. （ 2015 江苏苏州，第25 题）一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m 2 的学生站 在水平地面上，要用滑轮组在20s 内将 600N的重物匀速提升1m （1）他站在地面上时对地面的压强多大？ （2）画出滑轮组的绕线方式； （3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75% ，拉力F多大？拉力的功率多大？ 【答案】（1）1.25 ×10 4pa （ 2）如图所示 （3）40W 8. （ 2015 年江苏泰州，第43 题）（ 7 分）质量为20kg、底面积为的物体静止在水 平地面上，用如图所示的滑轮组在5s 内将物体匀速竖直提升3m ，已知动滑轮重50N，不计 绳重和摩擦， g=10N/kg ，求： （1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强； （2）拉力 F 的功率； （3）滑轮组的机械效率。 答案：（ 1）（2）1500W （3）80% 9.（2015 贵州安顺，第17 题）如图 16 所示，是2008 北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯 斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了 残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m， 历时约 200s。 （1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？ （2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想用物理课上学过的滑轮组可以省力的方法， 将火炬手拉上去。若小明同学如果站在地面上，用如图17 所示的哪个滑轮组拉起火炬手最 合适，理由是什么？如果该滑轮组机械效率为80，求小明同学的拉力至少要多大？ 【答案】（1）（W） （2）D 滑轮组，拉力方向向下且更省力 （N） 10.（2015 四川遂宁，第24 题） （7 分）某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮 用绳子 a 连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐 渐增加，直到组装滑轮组的绳子b 被拉断，每次物体拉动的距离均为2m 。 通过实验绘出了 该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。（不计绳重和绳与滑轮间 的摩擦）求： （1） （2 分）动滑轮重力； （2） （ 3 分） 当滑轮组的机械效率为80% ，物体以 0.2m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有 用功率； （3） （ 2 分） 一个重 500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通 过计算分析他能否实现。 答案： （1）200N （2）160W （3）不能 解： （1）由图乙可知，当f1=200N时， W有用 1 = fs ，由于不计绳重及绳与滑轮 间的摩擦， W额外= G动s， W总 1 = fs+ G动s；， ， G动= 200N ； （2）当时， f2 = 800N； W有用 2 = f2s = 800N ×2m = 1600J ；，； ，。 另解：当时， f 2 = 800N ； ，； （3）由图乙可知，当f3=1600N时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦， 且物体做匀速直线运动，绳 b 承受的最大拉力， ； 因为人的重力为500N，竖直匀速拉动，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作 用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500N，由于绳子b 承受的最大拉力大于人给绳子的 最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b 。 11. （2015 湖北荆州，第35 题）在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人 把重 1200 N 的物体沿着长L=5m、高 h=1 m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所 用的拉力为300 N（不计空气阻力） 。求 （1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功? （2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？ （3）物体和斜面之间的摩擦力是多大? 【答案】（1）W总=Fs= FL =300 N ×5m （1 分） ； =1500J （1 分） ； （2）W有=Gh=1 200 N×1m=1200J； （1 分） ； =W有W总=1200J1500J=80% （1 分） ； （3）W额= W总W有=1500J1200J=300J （1 分） ； 根据 W 额=fL，得到 f=W额L=300J5m=60N 12.（2015 湖北襄阳，第41 题） （6 分)如图所示，用滑轮组匀速提起1200N 的重物，拉力做 功的功率为1500W ，绳子的自由端向下拉的速度为3m/s，地面对人的支持力为N1，不计绳 重和摩擦。 （1）滑轮组中有几股绳子承担重物？作用在绳自由端的拉力是多少？ （2）滑轮组的机械效率是多少？ （3）若用此滑轮组匀速提起2400N 的重物时，地面对人的支持力为N2，作用在 绳自由端的拉力是多少？若N1:N2=5:1 时，人的重力是多少？ 答案： （1）500N （2） 80% （3）900N 13.（2015湖北黄冈，第35题）电动蛙式打夯机（图甲）是利用冲击和冲击振动来夯实、平 整场地的机械，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、 夯锤等组成 （图乙） 。启动电动机， 在旋转着的偏心块离心力作用下，夯架绕后轴上下摆动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击 土层， 向上摆动时使打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移动一次。右表是某型号 电动蛙式打夯机的部分参数（设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层）。 （1）若打夯机以 10m/min 的平均速度沿直线前进，则10min 前进了多少米？ （2）为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力，小明将重为4N、底面积为 1cm 2的圆柱体 竖直平放在被夯击土层上，土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同，则此次夯 击时的平均冲击力为多少牛？ （3）施工时，若打夯机前移消耗的能量为200J/次，则打夯机的机械效率是多少？ 答案：（ 1） s= vt = 10m/min × 10min =100m （2） 由题意知，夯锤夯击时对土层的压强等于圆柱体对土层的压强。 故夯击时的平均冲击力为 （3）打夯机工作1min 时 W有=（400+200）J/次× 120 次=7.2×10 4J W 总=W电=Pt=3000W×60s=1.8×105J 14.（2015湖北孝感，第 16题）（ 8分）如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体 拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重，汽车重 G车=3×10 4N，汽车匀 速拉绳子时的拉力，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。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？（保留一位小数） （3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？ （4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？ 答案：（ 1） n=3s=3h=3×12m=36m (1 分) W=Fs=2.2× 10 3N×36m=7.92 × 104J (1 分 ) （2） =(2 分) （3）物=1/3=1/3× 3m/s=1m/s (1 分) t物=h/物=12m/1 m/s=12s (1 分) （ 4）F 牵=F +f=F+0.1G 车=2.2 × 103N+0.1 × 3× 10 4N=5.2 × 103N (1 分) P= F 牵汽=5.2 × 103N×3 m/s=1.56 ×10 4W (1 分 ) 15.（2015 北京，第45 题）用如图24 所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升A的过程 中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为 400N，物体 A上升的速度vA为 0.1m/s ，滑 轮组的机械效率为90% ，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求： （1）拉力 F 做功的功率P； （2）物体 A 所受的重力GA； （3）动滑轮所受的重力G动。 【答案】（1） （2） ，解得 （3） ， 解得： 16.（2015 山东潍坊，第22 题）建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安 装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为300且固定在在水平面上运送货物 时，工人用400N 的力拉绳子，重为500N 的货物在20s 内沿斜面匀速运动6m，求此过程中 （1）重物的速度大小； （2）工人提升重物做的有用功； （3）该装置的机械效率 【答案】（1）重物的速度大小 （2）重物上升的高度 所做的有用功 （3）绳子自由端移动的距离 人做的总功 该装置的机械效率 17.（2015 山东莱芜， 第 27 题）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由 滑轮组组成，动滑轮总重300Kg,绳重和摩擦不计.现在用此起重机从水中把质量为2x10 3 Kg/m 3， 体积为 0.8m3 的物体 G 匀速提起， 滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KW (g=10N/Kg, 水=1. 0 x 10 3 Kg/m3)。求 : (1)物体完全浸没在水中时受到的浮力； (2)物体离开水面前拉力F 的大小； (3)物体离开水面前上升的速度； (4)物休离开水面前，滑轮组的和械效率多大 【答案】（1）8×103N （2）5× 10 3N （3）0.2m/s (4)80% 1. （2015 广东深圳，第31 题）有一个边长为0.2m 的正方体木块，质量为20kg，求： （g 取 10N/kg) (1) 该木块对水平地面的压强. (2) 用如图所示的滑轮组匀速提起木块，使木块上升lm，己知拉力F大小为 125N， 不计绳 重和摩擦，此滑轮组的机械效率为多少？ 【答案】（1）5×10 3pa （2） 80% 18.（2015 湖北鄂州，第33 题）为了模拟水中物体被打捞的情境，同学们课外作如下探究： 如图，用滑轮组将重200N 的物体从底面积为400cm2的圆柱形容器中提起，容器中水 面由 90cm 降到 70cm。已知每个滑轮重均为20N（不计绳重、水的阻力及滑轮与中心 轴间的摩擦） 。 求： （1）所提起物体的密度 （2）物体完全出水后继续上升的过程中，滑轮组的机械效率 【答案】（1）m=G/g=200N/10N. -1 =20Kg=2×10 4g V=Sh=400×(90-70)cm 3=8000cm3 =m/V=2×10 4g/(8 ×103cm3）=2.5g/cm3 =2.5 ×10 3 kg/m 3 (3 分） (2) ?=w有/w总=Gh/(G+G动)h =G/(G+G 动)=200N/(200N+20N)=90.9 19. （2015 天津，第21 题） “利用图14 所示的滑轮组，在5s 内将重为300N 的物体匀速向 上提起 0.2m，竖直向上的拉力F 为 125N。求： （1）滑轮组的机械效率； （2）拉力的功率。 【答案】（1）80% （2） 15W 20.（2015 江苏盐城，第22 题） （ 6 分）如图所示，工人用250N 的力 F 为 400N的物体在10s 内匀速提升2m ，求： (1) 重物受到的拉力大小； (2) 拉力 F的功率； (3) 动滑轮的机械效率. 答案： （1）400N （2）100W （3）80% 21.（2015 河南省，第21 题）质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW ，车上装有6t 的砂石。汽车先以10m/s 的速度在乎直公路上以20kW的功率匀速行驶了l0min ，消耗汽油 1.2kg ， 然后又以额定功率用了2min 的时间，将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。 g 取 10N/kg。试问： （1）1.2kg 的汽油完全燃烧放出的热量为多少？（已知汽油的热值为4.5 ×l0 7J/kg ） （2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？ （3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？ 答案： （1） （ 2 分）汽油放出的热量Qmq1.2kg ×4.5 ×l0 7J/kg 5.4 ×l07J （2） （3 分）汽车匀速行驶时牵引力做的功W Pt20×l0 3W × 600s1.2 ×107J 由功的计算公式，可得牵引力F2000N 由于汽车做匀速运动，则受到的阻力fF2000N （3） （3 分）有用功W有mgh6×10 3kg× 10N/kg×50m 3×106J 总功W总P额tl × l0 5W ×2×60s1.2 ×l07J 则机械效率 22.（2015 江苏常州， 第 27 题）2014 年 6 月，台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜为 将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组在20s 时间内，村 民们用 750N 的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m ，把南瓜提升1.5m，此过程中滑 轮组的机械效率为90 (g 取 10N/kg) 问： (1) 按题意画出滑轮组的绳子绕法 (2)村民们拉动滑轮组的功率为多大? (3)超级大南瓜的质量为多大? 【答案】（1）如图所示 （2）225W （3） 30kg 23.（2015 陕西，第 33 题）如图 1 所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动 的距离 s 与时间 t 的关系如图2所示。 在此期间， 工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力 为 594N。此斜面长为5m ，高为 1m ，这箱货物重为1500N。 （1）0-5s 内，这箱货物处于状态，工人所做的功为 J。 （2）5-30s 内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？ （3）该斜面的机械效率是多少？ 答案：（ 1）静止 0 （2）0.2m/s 118.8W （3）50.5% 24.（2015 江苏宿迁，第18 题）如图，建筑工人用400N的拉力，将重1000N的物体匀速提 升 3m ，所用时间是18s，求： （1）工人做功的功率； （2）滑轮组的机械效率. 【答案】W总=Fs=400N ×3m ×3=3.6× 103J ,1 分 W ,1 分 W有=Gh=1000N ×3m ×= 3× 103J ,1 分 × 100=× 100=83.3,1分 25. （2015 湖北荆州，第35 题） 35在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上， 工人把重1200 N 的物体沿着长L=5m、高 h=1 m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿 斜面所用的拉力为300 N（不计空气阻力） 。求 （1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功? （2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？ （3）物体和斜面之间的摩擦力是多大? 答案：（1）W总=Fs= FL =300 N× 5m （1 分） ； =1500J （1 分） ； （2）W有=Gh=1 200 N×1m=1200J；（1 分） ； =W有W总=1200J1500J=80% （1 分） ； （3）W 额= W总W有=1500J1200J=300J（1 分） ； 根据 W 额=fL，得到 f=W额L=300J5m=60N 26.（2015 黑龙江齐齐哈尔，第33 题）小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量 为 60Kg，在 F=50N的拉力作用下, 货箱以 0.1 m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱 的滑动摩擦力f 为货箱重的0.2 倍。求： （1）货箱的重力是多少？ （2）拉力 F 的功率是多少？ （3）货箱运动了1min, 克服摩擦所做的功是多少？ （4）此滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】（1）600N （2）15W （3）720J （3）80% 27.（2015 广安友谊自招，第13 题） 13. 如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥 土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为40N。某次操作中，将泥土以0.5m/s 的速度匀 速提起，在此过程中工人的拉力F 所做的功随时间变化的图像如图乙所示。不计细绳重及 摩擦， g 取 10N/kg 。求： （1）人拉绳时沿绳的速度？ （2）泥土的重是多少？ （3）利用该装置提升泥土的机械效率。 答案： （1）s人=ns泥=3× 0.3m/s=0.9m/s （2）由乙图可知： 28.（2015 湖北十堰，第40 题） 40.一辆东风牌汽车发动机功率为160kW，运送 4t 的货物， 以 4m/s 的速度沿30°的斜坡匀速到达坡顶，已知斜坡长100m 。 （g 取 10N/kg ） (1) 汽车从斜坡底端到达坡顶的时间是多少？ (2) 汽车运送货物的机械效率是多少？ 答案： (1)25s (2)50% 29.（2015 广东揭阳，第8 题）小明想把重1000N 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=600N 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。求： （1）小明同学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？ 【答案】（1）120W （2）83.3% （3）100N