2020-2021【物理】物理机械效率的计算的专项培优 易错 难题练习题(含答案)含答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．用如图所示的滑轮组将重85N 的物体匀速提升2m ，用时10s ，已知动滑轮重为10N ，机械效率为85%。

此过程中有用功为_____J ，额外功为_____J ，拉力F 的大小为_____N 。

拉力F 做功的功率为_____W 。

当该滑轮组的机械效率低于_____时，使用它将不再省力。

【答案】170 30 50 20 50% 【解析】 【详解】 [1]拉力做的有用功
W 有用＝Gh ＝85N×2m ＝170J
[2]由100%=85%W W η=
⨯有用
总
得拉力做的总功 170J
=
200J 85%
W W η
=
=有用
总 则额外功为
W 额外＝W 总−W 有用＝200J−170J ＝30J
[3]由图知，n ＝2，拉力端移动距离
s ＝2h ＝2×2m ＝4m
由W 总＝Fs 得拉力大小
200J
50N 4m
W F s =
==总 [4]拉力做功的功率
200J 20W 10s
W P t =
==总 [5]不省力，说明拉力至少等于物重，当F ＝G ＝85N 时，此时的机械效率
85N
100%=100%=100%=100%=100%=50%22285N
W Gh Gh G W Fs F h F η=
⨯⨯⨯⨯⨯⨯有用总 当该滑轮组的机械效率低于50%时，使用它将不再省力。

2．如图所示，用平行于斜面的拉力F ，将重为8N 的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。

若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F 为_____N ；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力
F 为_____N 。

若另一斜面的高度h 与长度s 之比为3:5，将重25N 的物体匀速拉至顶端的拉力为18N ，则该物体所受摩擦力为_____N 。

【答案】4 5 3 【解析】 【分析】
不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等；可由Gh Fs =求出拉力；已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功，再由W Fs =总求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh Fs =求出拉力，然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。

【详解】
[1]不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等，所以有
Gh Fs =
则拉力F 为
8N 0.2m
4N 0.4m
Gh F s ⨯=
== [2]用手做的有用功
8N 0.2m 1.6J W Gh ==⨯=有
已知机械效率80%η=，根据W W η=
有
总
可得，此时拉力F 做的总功 1.6J
2J 80%
W W η
=
=
=有
总 则由W Fs =可得，此时拉力F 为
2J
5N 0.4m
W F s =
==总 [3]使用另一斜面，若不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh Fs =可得，此时的拉力为
3
25N 15N 5
G h F s '''=
=⨯=' 由于该物体受到摩擦力的作用，则实际拉力18N F ''=，所以摩擦力
18N 15N 3N f F F '''=-=-=
3．如图所示，利用斜面向上移动物体可以_______（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。

小明把质量为50kg 的木箱沿斜面拉了10m ，使木箱上升了4m ，如图所示，沿斜面向上用的拉力F ＝250N ，木箱以0.2m/s 的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N 。

（g 取10N/kg ）
【答案】省力 80% 50 【解析】 【分析】 【详解】
[1]斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。

[2]做的有用功
W 有用=Gh=mgh =50kg×10N/kg×4m=2000J
拉力做的总功
W 总=Fs =250N×10m=2500J
斜面的机械效率
2000J
×100%=80%2500J
W W η=
=
有用总
机械效率为80%。

[3]这个过程中，做的额外功
W 额外=W 总-W 有用=2500J-2000J=500J
克服摩擦做的功为额外功的唯一来源，因为W 额外=fs ，所以摩擦力的大小
500J
=50N 10m
W f s
=
=
额 摩擦力为50N 。

4．如图所示，每个滑轮均重12N ，用滑轮组拉着重600N 的物体A 沿水平方向匀速移动，在40s 内物体移动了8m ，拉力F 做的功为1280J ．（不计绳重及机械内部摩擦）那么，拉力F 的功率为_____W ，滑轮组的机械效率为_______．
【答案】32 92.5% 【解析】 【分析】 【详解】 拉力F 的功率为P ＝
128040W J t s
＝＝32W.不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力做功为：W 额＝G
动⋅h＝12N×8m＝96J，则W
有
＝W
总
−W
额
＝1280J−96J＝1184J；η＝
W
W
有
总
＝
1184
1280
J
J
＝92.5%
5．如图所示，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0.4m，在这个过程中拉力F做功为_____J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，该滑轮组的机械效率为_____（忽略绳子和动滑轮的重力）
【答案】40 60%
【解析】
【分析】
首先判断滑轮组有几段绳子受力，计算出拉力移动的距离，利用拉力做的总功；滑轮组所做的有用功为克服物体A受到摩擦力所做的功，根据求出其大小，再根据效率公式求出滑轮组的机械效率。

【详解】
[1]滑轮组有两段绳子与动滑轮接触，所以有2段绳子有效受力，则绳子自由端移动的距离
拉力F所做的总功
[2]滑轮组克服摩擦所做有用功
滑轮组的机械效率
【点睛】
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。

6．用如图所示的滑轮组匀速提升质量为4kg 的物体，在重物上升1m的过程中，拉力F的功率为25W，此时滑轮组的机械效率为80%，则拉力做的有用功是_____J，重物上升的速度是_____m/s；若用此滑轮组匀速提升80N 的货物，所需拉力为________N。

（不考虑绳重和摩擦）
【答案】40J 0.5m/s 45N 【解析】 【分析】 【详解】 [1]有用功为
=4kg 10N/kg 1m 40J W G h mgh ==⨯⨯=有物
[2]拉力做的总功为
40J
=
=
50J 80%
W W η
=有
总 做功所需的时间为
50J
=2s 25W
W t P =
=总 所以重物上升的速度为
1m =0.5m/s 2s
s v t =
= [3]上问中拉力为
50J
25N 1m 2
W F s =
==⨯总 动滑轮重力为
=-=225N-40N=10N G nF G ⨯动物
所以用此滑轮组匀速提升80N 的货物，所需拉力为
()()11
+=80N+10N =45N 2
F G G n =
物动
7．如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105W ，若接收的太阳能只用来驱动船前进。

在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F 随时间t 的变化关系如图乙所示，船的运动速度v 随时间t 的变化关系如图丙所示。

（g 取10N/kg ），则满载时太阳能船受到的浮力是___________N ；第50s 到第100s 的运动过程中，太阳能船的效率是_________。

【答案】5610⨯ 25% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由题意可知，排水量60t ，则满载时太阳能船受到的浮力是
356010kg 10N/kg 610N F =⨯⨯=⨯浮
[2]由题意可知，第50s 到第100s 的运动过程中，太阳能船移动的距离是
0.5m/s 50s 25m s vt ==⨯=
这段时间牵引力所做的功是
46810N 25m 210J W Fs ==⨯⨯=⨯牵
总功是
561.610W 50s 810J W Pt ==⨯⨯=⨯总
那么太阳能船的效率是
66210J
100%100%25%810J
W W η⨯=⨯=⨯=⨯牵
总
8．如图所示，用8 N 的拉力F 拉着物体A 在水平面匀速运动了1 m 。

已知物体A 重40 N ，与水平面的接触面积是100cm 2，它在水平面运动时受到的摩擦力是12N ，则拉动时重物对地面的压强是_______Pa ，滑轮组的机械效率是______。

【答案】4×103 75% 【解析】 【详解】
[1]重物对地面的压强为：
3
42
40N 410Pa 10010m
F G P S S -=
===⨯⨯； [2]由图可知，动滑轮上绳子的段数为n=2，绳子自由端移动的距离为：
=21m=2m s ⨯绳；
克服摩擦力做的有用功为：
=12N 1m=12J W fs =⨯有；
总功为：
=8N 2m=16J W F s =⨯绳总拉；
机械效率为：
12J
=
100%=100%=75%16J
W W η⨯⨯有总。

9．起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用；如图所示，吊臂上的滑轮组，可用4 10N F =的拉力将重为2.4×104 N 的吊板提起，如果吊板被匀速提高10 m ，则拉力F 做功_________J ，滑轮组的机械效率是__________。

【答案】3×105 80% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由题图知：与动滑轮相连的绳子共有三段，则拉力F 移动的距离s 与物体升高的距离h 之间的关系为3s h =；拉力F 做功是
4510N 310m 310J W Fs ==⨯⨯=⨯总
[2]滑轮组做的有用功是
452.410N 10m 2.410J W Gh ==⨯⨯=⨯有用
滑轮组的机械效率是
552.410J 100%100%80%310J
W W η⨯=⨯=⨯=⨯有总
10．在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N 的钩码匀速向上提升，拉力为2N ，2s 内钩码上升0.2m 。

此过程中有用功为_____J ，拉力做功的功率为_____W ，动滑轮
的机械效率为_____%。

【答案】0.6 0.4 75％ 【解析】 【分析】 【详解】
[1]拉动的过程中做的有用功就是克服钩码重力所做的功，即为
=3N 0.2m=0.6J W G s =⨯物物有
[2]绳子移动的距离为
=20.2m=0.4m s ns =⨯绳物
拉力所做的功为
=2N 0.4m=0.8J W Fs =⨯总绳
拉力的功率为
0.8J
==0.4W 2s
W P t =
总 [3]动滑轮的机械效率为
0.6J
=
=75%0.8J
W W η=
有总
11．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲乙两个滑轮组，在各自的自由端均施加大小相等的拉力F ，将A 、B 两个不同的物块匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦）已知A 、B 两物块重分别为G A 、G B ，动滑轮重为G 0，下列说法正确的是（ ）
A ．甲、乙两滑轮组的机械效率相等
B ．物块A 的重力小于物块B 的重力
C ．若G 0=G B ，则甲、乙滑轮组一定都是省力机械
D ．甲滑轮组的机械效率为A
2G F
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．甲、乙两滑轮组提升两块物体的质量不同，提升相同高度所做有用功不同，动滑轮质量相同，不计绳重和摩擦，则滑轮组做额外功相同，它们的机械效率不同，故A 项错误；
B ．在各自的自由端均施加大小相等的拉力F ，则
A 2G F G =-动，
B 3G F G =-动
所以A G G Ｂ＜，故B 项正确； C ．若G 0=G B ，则甲滑轮组绳子端拉力为
A A A
2G G G G G F =
动Ｂ甲＋＋＝＞２２２
即
A F G 甲＞
所以甲滑轮组是费力机械， 乙滑轮组绳子端拉力为
B B B
2=3G G G G G F =
动Ｂ乙＋＋＝33
所以乙滑轮组是省力机械，故C 项错误； D ．甲滑轮组的机械效率为
A A
=2W G h G W Fs F
η=
=有用总 故D 项正确。

故选BD 。

12．如图所示，实心物体A 漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A ，使A 向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。

已知A 的体积为0.2m 3，密度为0.4×103kg/m 3．动滑轮重为300N ，电动机工作时拉绳子的功率为1.5×103W 且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，g ＝10N/kg ，ρ水＝1.0×103kg/m 3，下列说法中不正确的是（ ）
A ．物体向下运动的最小速度3m/s
B ．物体A 浸没在水中时受到的浮力为2×103N
C ．物体A 向下运动过程中，电动机拉着绳子的力先变大，后不变
D ．物体A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为80% 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 B ．由m
V
ρ=
知道，A 的质量 m A ＝ρA V A ＝0.4×103kg/m 3×0.2m 3＝80kg
由G mg = 知道，A 的重力
G A ＝m A g ＝80kg×10N/kg ＝800N
由于A 浸没在水中，声音，
V 排＝V A ＝0.2m 3
A 浸没在水中受到的浮力
F 浮＝ρ水gV 排＝1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.2m 3＝2×103N
故B 正确，不符合题意；
A ．当A 完全浸没时绳子对物体A 的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力
()()3210N 11
==500N 3800N 300N 3
F F
G G =
-⨯++浮动﹣ 由W Fs
P Fv t t
=
==知道，绳子自由端运动的最小速度 31.510W
3m/s 500N
P v F ⨯===绳
则物体向下运动的最小速度
11
=3m/s=1m/s 33
v v =⨯绳
故A 错误，符合题意；
C ．由于电动机对绳子的拉力()1
3
F F
G G =-+浮动，而物体A 向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以，电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故C 正确，不符合题意； D ．当A 完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功
W 有用＝（F 浮﹣G ）h
总功
W 总＝Fs ＝（F 浮﹣G +G 动）×3h ＝（F 浮﹣G +G 动）h
滑轮组机械效率的最大值
33
210N 800N ===100%80%210N 800N 300N
W F G h F G W F G G h F G G η⨯-=⨯=++⨯-+有浮浮浮浮总动动（﹣）﹣（﹣）﹣
故D 正确，不符合题意。

故选A 。

13．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。

当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。

下列计算结果正确的是（ ）
A ．0s~1s 内，地面对物体的支持力是10N
B ．1s~2s 内，拉力F 做的功是62.5J
C ．2s~3s 内，拉力F 的功率是300W
D ．2s~3s 内，滑轮组的机械效率是62.5% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．从图乙可以看到，时间从第2s 到第3s 时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即
340N 120N F G G =+=⨯=拉动
由题意可知，0s~1s 内，地面对物体的支持力符合关系式
'
3120N F F G G +=+=支拉动
从图甲可以看到，'
30N F =拉，解得30N F =支，A 错误；
B ．从图甲可以看到，1s~2s 内，拉力F 的大小是50N ，物体上升的高度是1.25m ，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是
33 1.25m 3.75m s h ==⨯=
拉力F 做的功是
50N 3.75m 187.5J W Fs ==⨯=
拉力F 做的功是187.5J ，B 错误；
C ．2s~3s 内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F 的大小是40N ，绳端移动的速度
3 2.5m/s 7.5m/s v =⨯=绳
根据P Fv =可知，拉力F 的功率
40N 7.5m/s 300W P Fv ==⨯=绳
拉力F 的功率是300W ，C 正确； D ．2s~3s 内，物体上升的高度
3.75m-1.25m 2.5m h ==
拉力F 的大小是40N ，则滑轮组的机械效率
100N 2.5m 100%100%100%83.3%40N 3 2.5m
W Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯⨯有用功总功
滑轮组的机械效率约是83.3%，D 错误。

故选C 。

14．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（ ）
A ．拉力的大小为450 N
B ．分别用两种方法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
C ．用图乙绕法匀速提升400N 重物时，机械效率为80%
D ．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F B 做功少 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，图甲中n =2，由
W Gh Gh G
W Fs Fnh nF
η=
===有用总 可得拉力F A 的大小：
900N 500N 290%
A G F n η=
==⨯，故A 错误； BD ．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F A 和F B 做功相同），机械效率也相同，故B 、D 错误； C ．图甲中，根据(2
)1
A F G G =
+动可得动滑轮的重力：
122500N 900N 100N G F G =-=⨯-=动；
忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率
W Gh G
W Gh G h G G η=
=
=++有用总
动动
，
则用图乙绕法匀速提升400N 重物时，其机械效率为：
400N
100%80%400N 100N
G G G η''=
=⨯='++动，
故C 正确。

15．如图所示，拉力 F 为 5N ，物体 A 以 0.1m/s 的速度在物体 B 表面向左做匀速直线运动（B 表面足够长）；物体 B 静止在地面上，受到地面对它的水平向左 4 N 的摩擦力，弹簧测力计示数为 12N 。

下列说法正确的是（ ）
A ．物体A 受到的摩擦力为 10N
B ．拉力 F 的功率为 1.5W
C ．滑轮组的机械效率为 80%
D ．拉力 F 增大到 15N 时，物体 B 开始向左运
动 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．物体
B 静止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物体B 受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A 对它向左的摩擦力，所以两个摩擦力之和为12N ，即
AB 4N 12N f +=
则AB 8N f =；根据相互作用力的知识可知，物体A 受到的摩擦力为
AB 8N f f ==
故A 错误；
B ．由图知，水平使用滑轮组，n =2，拉力端移动速度
220.1m/s 0.2m/s v v ==⨯=物
则拉力做功的功率
5N 0.2m/s 1W W Fs P Fv t t
=
===⨯= 故B 错误； C ．滑轮组的机械效率
8N
100%=100%80%
25N
100%
W f
W nF
η=⨯⨯==
⨯
⨯
有
总
故C正确；
D．若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。

故选C。

16．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，拉力的功率随时间变化的图象如图乙，已知动滑轮的重力是60N，物体上升的速度始终是1m/s，不计绳重、摩擦及阻力，33
110kg/m
ρ=⨯
水
，g= 10N/kg，下列说法中正确的是（）
①物体的重力是420N；
②物体浸没在水中时受到的浮力100N；
③物体的密度是3× 10 3kg/m3；
④物体浸没在水中时滑轮组的机械效率80%。

A．①④B．②③C．①②D．③④
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由图乙知，当物体A离开水面后，滑轮组绳子端的功率P=420W，而绳子端的速度
v1=2v=2×1m/s=2m/s
据P=Fv得，此时绳子端的拉力
1
420W
210N
2m/s
P
F
v
===
不计绳重及摩擦，由
1
(+)
F G G
n
=
物动
得，物体A的重力
=2=2210N60N360N
G F G
-⨯-=
物动
物体A浸没在水中时，滑轮组绳子端的拉力
1
11300W 150N 2m/s
P F v =
== 那么物体A 对动滑轮的拉力
1=2=2150N 60N 240N F F G -⨯-=拉动
此时物体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力、浮力的作用，而匀速向上运动，那么物体A 所受的浮力
F 浮=
G 物-F 拉=360N-240N=120N
物体A 浸没时，据阿基米德原理得
23
33120N 1.210m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ-==
==⨯⨯⨯浮物排水 物体A 的质量
360N
36kg 10N/kg
G m g =
==物 物体A 的密度
33
23
36kg 310kg/m 1.210m m V ρ-=
==⨯⨯物 物体A 浸没在水中时，滑轮组所做的有用功和总功分别为 W 有=F 拉h ，W 总=F 1s =F 1⋅2h
机械效率
1240N =80%2150N 2
W F h W F h η===⋅⨯有拉总
故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

17．用图所示的装置将重为为800N 的正方体石料A 从水中提升出来。

在卷扬机对绳子的拉力作用下，使A 经历了三个过程∶过程I 为A 浸没在水中竖直匀速上升的过程，过程Ⅱ为A 上表面刚露出水面到下表面刚离开水面竖直匀速上升的过程，过程Ⅲ为A 在空中竖直匀速上升的过程。

过程I 中卷扬机对绳子的拉力大小为F =500N 。

若不计绳重和轮与轴间的摩擦，不计水中提升时水对A 的阻力，不计A 被提出水面所带水的质量，下列判断中正确的是（ ）
A ．若过程I 和过程Ⅱ中提升A 的高度相同，则两过程中动滑轮所做的有用功相同
B ．过程I 和过程II 中卷扬机对绳子的拉力大小相同
C ．过程Ⅲ中提升A 的机械效率η一定小于80%
D ．此装置中动滑轮的重力大于200N 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．过程I 、Ⅱ中动滑轮提供的拉力等于A 的重力减A 受到的浮力，但过程Ⅱ中物块排开水的体积变小，则浮力不断变小，拉力增大，提升相同的高度，由W Fs =可知过程I 中动滑轮所做的有用功与过程Ⅱ中动滑轮所做的有用功不相等，故错误；
B ．过程I 和过程II 中动滑轮提供的拉力大小不同，由
()()11
=22
F F
G G F G =
+-+浮拉动动卷扬机 可知卷扬机对绳子的拉力大小不同，故错误； CD ．过程I 中
()()11
=22F F G G F G =
+-+浮拉动动卷扬机 2F F G G +=+浮动卷扬机
过程Ⅲ中
800N 800N
==1022500N 1000%800N %Gh G G Gh G h G G W W F F F F η===⨯+=
+⨯+++有浮浮浮
总卷扬机动动＜
又因为
1000N 800N +2800N 800N
==00N F G G G F +++浮动浮
则
=200N 200N G F +动浮＞
故CD 正确。

18．如图所示，质量为70kg 的小刚站在高台上通过滑轮组匀速提升货物，第一次提升货物的质量为100kg ，第二次提升货物的质量为200kg ，小刚第二次提升货物时拉力做功的功率为220W 。

已知滑轮A 、B 的质量均为4kg ，滑轮C 的质量为8kg ，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，g 取10N/kg ，关于小刚提升货物的分析，下列说法中正确的是
A ．第一次提升货物时，小刚对高台的压力为500N
B ．第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率为83.3%
C ．第二次提升货物时，货物上升的速度约为0.6m/s
D ．第二次提升货物时，小刚对高台的压力为800N 【答案】BC 【解析】 【详解】
A ．第一次提升货物时，滑轮
B 所受向下的拉力为
()()111
(100kg 10N /kg 8kg 10N /kg)360N 333
B C C F G G m g m g =
+=+=⨯⨯+⨯=物物 小刚受到向下的拉力为
()()()111
360N 4kg 10N /kg 200N 222
B B B B F F G F m g =
+=+=⨯+⨯=拉； 小刚对高台的压力
70kg 10N /kg 200N 900N F G F m g F =+=+=⨯+=人拉人拉，
A 错误；
B ．第一次提升货物时滑轮组的机械效率为
2100kg 10N /kg 83.3%6200N 6W G h m gh h
W F h
F h
h
η⨯⨯=
=
=
=
≈⨯⨯有物拉物总
拉，
B 正确；
C ．第二次的拉力'
F 拉，分析方法同第一次提升货物时分析拉力的过程，解得
'366.7N F ≈拉，根据公式
'
220W
0.6m /s 366.7N
P v F =
=≈拉，
D ．根据选项A 的解法，同样能够解出第二次小刚对高台的压力为1066.7N ，D 错误。

19．体重为800N 的工人用图甲所示装置提升重物，AOB 是轻质杠杆，O 为支点，OA ∶OB =1∶2，动滑轮的机械效率随提升物体重力变化的图像如图乙，若提升重物的过程中绳子始终是竖直的，不计绳重与摩擦，g 取10N/kg 。

则下列说法正确的是（ ）
A ．动滑轮的重力是400N
B ．用该装置匀速提起2000N 的物体，人对地面的压力是600N
C ．若工人在2s 内将重物匀速提升了0.4m ，人对绳子的拉力为300N ，则拉力的功率240W
D ．该装置的机械效率为68%时，提升重物的重力是800N 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图乙可知，当提升重物G =600N 时，动滑轮的机械效率为60%，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率
600N
=60%600N+G W Gh G W Gh G h G G η=
=
==++有总动动动
解得
G 动=400N
故A 正确；
B ．由图知n =2，用该装置匀速提起2000N 的物体，杠杆A 端施加的拉力
() 11
(2000N 400N)1200N 22
A F G G =
+=+=动 由杠杆平衡条件可得F A ×OA =F B ×OB ，杠杆B 端施加的力
11
1200N 600N 22
A B A F OA F F OB ⨯=
==⨯= 人对地面的压力
800N 600N 200N B F G F =-=-=压人
故B 错误；
C ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，二者都是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，拉力端移动距离等于物体升高距离的4倍，拉力端移动的速度等于物体升高速度的4倍，则拉力端移动的速度
0.4m 4440.8m /s 2s
h v v t ==⨯
=⨯=物 拉力做功功率
300N 0.8m /s 240W W Fs
P Fv t t
=
===⨯= 故C 正确；
D ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，不计绳重与摩擦，AOB 是轻质杠杆、质量不计；所以使用该装置做的额外功W 额=G 动h ，该装置的机械效率
68%W Gh Gh G
W Fs Gh G h G G η=
=
===++有总动动 68%400N
G
G =+
解得
G =975N
故D 错误。

故选AC 。

20．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置，在此过程中，测力计上升的高度s 为0.2m ．物块重G 为1.5N ，物块上升的高度h 为0.3m ，杠杆的机械效率为75%，则测力计的示数F =______N ，使用该杠杆做额外功的一个原因是______。

【答案】3 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功 【解析】 【分析】
本题考查机械效率的应用。

【详解】
[1]杠杆在使用过程中，所做的有用功
W 有=Gh =1.5N ×0.3m=0.45J
根据W W η=
有
总
得
0.45J
=
=
0.6J 75%
W W η
=有
总 而W 总=Fs ，所以
0.6J
=3N 0.2m
W F s =
=总 [2]杠杆本身有重力、支点与杠杆之间有摩擦，使用杠杆过程需克服这些做功，于是便出现了额外功。