备战中考物理压轴题专题复习—机械效率的计算

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3 m ，用时3 s ，工人的拉力为50 N ，工人质量为50kg （物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）设此时工人放绳的速度为v 1， 滑轮组的效率η1 ；如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为
η2，已知124
3ηη=∶∶（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g 取10 N/kg ） 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮，工人对地面的压力为F 2.则（ ）
A ．v 1=1 m/s
B ．η1=62.5%。

C ．F 2 =525 N
D ．F 浮=120 N
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．物体下降速度为
3m
=1m/s 3s
h v t =
= 因为有4段绳子，所以工人放绳的速度为
441m/s 4m/s v v ==⨯=1物
故A 不符合题意；
B ．已知物体下降的距离为3 m ，因为有4段绳子，所以绳子运动距离
443m 12m s h ==⨯=
放绳子的做的有用功
160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用
放绳子的做的总功
50N 12m 600J W Fs ==⨯=总
滑轮组的效率
1480J
100%100%80%600J
W W η=⨯=⨯=有用总
故B 不符合题意；
CD ．物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由(1
)F G G n =
+动
可得，动滑轮重力
4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动
已知η1：η2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为
213380%60%44
ηη==⨯=
物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率
260%40N
W F h F W F h G h F η'=
==='++有用拉物拉物
总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ；物体的重力为160N ，根据公式可得
==160N-60N=100N F G F -浮拉物
故D 不符合题意；
完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得
4F F G =+绳拉物动
则人对绳子的拉力
11
60N 40N)25N 44
()(F F G =+=+=绳拉物动
因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N ；人的重力为
50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人
对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力
500N+25N=525N F G F =+=人绳支
因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N ，故C 符合题意。

故选C 。

2．如图的装置中，物体B 重为30N ，每个滑轮重均为6N ，不计绳重及滑轮的摩擦。

现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ，物体B 也随滑轮匀速上升。

则物体A 受到的摩擦力为_________N ，滑轮组的机械效率为_________%（百分号前保留2位小数）。

【答案】8 83.33 【解析】 【分析】
【详解】
[1]物体B 重30N ，动滑轮重6N ，滑轮组需要提升的动滑轮与物体B 总重为
30N+6N=36N
三段绳子与动滑轮接触，不考虑绳子重及摩擦，则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加
36N 312N ÷=
的力，物体才能匀速上升，以物体A 为研究对象，其左边的绳子对其施加了向左的12N 的拉力，它受到的向右的拉力为20N ，物体A 处于匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，则其受到的向左的摩擦力为
20N －12N=8N
[2]滑轮组的机械效率为
''B B B 30N 83.33%33312N
W G h G h G F s W Fs Fs F h F η=======⨯⨯有总
3．小黄用图所示的滑轮组经过10s 的时间，用150N 的拉力将一个重270N 的重物提高1m ，求此过程：拉力F 自由端拉出的距离是_____m ；小黄所做的有用功是_______J ；总功是_______J ；拉力做功的功率是______W 。

【答案】3 270 450 45 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由图可知，滑轮组的承重绳子根数n =3根，则拉力自由端拉出的距离
s =nh =3×1m=3m
[2]有用功
W 有用=Gh =270N×1m=270J
[3]总功
W 总=Fs =150N×3m=450J
[4]拉力做功的功率
450J
45W 10s
W P t =
==总
4．一物体质量为10kg ，小红用定滑轮将该物体在4s 内匀速提升2m ，所用拉力为120N ，
此过程中，小红做的有用功是_______，定滑轮的机械效率是________，拉力做功的功率是_______。

（g=10N/kg ） 【答案】200J 83.3％ 60W 【解析】 【分析】 【详解】
[1]所提升物体的重力为
=10kg 10N /kg=100N G mg =⨯
有用功为
=100N 2m=200J W Gs =⨯有
故有用功是200J 。

[2]总功为
=120N 2m=240J W Fs =⨯总
则机械效率为
200J
=
83.3%240J
W W η=
≈有总
故机械效率为83.3%。

[3] 拉力做功的功率为
240J
==60W 4s
W P t =
总 即拉力F 的功率为60W 。

5．用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s 的速度匀速拉动不同物体。

根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。

若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动0.3m ，绳子自由端移动__________m ；当滑轮组的机械效率为60%时，拉力F b 的功率是__________W 。

【答案】0.9 50 【解析】 【分析】 【详解】
[1]有丙图可知，绳子股数3n =，物体向右运动0.3m ，则绳子自由端移动的距离
30.3m=0.9m s ns ==⨯绳物
[2]由丁图，当物体受到的摩擦力是100N 时，滑轮组机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则
100N
=50%()(100N+)
W fs f W fs G s f G G η=
=
==++有用物总
物动物动动
则
100N G =动
当滑轮组的机械效率为60%时，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，物体受到摩擦力的大小
111
1
111=60%()(+100N)
W f s f f W f s G s f G f η=
=
==++有用1物1总物1动物1动
则
1150N f =
不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由图知绳子股数3n =，拉力F b 为
()b 111250150N+100N =N 33
)3(F f G =+=动
物体运动速度0.2m/s 不变，则绳端移动速度
30.2m/s=0.6m/s v nv ==⨯绳物
则拉力F b 的功率，由
W Fs
P Fv t t =
== 则
b 250
N 0.6m/s=50W 3
P F v ==
⨯绳
6．用如图甲所示的装置将实心物体A 从深井中吊出来，人对绳子施加的拉力随时间的变化如图乙所示， 已知动滑轮的重力为60N ，物体匀速上升的速度始终为1m/s ，（不计绳重、摩擦及阻力）。

则当物体完全出 水之后，拉力的功率为____W ，物体浸没在水中时受到的浮力为_____N ；物体浸没在水中时滑轮组的机 械效率为________。

【答案】420W 120N 80% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由乙图可知，物体完全出水后人对绳的拉力大小为210N ，绳自由端移动的速度为物体上升速度的2倍，此时拉力的功率
11210N 2m/s 420W P F v ==⨯=
[2]以动滑轮和下方吊起的物体为整体进行受力分析：物体完全脱离水面后，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力，竖直向下的方向上受到重力
12=2210N 420N G F =⨯=整
被吊物体的重力
420N 60N 360N G G G =-=-=物动整
物体在浸没状态时，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力和浮力，竖直向下的方向上受到重力，由此可得
22420N 2150N=120N F G F =-=-⨯浮整
[3]物体在浸没状态时，绳对物体的拉力
360N 120N 240N F G F =-=-=浮拉物
滑轮组的机械效率
2
240N 100%100%100%80%150N 2W F h h
W F s h
η⨯=
⨯=⨯=⨯=⨯有拉总
7．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 。

8．如图，拉力 F 将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m ，用时 1s 。

运动时，物体与地面之间的摩擦力为 30N ，此时滑轮组的机械效率为 80%。

下列说法正确的是（ ）
A ．拉力 F ＝10N
B ．克服动滑轮重力做额外功 7.5J
C ．动滑轮重 7.5N
D ．拉力的功率是 37.5W
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即n =3，该滑轮组的机械效率
W fs f W Fns nF
η=
=
=
有用物总
物 则绳子自由端的拉力
30N 12.5N 3380%
f F η=
==⨯⨯ 故A 错误；
B ．滑轮组对物体做的有用功
30N 1m 30J W fs ==⨯=有用
滑轮组做的总功
312.5N 31m=37.5J W F s =⨯=⨯⨯总
额外功为
37.5J 30J 7.5J W W W =-=-=额总有用
由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于 7.5J ，故B 错误； C ．由B 知对动滑轮重力做的额外功小于 7.5J ，动滑轮上升的高度为1m ，根据W Gh =知，动滑轮重小于 7.5N ，故C 错误； D ．拉力做的总功为37.5J ，用时 1s ，由W
P t
=
得拉力的功率为 37.51s
J
37.5W W P t =
==总 故D 正确。

故选D 。

9．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 '''=-=-=
10．如图所示的滑轮组，每个滑轮重2N ，把一个重为12N 的物体在2s 内匀速提升0.2m ，
不计绳重和摩擦，则（ ）
A ．绳子自由端的拉力F 为6N
B ．绳子自由端移动速度为0.1m/s
C ．F 所做的有用功为2.8J
D ．滑轮组的机械效率约为85.7%
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知绳子承担重物的段数n 为2。

A ．绳子自由端的拉力
()()11
+12N 2N 7N 2
F G G n =
=+=物动 故A 错误； B ．物体移动的速度
0.2m
0.1m/s 2s
h v t =
==物 则绳子自由端移动速度
20.1m/s 0.2m/s v nv ==⨯=绳子物
故B 错误；
C ．拉力F 做的功为总功
7N 20.2m 2.8J W Fs Fnh ===⨯⨯=总
物体克服重力做的功为有用功
120.2m 2.4J W Gh ==⨯=有
故C 错误；
D ．物体克服重力为有用功
12N 0.2m 2.4J W Gh ==⨯=总
则滑轮组的机械效率
2.4J 100%100%85.7%2.8J
W W η=
⨯=⨯=有总 故D 正确。

故选D 。

11．为运送物体搭制的斜面如图所示，斜面长为s ，高为h ，用沿斜面向上的力F 把一个重
为G 的物体由斜面底端以速度v 匀速拉到顶端。

下列说法中正确的是（ ）
A ．整个过程中拉力F 所做的有用功W Gh =有
B ．整个过程中拉力F 所做的总功W Gh Fs =+总
C ．若斜面的机械效率为η，则拉力Gh F s
η=
D ．若斜面的机械效率为η，则物体与斜面间的摩擦力()
1-Gh f s
ηη=
【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．使用斜面的目的是提升重物，因此克服物体重力所做的功是有用功，即W Gh =有，A 正确；
B ．使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面间的摩擦力做的功，即W fs =额；根据总功、额外功和有用功的关系可得，总功
W W W Gh fs =+=+总额有
B 错误；
C ．斜面所做的总功是W Fs =总，若斜面的机械效率是η，那么
100%100%W Gh
W Fs
η=
⨯=
⨯有总
变换可得
100%Gh Gh F s s
ηη=
⨯= C 正确； D ．由上述可知
W Gh fs =+总
即
100%Gh
Gh fs
η=
⨯+
变换可得物体与斜面间的摩擦力是
()
1-Gh f s
ηη=
D 正确。

故选ACD 。

12．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，己知每个滑轮重均为50N ，滑轮组下端挂有物体B ，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连，此时物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为550N ；在物体B 下加挂重为90N 的物体C 后，同时用水平向左的力F 拉动物体A 使其沿水平桌面向左做匀速直线运动此时物体B 上升的速度大小为5cm/s 。

若不计绳重及滑轮的摩擦，g 取10N/kg ，则下列说法中正确的是（ ）
A ．物体A 所受滑动摩擦力大小为275N
B ．B 的重力为500N
C ．F 做功的功率为42W
D ．F 的大小为530N 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．设物体A 所受摩擦力大小为f ，则弹簧测力计下滑轮有两段绳子，则有
2f +50N=550N
解得f =250N ，故A 错误； B ．对于物体B ，有
3f =G B +G 滑
即
250N ×3=G B +50N
所以G B =700N ，故B 错误； CD ．加挂物体C 后，有
3（F —f ）=G B +G C +G 滑
即
3（F -250N ）=700N+90N+50N
解得F =530N ，物体B 上升的速度为5cm/s ，则拉力F 端移动的速度
v =3×5cm/s=0.15m/s
拉力F 的功率
P =Fv =530N ×0.15m/s=79.5W
故C 错误，D 正确。

故选D 。

13．用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，已知小车的重力10N G =，拉力大小15N F =，该装置的机械效率是60%，则小车与地面之间摩擦力为（ ）
A ．27N
B ．36N
C ．18N
D ．270N
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由于小车沿水平地面匀速前进，那么绳对小车的拉力等于小车受到地面的摩擦力，即
'F f =，该装置的有用功是
'''W F s fs ==有
三段绳子托着动滑轮，那么绳端移动的距离是'3s s =，该装置所做的总功是
'15N 3W Fs s ==⨯总
可知
'
'
100%100%60%15N 3W fs W s η=⨯=⨯=⨯有
总
解得27N f =。

故选A 。

14．如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间分别将A 、B 物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力G A ＞G B ，滑轮组的机械效率η甲＜η乙（忽略绳重和摩擦）．下列判断正确的是（ ）
A ．两滑轮组绳端移动的距离相等
B ．甲滑轮组的有用功比乙的少
C ．甲滑轮组的总功率比乙的小
D ．甲滑轮组的动滑轮比乙的重
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．两个物体提升相同的高度h 时，甲滑轮组动滑轮上有三段绳子，所以F 甲自由端移动的距离为3h ，乙滑轮组动滑轮上有两段绳子，所以F 乙自由端移动的距离为2h ，故A 错误．
B ．根据公式W 有=Gh ，由于两物体升高相同的高度，但是G A ＞G B ，所以W 有甲＞W 有乙，故B 错误；
C ．W 有甲＞W 有乙，η甲＜η乙，结合W W η=
有总
知，W 总甲＞W 总乙，时间又相等，由P =
W
t
知，甲滑轮组的总功率比乙的大，故C 错误； D ．根据W W W η=
+有有额
，得1
η=1+W W 额有，因为η甲＜η乙，所以W W W W >额甲额乙有甲有乙，又因为W 有甲
>W 有乙，所以W W >额甲额乙，再根据W G h =额动得，G G >动甲动乙，故D 正确。

故选D 。

15．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，3
3
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/m 3；
④物体浸没在水中时滑轮组的机械效率80%。

A ．①④ B ．②③
C ．①②
D ．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
v 1=2v =2×1m/s=2m/s
据P =Fv 得，此时绳子端的拉力
1420W 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=2210N 60N 360N 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
332336kg 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 。

16．用如图甲所示的动滑轮提升一批建筑材料。

工人竖直向上拉动轻绳的自由端将建筑材料以0.1m/s 的速度匀速提升，此过程中，作用在绳子自由端的拉力F 所做的功W 随时间t 的变化关系如图乙所示已知这批建筑材料的总质量为70kg ，滑轮的摩擦不可忽略g 取10N/kg 。

下列说法中正确的是（ ）
A ．绳子自由端拉力做功的功率为80W
B ．绳子自由端的拉力F 大小为400N
C ．用该滑轮提升这批建筑材料的机械效率约为87.5%
D ．若用这个动滑轮以0.1m/s 的速度匀速提升总质量为100kg 的建筑材料，则对绳子自由端竖直向上的拉力的功率为110W 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图乙可知，拉力在100s 内做功3810J ⨯，则拉力做功功率
3810J 80W 100s
W P t ⨯===
故A 项正确；
B ．图中使用的是动滑轮，拉力端移动速度
220.1m/s 0.2m/s v v ==⨯=物
由W Fs
P Fv t t
=
==可得拉力大小 80W
400N 0.2m/s
P F v =
== 故B 项正确； C ．建材受到的重力
70kg 10N/kg 700N G mg ==⨯=
则动滑轮机械效率
700N
100%100%100%100%100%=87.5%222400N
W Gh Gh G W Fs F h F η=
⨯=⨯=⨯=⨯=⨯⨯有总 故C 项正确；
D ．若忽略绳重和滑轮的摩擦力不计，拉力
()1
2
F G G =
+物动 则动滑轮重力
22400N 700N 100N G F G =-=⨯-=动物
提升总质量为100kg 的建材材料时，建材重力
100kg 10N/kg 1000N G m g ''==⨯=物
拉力
()
()11
1000N 100N 550N 22
F G G ''=
+=+=物动 拉力做功的功率
550N 0.2m/s 110W P F v ''==⨯=
因为不能忽略绳重和滑轮的摩擦力，所以拉力的功率不等于110W ，故D 项错误。

故选ABC 。

17．某工地利用如图所示的滑轮组，将重 180 N 的物体竖直向上匀速提起 2 m ，用时 5 s 。

卷扬机的拉力 F 为 80 N （不计绳重和摩擦）。

以下相关计算正确的是（ ）
A ．有用功是 400 J
B ．动滑轮的重力为 60 N
C ．拉力 F 的功率为 72 W
D ．动滑轮的机械效率为 75%
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．有用功为
=180N 2m=360J W G s =⨯物物有
故A 错误；
B ．因不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为
-=380N-180N=60N G nF G =⨯动物
故B 正确； C ．绳子移动的距离为
=32m=6m s ns =⨯绳物
拉力F 做的功为
=80N 6m=480J W Fs =⨯总绳
拉力F 的功率为
480J
==96W 5s
W P t =
总 故C 错误；
D ．滑轮组的机械效率为
480J
W 总
故D 正确。

故选BD 。

18．如图所示，在时间t 内，将重为G 的货物匀速提升了h ，工人对绳子竖直向下的拉力恒为F ，下列说法正确的是（ ）
A ．拉力做的额外功是()4-F G h
B ．有用功为Gh
C ．拉力F 的功率为
3Fh
t
D ．滑轮组的机械效率随h 的增大而增大 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．由题意可知，滑轮组做的有用功是=有用W Gh ；三段绳子托着动滑轮，货物上升高度是h ，那么绳子自由端移动的距离是3s h =，拉力做的总功是
3W Fs Fh ==总
拉力做的额外功是
()-3-3-W W W Fh Gh F G h ===额总有用
A 错误、
B 正确；
C ．由上述可知，在时间t 内，绳子自由端移动的速度是
3s h v t t
=
= 那么根据P Fv =可知，拉力F 的功率是
33h Fh
P Fv F t t
==⋅
= C 正确；
D ．由上述可知，滑轮组的机械效率是
33W Fh F
总
从上式可看到，滑轮组的机械效率与h 无关，D 错误。

故选BC 。

19．高台上的电动车通过如图滑轮组将重力为G 的物体匀速提至高台上（不计绳重和滑轮间摩擦），用时为t ，已知整个过程中电动车的速度为v ，受到水平地面的摩擦力为F f ，滑轮组的机械效率为η。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．电动车的牵引力等于水平地面的摩擦阻力F f
B ．此过程中物体克服重力做功Gvt
C ．绳对车的拉力为
D ．电动车牵引力的功率（2η
G
+F f ）v 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．电动车匀速提升物体，处于平衡态，受平衡力作用，故电动车水平向左的牵引力等于向右的水平地面的摩擦阻力F f 与绳子拉力之和，A 选项错误；
B ．由图可知动滑轮缠绕的绳子股数n =2，则物体竖直方向上移动的速度为
绳物2
v v
v n =
= 物体竖直方向上移动的高度为
物2
vt
h v t ==
克服重力做功
2
Gvt
W Gh ==
B 选项错误；
C ．由滑轮组效率
有总100100100s W Gh G
W F nF
η=⨯%=⨯%=⨯%
得绳对车的拉力为
2G G F n ηη
=
= C 选项正确；
D ．由平衡力关系得电动车的牵引力为
牵f F F F =+
电动车牵引力的功率
()牵牵f f 2F s W
G P F v F F v F v t t η⎛⎫=
===+=+ ⎪⎝⎭
D 选项正确。

故选CD 。

20．用如图所示的滑轮组拉动物体A ，使物体A 以0.2m/s 的速度水平向左匀速运动10s 。

已知物体A 重500N ，物体A 受到的摩擦力为120N ，拉力F 的功率为30W 。

下列说法正确的是（ ）
A ．绳子自由端移动的距离为2m
B ．拉力F 的大小为40N
C ．滑轮组的机械效率为80%
D ．滑轮组对物体A 所做的功为1000J 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图知，3n =，绳子自由端移动的距离的速度为
30.2m /s 0.6m /s v nv ==⨯=绳物
则绳子自由端移动的距离为
0.6m /s 10s 6m s v t ==⨯=绳绳
故A 错误； B ．由
W Fs
P Fv t t
=
== 可得拉力的大小
30W 50N 0.6m /s
P F v =
==绳 故B 错误；
CD ．物体移动的距离为 0.2m /s 10s 2m s v t ==⨯=物
滑轮组对物体所做功为
120N 2m 240J W fs ==⨯=有
总功为
50N 6m 300J W Fs ==⨯=绳总 滑轮组的机械效率为 240J 100%100%80%300J W W η=⨯=⨯=有总 故C 正确，D 错误。

故选C 。