中考物理备考之机械效率的计算压轴培优易错试卷篇及答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．用如图甲所示的装置将实心物体A 从深井中吊出来，拉力的功率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，ρ水=1×103kg/m 3，g =10N/kg ），则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】120 80% 【解析】 【分析】
由图甲可知，承担物重的绳子股数n =2，则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率，利用P Fv =求绳子自由端的拉力，而不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()1
2
F G G '=
+轮，据此求A 的重力；由图乙可知圆柱体A 在水中拉力F 的功率，由P Fv =得绳子自由端的拉力，不计绳重、摩擦及阻力，拉力
A )1
2
(F G F G =-+浮轮，据此求浮力大小；不计绳重、摩擦及阻力，利用
A A W G F W G G F η-=
=+-有浮
浮
总轮求物体浸没水中时的机械效率。

【详解】
[1]由图甲可知，n =2，则拉力F 拉绳的速度
A 221m/s 2m/s v v ==⨯=
由图乙可知，圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率420W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力
420W 210N 2m/s
P F v ''=
== 不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()1
2
F G G '=
+轮，A 的重力 A 22210N 60N 360N G F G ='-=⨯-=轮
由图乙可知，圆柱体A 在水中拉力F 的功率300W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力
300W 150N 2m/s
P F v =
==
不计绳重、摩擦及阻力，拉力A )
1
2
(F G
F G =
-+浮轮，物体浸没在水中时受到的浮力 A 02360N 6N 150N 1220N F G G F =+=+-=-⨯浮轮
[2]物体浸没在水中的机械效率
()()A A 360N 120N 100%100%100%80%
360N 120N 60N G F h W W G F G h
η--=⨯=⨯=⨯=-+-+浮有总浮轮
2．如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F 1______F 2，机械效率ηA ______ηB 。

（填“>”“=”或“<”）
【答案】< = 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为
()113F G G =
+物动，()21
2
F G G =+物动 所以
1F F ２＜
[2]不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同，动滑轮相同，则所做额外功相同。

所以机械效率相同，即A B ηη=。

3．如图所示，用滑轮组拉动重为200N 的物体在水平桌面上匀速直线运动。

已知F =20N ，滑轮组的机械效率为85%，则物体与桌面的之间的摩擦力大小为__________N 。

【答案】51 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知，由3段绳子通过动滑轮，则s F =3s 物，滑轮组的机械效率为85%，即
η=W W
有
总
=
F
fs
Fs
物 =
3
f
F
=
320N
f
=
⨯
85%
解得
f=51N
即物体与桌面的之间的摩擦力为51N。

4．如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为
10N，斜面长2m
s=、高1m
h=。

其中所做的有用功为__J，物体受到的摩擦力大小为
__N，斜面的机械效率为__。

【答案】16 2 80%
【解析】
【详解】
[1]所做的有用功为：
W有用16N1m=16J
Gh
==⨯；
[2]拉力做的总功为：
W总10N2m=20J
Fs
==⨯，
所做的额外功为：
W额=W总-W有用=20J-16J=4J；
摩擦力：
4J
=2N
2m
W
f
s
==
额。

[3]斜面的机械效率为：
16J
100%=100%=80%
20J
W
W
η=⨯⨯
有用
总。

5．如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。

开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。

已知蓄电池的电压为24V保持不变，R2的阻值为10Ω，电动机的额定功率为100W，额定电压为24V。

请解答下列问题：
（1）当开关S 1和S 2同时接_______时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是通过改变电动机线圈中的_________实现的；
（2）当电动轮椅后退时，电流表示数为1A ，此时电动机的实际功率是_____W ； （3） 当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s ，若此时电动机消耗的电能有80%转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是___N 。

【答案】1 电流方向 14 40 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]电动机前进且能调速，这说明电路中的电流可以变化，电阻大小可变，这样只有滑动变阻器R 1接入电路时才有这个功能，观察电路图，当开关S 1和S 2同时接1时，R 1、电动机、电流表才串联接入电路，这样符合条件，电动轮椅前进。

[2]磁场对通电导线的作用力方向跟电流方向有关，只改变电流方向时，受力方向也会变化；所以电动轮椅既能前进又能后退，是通过改变电动机线圈中的电流方向实现的。

(2)[3]由上述可知，当电动轮椅后退时，开关S 1和S 2同时接2，R 2、电动机、电流表串联接在电路中，电路中的总电阻
24V
24Ω1A
R =
=总 电动机的电阻
M 2-24Ω-10Ω14ΩR R R ===总
此时电动机的实际功率
()2
2
M M M 1A 14Ω14W P I R ==⨯=
此时电动机的实际功率是14W 。

(3)[4]设此时电动轮椅受到的阻力是f ，电动轮椅在水平路面上匀速前进，牵引力F f =，由题意可知，电动轮椅的机械效率
2m/s 80%100W F t
t
η⋅⋅=
=⋅
解得40N F =，此时电动轮椅受到的阻力是40N 。

6．小徐用如图所示的装置将重为600N 的木箱A ，以0.5m/s 的速度从斜面底端匀速拉到顶端。

拉力F =150N ，斜面长L =5m ，高h =2m ，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，
此装置的机械效率是_________，拉力F 的功率是_________W ，木箱A 与斜面间的摩擦力是______N 。

【答案】80% 150 60 【解析】 【分析】 【详解】
[1]将木箱拉到顶端所做的有用功
600N 2m 1200J W Gh ==⨯=有
而动滑轮绳子端的拉力F =150N ，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计,那么木箱受到的拉力
F 1=2F =2×150N=300N
通过斜面所做的总功
W 总=F 1s =300N×5m=1500J
所以此装置的机械效率
1200J
80%1500J
W W η=
==有总 [2]由题意知，木箱的速度为0.5m/s ，则绳子端的速度 v =2×0.5m/s=1m/s
那么拉力F 的功率
P =Fv =150N×1m/s=150W
[3]在斜面上克服摩擦力做的额外功为
W 额=W 总-W 有=1500J-1200J=300J
木箱所受的摩擦力
f =
300J
5m
W L
=
额=60N
7．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
8．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
9．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 。

10．如图所示，在40N 的水平拉力F 作用下，将重700N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为100N 。

则滑轮组的机械效率为________；若物体的运动速度为0.2m/s ，则拉力F 的功率为________W 。

【答案】83.3% 24 【解析】 【详解】
[1]从图中可以看到，有三根绳子托着动滑轮，那么绳端移动的距离s 与重物水平移动的距
离's 的关系是'
1
3
s s =
，由于物体沿水平地面做匀速直线运动，水平方向受力平衡，可知动滑轮对重物的拉力是
'100N F f ==滑
则滑轮组的机械效率为
''
1
100N 3100%100%100%83.3%40N s W F s W Fs s
η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有用总
[2]若物体的运动速度为0.2m/s ，那么绳端移动的速度
330.2m/s 0.6m/s v v ==⨯=绳物
可知拉力F 的功率为
40N 0.6m/s 24W P Fv ==⨯=绳
11．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 222B 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，
C 正确；
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。

12．如图甲所示，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）。

此过程中，电动机拉力F 做的功W 随时间t 的变化图象如图乙所示。

已知A 的体积为0.1m 3，密度为0.4×103kg/m 3，动滑轮重为300N 。

不计绳重、摩擦和水的阻力，g 取10N/kg 。

下列说法中正确的是（ ）
A ．物体A 向下运动过程中，电动机拉着绳子的力逐渐变大
B ．物体A 受到的最大浮力为400N
C ．物体A 向下运动的最小速度为0.2m/s
D ．物体A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为82.4% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图可知，承担物重的绳子段数3n =，电动机拉着绳子的力
A 1
()F G F G n =
+-动
浮 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A 错误；
B ．物体A 完全浸没在水中时受到的最大浮力，为
333110kg/m 10N/kg 0.1m 1000N F gV ρ==⨯⨯⨯=浮液排
故B 错误； C ．由m
V
ρ=
得，A 的质量 333A A A 0.410kg/m 0.1m 40kg m V ρ==⨯⨯=
A 的重力
A A 40kg 10N/kg 400N G m g ==⨯=
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
()()A 11
1000N 400N 300N 300N 33
F F
G G =⨯-+=⨯-+=浮动
由图乙可知，电动机工作时拉绳子的功率且保持不变，为
180J
180W 1s
W P t =
== 由W Fs
P Fv t t
=
==可知，绳子自由端运动的最小速度 180W
0.6m/s 300N
P v F =
==绳 则物体向下运动的最小速度
11
0.6m/s 0.2m/s 33
v v ==⨯=绳
故C 正确；
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
()A W F G h =-浮有用
总功
()()A A 1
33W Fs F G G h F G G h ==
-+⨯=-+总浮
动浮动 滑轮组机械效率的最大值
()()A A A A 1000N 400N
100%66.7%
1000N 400N 300N
F
G h
W F G W F G G F
G G h
η---=
=
=
=⨯≈-+-+-+浮
有用浮总
浮动浮
动
故D 错误。

故选C 。

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．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 。

15．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 。

16．如图所示，重300N 的物体在20N 的水平拉力F 的作用下，以0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s ，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．拉力F 的功率为12W
B ．物体与地面间的滑动摩擦力为32N
C ．绳子自由端移动的距离为2m
D ．滑轮组做的有用功为120J
【答案】A 【解析】 【详解】
A ．拉力F 的功率为
20N 0.2m s 3=12W p Fv ==⨯⨯
故A 正确；
B ．滑轮组的机械效率为
100%100%100%33W fh f W F h F
η===有用总
所以物体与地面间的滑动摩擦力为
3380%20N=48N f F η==⨯⨯
故B 错误；
C ．绳子自由端移动的距离为
330.2m s 10s=6m s vt ==⨯⨯
故C 错误；
D ．滑轮组做的有用功为
20N 0.2m s 10s 380%=96J W W Fs ηη=⨯⨯⨯⨯有用总＝＝
故D 错误。

故选A 。

17．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
【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 。

18．如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的均质物体，物体上升的速度保持 1m/s 不变，已知物体重 1.2×310N ，密度为1.6×310kg/3m 。

测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为 l ∶2，若不计摩擦、绳重及水的阻力，g 取10N/kg ，下列结果错误的是（ ）
A ．物体出水前牵引车拉力的功率为500W
B ．物体浸没在水中受到的浮力为750N
C ．物体在出水面前，牵引车的拉力为250N
D ．物体在出水面前，滑轮组的效率是60% 【答案】A 【解析】 【分析】
物体的质量为
31.210N 120kg 10N kg
G m g ⨯===
物体的体积
333
120kg
=
=
0.075m 1.610kg m
m
V ρ
=⨯ 物体浸没水中时，排开液体体积等于物体体积，所受的浮力为
3331.010kg m 10N kg 0.075m 750N F gV ρ==⨯⨯⨯=浮排
在出水面前、后牵引车作用于绳子上的拉力之比为l ∶2，即
1=2
F F '牵牵 则
()()1
13=123
G G F G G +-+物动浮物动 可得
=2=2750N 1200N=300N G F G -⨯-动浮物
物体在出水面的拉力为
()()11
=
=1200N 300N 750N 250N 33
F G G F +-+-=物动浮牵 物体上升的速度保持1m/s 不变，则牵引车的速度为3m/s ，故物体出水前牵引车拉力的功率为
=250N 3m =750W P Fv =⨯
物体出水前滑轮组的效率是
()
()1200N 750N 100%100%100%60%
3250N
G F W W nF η--=
⨯⨯=⨯=⨯物
浮有用总
牵
＝
A ．物体出水前牵引车拉力的功率为750W ，A 错误，故A 项符合题意；
B ．物体浸没在水中受到的浮力为750N ，B 正确，故B 项不符合题意；
C ．物体在出水面前，牵引车的拉力为250N ，C 正确，故C 项不符合题意；
D ．物体在出水面前，滑轮组的效率是60%，D 正确，故D 项不符合题意。

故选A 。

19．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30N ，滑轮组下端挂有质量为30kg 的物体B ，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连，物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左的力F 拉动物体A ，可使其
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6cm/s 。

若不计绳重及绳与滑轮的摩擦，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100N
B ．F 的大小为220N
C ．F 做功的功率为42W
D ．提升物体B 时滑轮组的机械效率约为90. 9% 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．物体B 的重力
B B 30kg 10N/kg=300N G m g ==⨯
由图可知，3n =，不计绳重及滑轮的摩擦，A 右侧绳子对滑轮组的拉力
()B 11
300N+30N =110N 33
()F G G =+=拉动
因A 物体向右做匀速直线运动，则由二力平衡条件可得A 物体所受滑动摩擦力
110N f F ==拉
故A 错误；
B ．用水平向左的力F 拉动A 可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，因A 对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A 受到的摩擦力大小不变，又因为A 右侧绳子对A 的拉力和对滑轮组的拉力由同一根绳子承担，所以两个拉力大小相等，由力的平衡条件可得，此时水平向左的拉力
()B 11
=110N+300N+30N =220N 3()3
F f F f
G G =+++=⨯拉动
故B 正确； C ．拉力端移动速度
336cm/s=18cm/s=0.18m/s v v ==⨯物
拉力做功的功率
220N 0.18m/s=39.6W W Fs P Fv t t
=
===⨯ 故C 错误；
D ．匀速提升物体B 时，A 对滑轮组的拉力
'220N-110N=110N F F f =-=拉
因为滑轮组的机械效率
33W Gh Gh G W Fs F h F
η====⨯有用总
所以此时滑轮组的机械效率
B '
300N 100%90.9%33110N
G F η'=
=⨯≈⨯拉 故D 正确。

故选BD 。

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。