机械效率计算20题 2020—2021学年八年级下册物理期末复习

机械效率计算20题2020—2021学年八年级下册物理期末复习1.如图所示，建筑工人用滑轮组在20s的时间内将重为480N的物
体匀速提升5m，所用的拉力为300N．求这个过程中：
（1）工人做的有用功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。

2.质量为1.8t的小汽车陷入泥泞中，大家正在一筹莫展的时候，
聪明的小红很快想到了办法，利用所学滑轮组知识，带领大家将小车顺利拉出。

如图，若汽车所受阻力为车重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%（g=10N/kg）。

求：
（1）汽车所受阻力f；
（2）绳子自由端拉力F1；
（3）小车以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F1的功率。

3.小虎用200N的拉力通过如图所示的滑轮组吊起质量为30kg的物体，
物体被匀速提高了1m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。

计算：
（1）小虎做的功。

（2）动滑轮的重。

（3）滑轮组的机械效率。

4.某公园矗立着由汉白玉制成的一座雕像，其质量为
5.4 t，吊装时用如图所示的滑轮
组将装在箱中的雕像匀速吊上3 m高台（箱子质量不计）。

已知提升箱子时，拉力F的功率为6×103 W，绳子自由端移动速度为0.3 m/s。

（g取10 N/kg）求：
（1）滑轮组将箱子吊上3 m高台需要的时间t。

（2）滑轮组做的有用功。

（3）提升箱子的过程中滑轮组的机械效率。

5.如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,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,已知拉力F为400N,建筑材料的重力G为900N,求这个过程中：
绳子自由端移动的距离；
此滑轮组的机械效率；
拉力F的功率。

6.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。

滑轮组的机
械效率随重力不同的建材变化的图象如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。

求：
（1）若工人用200N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。

7.如图所示，搬运工人用滑轮组提升重528N的物体，所用的拉
力F为220N，物体以0.4m/s的速度匀速上升了5秒。

（不计
绳重、绳与滑轮的摩擦）求：
（1）物体上升的高度；
（2）拉力F所做的功；
（3）滑轮组的机械效率。

8.如图所示，斜面的倾角为30°，高度h=2m．某人沿斜面向上用F=400N的力，将质
量m=50kg物体向上匀速拉至斜面顶端。

（g=10N/kg）．求：
（1）拉力所做的有用功。

（2）该斜面的机械效率。

（3）物体在斜面上受到的摩擦力。

9.工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的建筑材料,建筑材料在30s内上
升了3m。

(取10 N/kg)
(1)求工人师傅做的有用功;
(2)提升该建筑材料时滑轮组的机械效率为80%,求工人师傅对绳端拉力的功率
10.某建筑工地,有一质量为60kg、底面积是0.5的物体静止在水平地面上,体重600N
的工人用如图所示的装置在1min内将物体匀速提高6m,已知拉力F的大小为400N,
脚与地面的总接触面积为,在此过程中不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求：
(1)物体被匀速拉起的过程中,人对地面的压强;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率。

11.用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，动滑轮的重为50N，5s内可
使物体匀速上升2m，不计绳重和摩擦。

求：
拉力所做的功；
拉力的功率；
滑轮组的机械效率。

12.工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率
为取,求:
(1)有用功?
(2)滑轮组的机械效率?
(3)若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的
，求工人提升货物的重?
13.在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只
用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是2m/s，绳子自由端的拉力F是500N．则：
（1）故障车在30s内通过的路程为多少？
（2）拉力F在30s内所做的功为多少？
（3）若故障车在被拖离过程中受到的阻力为1200N，则该装置的机械效率为多少？
14.用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A，在匀速竖直提升物体A
的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A
上升的速度v A为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。

求：（1）动滑轮所受的重力G动；
（2）拉力F做功的功率P。

（3）滑轮组的机械效率η。

15.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度
匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。

求：
（1）货物A在10 s内移动的距离：
（2）这个过程中拉力F的功率：
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。

16.如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为
100N和50N．质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示．忽略绳重及摩擦，g取10N／kg．问：
(1)动滑轮的重力为多少?
(2)第2s内拉力F的功率为多少?
(3)此装置最多能匀速运载多重的货物?
(4)此装置提升重物的最大机械效率为多少?
17.一名体重为560N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，用如图
所示的滑轮组，在20s内将600N的重物匀速提升1m（绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。

（1）若匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率多大？
（2）当这名学生提起重物时，他对地面的压强是多大？
（3）若用该滑轮组将800N的重物匀速提起1m，机械效率又是多大？
18.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，绳重核摩擦不计。

现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，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，ρ水
=1.0×103kg/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）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。

19.如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段
过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为
90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，
不计绳重。

求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。

20.如图所示，在一次野外救援行动中，救援队通过滑轮组将掉落在深井中的物体拉至
井口。

已知井深15m，物体重G=5.94×103N，汽车重G车=1.8×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，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？
（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？牵引力做功时的功率为多少？
答案和解析
1.【答案】（1）将重为480N的物体匀速提升5m，做的有用功：W有用=Gh=480N×5m=2400J；（2）绳子的有效段数为2，绳子自由端通过的距离：
s=nh=2×5m=10m，
拉力做总功：W总=Fs=300N×10m=3000J；
拉力的功率：P===150W；
（3）滑轮组的机械效率：η==×100%=80%。

【解析】（1）已知物重和物体上升的高度，根据W=Gh即可求出所做的有用功；（2）由图知：有两段绳子与动滑轮相连，则物体上升的高度h和绳子自由移动的距离s之间的关系为：s=2h，求出自由端绳子移动的距离，然后再根据W=Fs即可求出所做的总功；根据P=求拉力的功率；
（3）已求出有用功和总功，根据η=×100%求出滑轮组的机械效率。

该题考查了功的公式和功率公式的运用及滑轮组机械效率的求法，解答此题的关键是找到s、h之间的关系。

2.【答案】解：
（1）由题意可得，汽车所受阻力：f=0.2G=0.2mg=0.2×1800kg×10N/kg=3600N；
（2）由图可知，动滑轮上有3段绳子，且滑轮组的机械效率为80%，
则η===；
即80%=，
解得：F1=1500N；
（3）小车以0.1m/s的速度匀速运动时，则绳子自由端移动的速度为v绳
=3v=0.1m/s×3=0.3m/s；
拉力F1的功率为：P=F1v绳=1500N×0.3m/s=450W；
答：（1）汽车所受阻力为3600N；
（2）绳子自由端拉力F1为1500N；
（3）小车以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F1的功率为450W。

【解析】（1）已知汽车所受阻力为车重的0.2倍，据此结合重力公式可求出阻力的大小；
（2）由图可知，动滑轮上有3段绳子，且滑轮组的机械效率为80%，根据机械效率公式η===求出绳子自由端拉力F1的大小；
（3）绳子自由端移动的速度为v绳=3v，根据P=F1v绳求出拉力F1的功率。

此题主要考查的是学生对机械效率和功率计算公式及其变形公式的熟练运用和掌握，此题中物体沿水平方向运动，知道克服摩擦力做的功是有用功，与物体重力（竖直方向）没有关系是解答此题的关键。

3.【答案】解：（1）由图可知承担物重的绳子段数n=2，s=nh=2×1m=2m；
小虎做的功：W总=Fs=200N×2m=400J；
（2）物体重力：G=mg=30kg×10N/kg=300N；
提升重物做的有用功：W有=Gh=300N×1m=300J；
不计绳重和摩擦：W额=W总-W有=400J-300J=100J；
由W额=G动h可知，得动滑轮重：G动===100N；
（3）滑轮组的机械效率：η===75%。

答：（1）小虎做的功为400J。

（2）动滑轮的重为100N。

（3）滑轮组的机械效率为75%。

【解析】（1）首先判定连接动滑轮绳子的段数，然后根据W=Fs求出小虎所做的总功；（2）根据W=Gh求出有用功，根据有用功和总功求出额外功，然后根据W=G动h求出动滑轮的重力；
（3）根据有用功和总功，利用机械效率公式求出机械效率的大小。

本题考查了功、机械效率和重力计算公式的应用，属于综合性题目。

4.【答案】（1）由题图可知，承担物重的绳子段数为n＝3
则绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×3 m＝9 m
根据得所用的时间：
（2）
雕像的重力：G＝mg＝5.4×103kg×10 N/kg＝5.4×104N
滑轮组做的有用功：W有＝Gh＝5.4×104N×3 m＝1.62×105J
（3）
已知拉力F的功率为6×103W，t＝30 s
根据得拉力做的总功：W总＝Pt＝6×103W×30 s＝1.8×105J
提升箱子的过程中滑轮组的机械效率：
【解析】略
5.【答案】解：
（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×1m=3m；
（2）有用功：W有=Gh=900N×1m=900J，
总功：W总=Fs=400N×3m=1200J，
此滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=75%；
（3）拉力F的功率：
P===120W。

答：（1）绳子自由端移动的距离为3m；
（2）此滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力F的功率为120W。

【解析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=×100%求出此滑轮组的机械效率；
（3）根据P=求出拉力F的功率。

本题考查了做功公式和功率公式、机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。

6.【答案】解：（1）拉力移动距离：s=nh=2×6m=12m，
拉力做功：W=Fs=200N×12m=2400J；
（2）由图乙可知，建材的重为400N时，滑轮组机械效率为50%，
由η=×100%=×100%=×100%=×100%得，建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力；
F===400N；
（3）由F=（G+G动）得，动滑轮重：G动=2F-G=2×400N-400N=400N，
由η=×100%=×100%=×100%=×100%得当机械效率为80%时，所运送建材受到的重力：
G′===1600N。

答：（1）若工人用200N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人做功2400J；（2）当所运送建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力为400N；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力是1600N。

【解析】此题考查功、滑轮组的机械效率的计算，关键是滑轮组绳子有效股数的确定和η=×100%、η=×100%的应用。

（1）缺承担物重绳子段数n，根据s=nh计算出拉力移动距离。

利用W=Fs计算拉力做功；
（2）已知物重、机械效率，利用η=×100%计算拉力大小；
（3）先利用η=×100%计算出动滑轮重，再计算物重。

7.【答案】解：
（1）由v=得物体上升的高度：
h=vt=0.4m/s×5s=2m；
（2）由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
拉力F所做的总功：
W总=Fs=220N×6m=1320J；
（3）所做的有用功：
W有用=Gh=528N×2m=1056J，
滑轮组的机械效率：
η==×100%=80%。

答：（1）物体上升的高度为2m；
（2）拉力F所做的功为1320J；
（3）滑轮组的机械效率为80%。

【解析】（1）知道物体上升的速度、所用时间，利用速度公式v=求物体上升的高度；（2）由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离s=3h，利用W=Fs求拉力F所做的总功；（3）利用W=Gh求所做的有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，属于基础题目。

8.【答案】解：
（1）有用功：
W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×2m=1000J；
（2）斜面倾角为30°，斜面高为2m，
所以斜面长为s=2h=2×2m=4m，
拉力做的总功：
W总=Fs=400N×4m=1600J，
斜面的机械效率：
η==×100%=62.5%；
（3）使用斜面做的额外功：
W额=W总-W有用=1600J-1000J=600J，
由W额=fs得摩擦力：
f===150N。

答：（1）拉力所做的有用功为1000J；
（2）斜面的机械效率为62.5%；
（3）物体在斜面上受到的摩擦力为150N。

【解析】（1）已知物体的质量，利用W=Gh求其重力，知道提升的高度，根据公式W=Gh 求拉力做的有用功；
（2）根据公式W=Fs可求总功，机械效率等于有用功除以总功；
（3）求出额外功，利用W额=fs求摩擦力。

本题考查有用功、总功、机械效率的计算，关键是公式的应用，还要知道只有在水平面上物体做匀速运动时才有拉力等于摩擦力。

9.【答案】 (1)工人师傅做的有用功==1200N3m=3600J;
(2)拉力做的总功===4500J,
工人师傅对绳端拉力的功率:===150W
【解析】略
10.【答案】（1）
物体被匀速拉起的过程中，人受到向上的拉力400N，重力600N，
所以人对地面的压力为：=600N-400N=200N，
则对地面的压强：
p=；
（2）物体重力：
G=mg=60kg×10N/kg=600N，
工人做的有用功：
W有=Gh=600N×6m=3600J；
由图可知，n=2，绳端移动的距离：
s=2h=2×6m=12m，
工人拉力做的总功：
W总=Fs=400N×12m=4800J，
滑轮组的机械效率：
η==75%；
（3）工人拉力的功率：
P=。

答：（1）物体被匀速拉起的过程中,人对地面的压强5000Pa；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力F的功率为80W。

【解析】（1）分析人的受力情况，求出人对地面的压力，利用p=求物体对地面的压强；
（2）知道物体的质量，利用G=mg求其重力，知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh 求出工人做的有用功；由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功，再根据效率公式求滑轮组的机械效率；
（3）求出了总功和时间，利用P=求工人拉力的功率。

11.【答案】解：
（1）由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×2m=4m；
不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：
F=（G物+G动）=×（200N+50N）=125N；
拉力所做的功：
W总=Fs=125N×4m=500J；
（2）拉力的功率：
P===100W；
（3）有用功：W有用=Gh=200N×2m=400J；
则滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%。

答：（1）拉力所做的功为500J；
（2）拉力的功率为100W；
（3）滑轮组的机械效率为80%。

【解析】（1）由图可知n=2，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；不计绳重和摩擦时，根据F=（G物+G动）求出绳端的拉力；利用W总=Fs求出拉力所做的功；
（2）知道做功时间，利用功率公式求拉力的功率；
（3）根据W有用=Gh求出有用功，再利用η=×100%求出滑轮组的机械效率。

本题主要考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，关键要知道：不计绳重和摩擦时，绳端的拉力F=（G物+G动）。

12.【答案】解：
（1）货物的重力：G=mg=45kg×10N/kg=450N；
有用功：W有用=Gh=450N×2m=900J；
（2）拉力做的总功：W总=Pt=120W×10s=1200J；
滑轮组的机械效率：；
（3）由图可知n=3，
已知额外功占总功的20%，则此时的机械效率η′=1-20%=80%；
此时的机械效率：，
所以提升物体的重力：G=η′nF=80%×3×300N=720N。

答：（1）有用功为900J；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）工人提升货物的重为720N。

【解析】（1）知道物体的质量，根据G=mg计算出重力，再根据W有用=Gh计算出有用功；
（2）利用W总=Pt求出总功，根据计算机械效率；
（3）根据机械效率（80%），拉力F和，解得工人提升货物的重。

本题考查做功、功率、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是根据W总=Pt求出总功。

13.【答案】解：（1）由v=可得，故障车在30s内通过的路程：
s=vt=2m/s×30s=60m；
（2）由图可知，n=3，则拉力F在30s内所做的功：
W总=Fs′=Fns=500N×3×60m=9×104J；
（3）滑轮组克服故障车与地面间的阻力做的功为有用功，
则有用功：W有=fs=1200N×60m=7.2×104J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%．
答：（1）故障车在30s内通过的路程为60m；
（2）拉力F在30s内所做的功为9×104J；
（3）该装置的机械效率为80%．
【解析】本题考查了速度公式、做功公式、效率公式的应用，明确有用功是关键．（1）知道故障车被拖离的速度和时间，根据s=vt求出通过的路程；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s′=ns和W=Fs′求出拉力F在30s内所做的功；
（3）滑轮组克服阻力做的功为有用功，根据W=fs求出有用功，利用η=×100%求出
滑轮组的机械效率．
14.【答案】解：由图可知，承担物重的绳子股数n=3，
（1）不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则拉力F=（G+G动），
所以动滑轮重力：G动=3F-G=3×500N-1200N=300N；
（2）拉力端移动速度：v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力做功的功率：P=Fv=500N×0.3m/s=150W；
（3）滑轮组的机械效率：η=====×100%=80%。

答：（1）动滑轮所受的重力为300N；
（2）拉力F做功的功率为150W；
（3）滑轮组的机械效率为80%。

【解析】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、拉力功率和机械效率的计算。

属于典型的滑轮组问题，难度一般。

15.【答案】解：（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：
s A=v A t=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，
绳子自由端移动的速度：v绳=nv A=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：P===Fv绳=1000N×0.2m/s=200W；
（3）由η===得摩擦力：
f=nηF=2×75%×1000N=1500N。

答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；
（2）这个过程中拉力F的功率200W；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。

【解析】（1）根据s=vt算出货物A在10 s内移动的距离；
（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=2，求出绳子自由端移动的距离；由功率公式P=Fv求出拉力的功率；
（3）根据机械效率公式η===求出摩擦力。

此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键。

16.【答案】解：（1）由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子
股数n=2，则根据得：
=2×10N-15N=5N；
（2）第2 s内绳子自由端的速度
=2×2m/s=4 m/s，
第2s内拉力F的功率：=40W；
（3）当小明用50 N的力拉绳子时，可以拉动的物体重为
=2×50N-5N-15N=80N，
由于=80N+15N=95N，小于100N，
所以此装置最多能匀速运载80N的货物；
（4）当货物最重时，机械效率最大为
=80%。

答：（1）动滑轮的重力为5N；
（2）第2s内拉力F的功率为40W；
（3）此装置最多能匀速运载80N的货物；
（4）此装置提升重物的最大机械效率为80%。

【解析】本题主要考查滑轮组的机械效率，涉及滑轮组相关量的计算、功率的计算，通过图像得到有用的信息是解答本题的关键。

（1）由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则根据的变形求出动滑轮的重力；
（2）通过P=Fv求出第2s内拉力F的功率；
（3）绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N，通过求出物体重力，利用得到绳B受到的拉力，若小于100N，则可得到此装置最多能匀速运载的货物重；
（4）对于同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越大，据此求出此装置提升重物的最大机械效率。

17.【答案】解：（1）滑轮组提升物体时做的有用功：W有=Gh=600N×1m=600J，
由可得，拉力做的总功：，
拉力的功率：；
（2）由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=nh=2×1m=2m，
由W总=Fs可得，拉力的大小：，
当这名学生提起重物时，他对地面的压力：F压 =G人 -F=560N-400N=160N，
他对地面的压强：；
（3）绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计，由F=（G+G动）可得动滑轮的重力：
G动 =nF-G=2×400N-600N=200N，
因克服物体重力做的功为有用功，克服动滑轮重力和物体重力做的功为总功，
所以，将800N的重物匀速提起时滑轮组的机械效率：。

答：（1）若匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率为40W；（2）当这名学生提起重物时，他对地面的压强是4000Pa；
（3）若用该滑轮组将800N的重物匀速提起1m，机械效率是80%。

【解析】本题考查了做功公式、滑轮组机械效率公式、功率公式、压强公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，明确有用功和总功以及利用好滑轮组机械效率公式是关键。

（1）根据W=Gh求出滑轮组提升物体重力做的有用功，利用求出拉力做的总功，根据求出拉力的功率；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力的大小，学生的重力减去绳子的拉力即为对地面的压力，根据求出他对地
面的压强；
（3）绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计，根据F=（G+G动）求出动滑轮的重力；克服物体重力做的功为有用功，克服动滑轮重力和物体重力做的功为总功，根据
求出此时滑轮组的机械效率。

18.【答案】解：（1）物体排开水的体积与物体的体积相等，即V排=V物=0.8m3，
则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8×103N；
（2）物体重力G=mg=2×103Kg×10N/kg=2×104N；
由于物体离开水面前受重力、滑轮组对物体的拉力G′和浮力的作用，根据受力平衡可知：G=G′+F浮；
所以，G′=G-F浮=2×104N-8×103N=1.2×104N；
动滑轮的总重力为G动=m动g=300×10N/kg=3×103N；
由图可知：滑轮组的绳子股数为n=3，
则由于绳重和摩擦不计，所以绳子的拉力为F=（G′+G动）=×（1.2×104N+3×103N）=5×103N；
（3）已知功率P=3kW=3000W，根据P===Fv得：
速度v===0.6m/s，则物体上升的速度为v′=V=×0.6m/s=0.2m/s；
（4）由于绳重和摩擦不计，则η===，
所以，物体离开水面前，的机械效率η=×100%=×100%=80%。

答：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N；
（2）物体离开水面前拉力F的大小为5×103N；
（3）物体离开水面前上升的速度为0.2m/s；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率为80%。

【解析】（1）未露出液面，此时物体排开水的体积与物体体积相等，由阿基米德原理可求出金属块的浮力；
（2）物体离开水面前受重力、拉力和浮力的作用，根据受力平衡求出物体对滑轮组的拉力G′；求出动滑轮的重力，由于绳重和摩擦不计，则利用F=（G+G动）求绳子的拉力。

（3）根据P=Fv即可求出上升的速度；
（4）根据η===求机械效率。

本题为力学综合题，考查了学生对阿基米德原理、功率公式、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识。

19.【答案】解：
（1）由图可知，n=3，
绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，
（2）根据P===Fv可得，工人的拉力：
F===300N，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=90%；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，
拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W总=Fs=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总-W有用-W f=900J-810J-60J=30J，
由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：
G轮===30N。

答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；
（2）滑轮组的机械效率是90%；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。

【解析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据v绳=nv物求出绳端移动的速度；（2）根据P===Fv求出滑轮组自由端的拉力F；根据
η=×100%=×100%=×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利用W轮=G轮h可求动滑轮的重力。

本题考查了滑轮组拉力的计算、滑轮组机械效率的计算和克服摩擦力做功的计算，要注意摩擦力不能忽略时拉力的大小不能用F=（G+G动）计算，本题的额外功等于克服摩擦力做的和克服动滑轮重力做的功之和。

20.【答案】解：
（1）由图知，n=3，拉力端移动距离s=3h=3×15m=45m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W=Fs=2.2×103N×45m=9.9×104J；
（2）滑轮组的机械效率：
η=====×100%=90%；
（3）已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：
v物=v=×3m/s=1m/s，
由v=得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物===15s；
（4）汽车向右匀速运动时，受到向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的摩擦力，
则牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×1.8×104N=4×103N，
拉力做功功率：
P===F牵v=4×103N×3m/s=1.2×104W。

答：（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9.9×104J 的功；
（2）滑轮组的机械效率为90%；
（3）将物体由井底拉至井口需要15s的时间；
（4）汽车牵引力为为4×103N；牵引力做功时的功率为1.2×104W。

【解析】由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；
（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功；
（2）利用η====求滑轮组的机械效率；
（3）汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度，利用v物=v可求，又知井深，再利用速度公式变形可求时间；
牵引力的大小等于绳子拉力加上阻力，利用P===Fv计算拉力做功功率。

本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、功率公式，以及速度公式的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键，根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小是此题的难点。