2022年中考物理计算题解题方法全攻略力学专题2.6机械效率.docx

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1、专题2.6 机械效率知识回顾 1.与杠杆有关的计算题解题策略a.用杠杆提升物体的模型图b.灵活运用杠杆平衡条件公式及其变形公式（1）杠杆平衡条件公式公式F1L1F2L2（2）求解动力，用变形公式F1F2L2/ L1（3）求解动力臂，用变形公式L1F2L2/ F1（4）掌握杠杆平衡条件公式中各个字母代表的物理量F1代表杠杆平衡时，受到的动力；L1代表杠杆平衡时的动力臂；F2代表杠杆平衡时，受到的阻力；L2代表杠杆平衡时的阻力臂。F1L1F2L2这个公式表示，杠杆平衡时，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。c. 用杠杆提升物体有用功、额外功和总功求法（1）用杠杆提升物体做的有用功W有用=Gh（2）用

2、杠杆提升物体做的总功W总= Fs（3）用杠杆提升物体做的额外功W额外=W总W有用其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离。h与s的关系可以根据相似三角形建立。d. 杠杆机械效率的求解（1）用杠杆提升物体时，有用功和总功的比值.称为杠杆机械效率。（2）杠杆机械效率公式：（W有用/W总）1002.与滑轮组有关的计算题解题策略（一）用滑轮组竖直提升物体机械效率问题求解办法a.用滑轮组竖直提升物体的模型图 b. 用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功求法（1）有用功W有用=Gh（2）总功W总=Fs（3）额外功W额外=W总W有用（4） s=nh其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距

3、离， n是动滑轮上的绳子段数。c. 滑轮组机械效率的求解（1）用滑轮组提升物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。（2）滑轮组机械效率公式：（W有用/W总）100（W有用/W总）100= (G / nF ) 100（二）用滑轮组水平拉动物体机械效率问题求解办法a.用滑轮组水平拉动物体的模型图 b. 用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功求法（1）有用功W有用= fs2（2）总功W总= F s1（3）额外功W额外=W总W有用（4）s1= ns2其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上的绳子段数。c. 滑轮组机械效率的求解（1）

4、用滑轮组水平拉动物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。（2）滑轮组机械效率公式：（W有用/W总）100（W有用/W总）100= (fs2/ F s1) 1003.与斜面有关的计算题解题策略a.用斜面提升物体的模型图b. 用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法（1）有用功W有用= Gh （2）总功W总= F s（3）额外功W额外=W总W有用其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，一般斜面倾斜角给出。c. 斜面机械效率的求解（1）用斜面提升物体时，有用功和总功的比值.称为斜面的机械效率。（2）斜面机械效率公式：（W有用/W总）10

5、0（W有用/W总）100= (Gh / F s) 100类型与典例突破 类型1.与杠杆有关的计算题【例题1】（2019山西）汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加强监管。如图所示，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独开上电子地磅秤，其读数为8t；前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独开上电子地磅秤，其读数为9t。国家规定两轴货车限载车货总重18t，请你通过计算分析该货车是否超载。【答案】该货车不超载。【解析】分别以汽车前轮和后轮为支点建立杠杆模型，根据杠杆的平衡条件得出等式，联立等式即可求出车受到的重力，然后与汽车的自身和载重相比较

6、即可得出答案。以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，根据杠杆平衡条件得：F后LGL1以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示意图如图乙，根据杠杆平衡条件得：F前LGL2由两式可得：GF前+F后（8103kg+9103kg）10N/kg18103kg10N/kg，所以，该货车不超载。类型2.与滑轮组有关的计算题【例题2】（2018辽宁鞍山）如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N不计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2m/s B动滑轮的总重为100NC滑轮组的机械效率为83.3% D提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小【答案】A【解析

7、】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动速度、有用功、总功和机械效率的计算，还考查了物体重力对机械效率的影响，根据题图确定n的大小是本题的突破口。（1）由图知，n4，绳子自由端移动距离s4h，利用速度公式求绳子自由端移动速度；（2）不计绳重及摩擦，拉力F（G+G动），据此求动滑轮所受的重力；（3）利用WFs求拉力做的总功，利用WGh求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；（4）增大滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦、减小动滑轮重。A、由图知，n4，绳子自由端移动的距离：s4h41m4m，绳子自由端移动的速度：v2m/s，故A正确；B、不计绳重及摩擦，拉力F

8、（G+G动），可得动滑轮所受的重力：G动4FG4150N400N200N，故B错误；C、拉力做的功：W总Fs150N4m600J，有用功：W有用Gh400N1m400J，滑轮组的机械效率：100%66.7%，故C错误；D、若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。类型3.与斜面有关的计算题【例题3】（2019甘肃兰州）如图所示，斜面长2m、高1m，把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力 N。在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中

9、属于斜面的是 。（g=10N/kg）【答案】240；120；红酒开瓶器。【解答】物体的重力：G=mg=24kg10N/kg=240N，使用斜面时做的有用功：W有=Gh=240N1m=240J；若斜面是光滑的，则拉力所做的做等于克服物体重力所做的功，由W=Fs可得拉力：F=120N；“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”这三种机械中，核桃钳属于杠杆，衣架上的滑轮属于滑轮组，红酒开瓶器属于斜面。中考达标训练题 一、填空题1.（2019湖南怀化）如图所示，用滑轮组将重为100 N的物体匀速提升3m，拉力F所做的总功为400 J，则在这个过程中拉力F做了 J的有用功，该滑轮组的机械效率是 。【

10、答案】300；75%。【解析】（1）拉力做的有用功：W有用=Gh=100N3m=300J（2）W总=400J，滑轮组的机械效率：=W有用/W总=300J/400J100%=75%2（2019湖南娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是_（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是_J。【答案】滑轮组；10。【解析】（1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；（2）由题知，使用杠杆做的总功W总=100J，=90%，可得做的有用功：W有用

11、=W总90%=100J90%=90J，则利用杠杆做的额外功：W额=W总-W有用=100J-90J=10J。3（2018威海）如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA：OB=1：2，每个滑轮重100N当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为N，物体M对地面的压力为N（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）【答案】400；4500。【解析】（1）人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得：F+F支=G，则F支=GF=700N300N=400N，因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力

12、，大小相等，所以工人对地面的压力：F压=F支=400N；（2）定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得：FA=3F+G定=3300N+100N=1000N；杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA=FA=1000N；根据杠杆的平衡条件：FAOA=FBOB，且OA：OB=1：2，所以：FB=500N；因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB=FB=500N；物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为：FM支持=GMFB=5000N500N=450

13、0N，因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力：FM压=FM支持=4500N。4.（2019四川乐山）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=400N，拉动的距离s=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为_W，此过程中物体受到的摩擦力为_N。【答案】60 160【解析】（1）拉力所做的总功：W总=Fs=400N4.5m=1800J，拉力F做功的功率：P=60W；（2）有用功：W有=Gh=600N1.8m=1080J，克服摩擦力做的额外功：W额=W总-W有=1800J-1080J=720J，由W额=fs得，物体所受斜面的摩擦力：

14、f=160N。5（2017烟台）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为，若实际用力为500N，斜面的机械效率为，重物受到的摩擦力为。（g取10N/kg）。【答案】400N；80%；100N。【解析】（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：W有=Gh=mgh=120kg10N/kg1m=1200J；Fs=mgh=1200J，解得：F=400N；（2）人所做的总功：W总=Fs=500N3m=1500J；斜面的机械效率：=100%=100%=80%；（3）W总=

15、W有+W额即：Fs=Gh+fs所以f=100N。6（2017济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为N。【答案】100；20。【解析】（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=200N=100N；（1） 若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2FG=2110N200N=20N。7.（2019安徽省）如图，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30的力F，此时轻杆水平平衡。若重物

16、质量m3kg，BO3AO，g取10N/kg。则力F的大小为_N。 【答案】 20 【解析】反向延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臂L1 ， 因为右端施加一个与水平方向成30的力F，则由几何知识可知L1 OB，已知BO3AO，重物质量m3kg，则物体重力Gmg3kg10N/kg30N，由杠杆平衡条件得：GL2FL1 ， 即GOAFOB，代入数据可得，30NOAF3OA，解得F20N。8.（2019安徽省）用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2m，高为1m，则该过程中斜面的机械效率为_。 【答案】 70% 【解析】使用斜面时

17、做的有用功： W有Gh4.9N1m4.9J，拉力所做的功：W总Fs3.5N2m7J，斜面的机械效率：W有/W总 100%70%。9.（2019安徽省）如图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12N，乙重8N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为_N。 【答案】 4 【解析】物体甲受竖直向下的重力G甲12N、竖直向上的拉力F拉G乙8N、竖直向上的地面的支持力F支作用而静止，处于平衡状态，由力的平衡条件得：G甲F拉+F支 ， 则甲受到地面的支持力：F支G甲F拉12N8N4N。10.（2019四川达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5103N时，小车A恰能匀速缓慢

18、地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小为 N【答案】2104；80%；1103。【解析】（1）小车质量m1t1000kg，其重力Gmg1000kg10N/kg1104N，钢绳做的有用功：W有用Gh1104N2m2104J，（2）不计车长、拉力端移动距离s2L25m10m，拉力做的总功：W总Fs2.5103N10m2.5104J，整个装置的机械效率：100%80%；（3）不计钢

19、绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，W额W总W有用2.5104J2104J5103J，由W额fL可得摩擦力：f1103N。11.（2019贵州铜仁） 一电动抽水机10秒内把100kg的水抽到10m高的水池中，则抽水机至少对水做功 J，在抽水的过程中，若抽水机其消耗的电能是1.25104J，则抽水机的效率是 。(g=1ON/kg）【答案】1104；80%。【解析】（1）水的重力G=mg=100kg10N/kg=1000N，对水做的有用功：W有=Gh=1000N10m=1104J；（2）已知抽水机共消耗的电能，即抽水机做的总功：W总=1.2

20、5104J，二、选择题12.（2019四川自贡）如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮和绳子的重忽略不计，此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左作匀速直线运动，则（）AF20NBF10NCF5NDF30N【答案】B【解析】由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以FAGB10N5N；在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以fFA5N，方向水平向左；若使物体A向左作匀速直线运动，则A受摩擦力水平向右，则FFA+f5N+5N10N。13（2017聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜

21、向上拉（与水平方向成30角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是 （）A动力臂为0.08m B此时为省力杠杆C弹簧测力计的示数为4N D钩码总重为2N【答案】D【解析】当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30角）动力臂是OA，比较力臂大小判断杠杆是否省力； 根据弹簧测力计的示数得出弹簧测力计的读数；根据杠杆的平衡条件求出钩码重力。A.当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆，此时动力臂等于OA=42cm=4cm，故A错误；B.阻力臂的大小：L2=32cm=6cmL1，杠杆为费力杠杆，故B错误；C.由图中弹簧测力计指针在3N，弹簧测力计的示数为3N，故C错误；D.根据杠

22、杆的平衡条件F1L1=GL2得G=2N，故D正确。14（2017东营）如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（）A甲更省力，甲机械效率大 B乙更省力，机械效率一样大C乙更省力，乙机械效率大 D甲更省力，机械效率一样大【答案】B【解析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组

23、机械效率的大小关系。不计绳重及摩擦，拉力F=（G物+G轮），n甲=2，n乙=3，绳子受的拉力：F甲=（G物+G轮），F乙=（G物+G轮），F甲F乙，乙图省力；动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，由=100%，可知，滑轮组的机械效率相同。15（2017德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m此过程中，额外功和机械效率分别是（）A0.4J83.3% B0.8J91.7% C0.8J83.3% D0.4J91.7%【答案】C【解析】本题考查了

24、使用滑轮组机械效率、额外功、有用功和总功的计算，属于中等难度试题，关键是知道该题要计入绳重和摩擦。（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=20.4m=0.8m，W总=Fs=6N0.8=4.8J，W有用=Gh=10N0.4m=4J，W额=W总W有用=4.8J4J=0.8J，（2）滑轮组的机械效率：=100%=100%83.3%。16（2018滨州）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/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绳子自由端移动的距离为3m B有用功为400JC拉力F的功率为9W D物

25、体与地面间的滑动摩擦力为72N【答案】ACD【解析】（1）知道物体移动速度和时间，利用s=vt求物体移动距离，由题知，n=3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍；（2）利用W=Fs求拉力做的总功，利用机械效率公式计算有用功；（3）利用功率公式求拉力做功功率；（4）知道机械效率和拉力大小，利用=求摩擦力f。A.由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=30.1m/s10s=3m，故A正确；B.拉力做功为：W总=Fs绳=30N3m=90J，有用功：W有=W总=80%90J=72J，故B错误；C.拉力做功的功率：P=9W，故C正确；D.有用功W有=fs物，拉力做的总功W总=

26、Fs绳，由=得，物体与地面间的滑动摩擦力：f=3F=80%330N=72N，故D正确。17.（2019山东省东营）如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（）A B C D【答案】A【解析】A由图可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力F1G；B由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力F2G；C设斜面的高度为h，斜面长度为s，则sin30，由功的原理可得，F3sGh，所以F3GG；D由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，所以拉力F4G，综上可知，当提起同一重物时，最省力的是A。18（2017日照）工人师傅用独轮车搬运砖块，车和砖块所受的重力G=1200N，

27、有关尺寸如图所示，工人师傅推车时，人手向上的力F的大小是（）A300 N B400 N C600 N D1 200 N【答案】B【解析】先确定支点，再求出动力臂和阻力臂，知道阻力（车和砖块所受的重力），利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2求出人手向上的力F的大小。由图可知，车轮转轴为支点，动力臂L1=0.6m+0.3m=0.9m，阻力臂L2=0.3m，由FL1=GL2可得：FL1=GL2，代入数值得：F0.9m=1200N0.3m，解得：F=400N。19（2017滨州）在斜面上将一个质量为5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做

28、的功作有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（）A物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用 B做的有用功是50JC此斜面的机械效率为62.5% D物体受到的摩擦力大小为10N【答案】BC【解析】（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式=计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力。A.沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；B.所做的有用功：W有用=

29、Gh=mgh=5kg10N/kg1m=50J，故B 正确；C.拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N2m=80J；斜面的机械效率为：=100%=100%=62.5%，故C正确；D.克服摩擦力所做的额外功：W额=W总W有=80J50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：f=15N，故D错误。20（2017聊城）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l0s，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绳子自由端移动的距离为2m B物体与地面间的滑动摩擦力为48NC拉力F的功率为12W D有用功为120J

30、【答案】BC【解析】A.由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=30.2m/s10s=6m，故A错；B.拉力做的有用功W有=fs物，W总=Fs绳，因为=，所以物体与地面间的滑动摩擦力：f=3F=80%320N=48N，故B正确；C.拉力做功为：W总=Fs绳=20N6m=120J，拉力做功的功率：P=12W，故C正确；D.有用功：W有=fs物=fv物t=48N0.2m/s10s=96J，故D错。三、计算题21.（2019四川乐山）小夏利用如图的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=

31、400cm2求此过程中：小夏对地面的压强；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率。【答案】（1）小夏对地面的压强为7.5103Pa；（2）拉力F做的功为800J；（3）该滑轮组的机械效率为70%。【解析】（1）人对绳子施加的拉力F=200N，根据力的相互性，绳子对人的拉为200N，故人对地面的压力：F=G-F拉=500N-200N=300N；小夏对地面的压强：p=F/S=7.5103Pa；（2）绳子的有效段数为2，绳子自由端向下移动的距离为：s=2h=22m=4m；拉力做的功：W总=F拉s=200N4m=800J；（3）对重物做的有用功：W有=Gh=280N2m=560J；该滑轮组的机械

32、效率：=W有/W总=70%。22（2017枣庄）如图所示，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10m，物体重G=4103N，汽车重G车=3104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）（3）汽车的牵引力是多大？（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？【答案】（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；（2）滑轮组的机械效率是66.7%；（3）汽车的牵引力是3500

33、N；（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05105J。【解析】（1）由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，则物体上升的速度为：v物=v车=1.2m/s=0.4m/s；物体由井底拉至井口需要的时间：t=25s；（2）滑轮组的机械效率为：=100%66.7%；（3）由题意可得，汽车受到的阻力为：f=0.05G车=0.053104N=1500N；汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵引力：F牵=F拉+f=2103N+1500N=3500N；（4）汽车运动的距离：s车=s绳=3h=310m=30m；牵引力做

34、功为：W牵=F牵s车=3500N30m=1.05105J。23（2019齐齐哈尔）图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖直上升了3m，所用时间为30s。已知动滑轮总重为2104N，不计钢丝绳重及摩擦。（海水1.0103kg/m3）（1）求该重物的重力是多少？（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。【答案】（1）该重物的重力是1.8105N；（2）钢丝绳拉力F做功的功率是2104W；（3）该重物在空中匀速上升过程中滑轮组

35、的机械效率为90%。【解析】利用阿基米德原理求起重船增大的浮力，由于起重船漂浮，重物的重力等于增加的浮力；由图知，n4，不计钢丝绳重及摩擦，拉力F（G+G动），拉力端移动距离s4h，利用WFs求拉力做功，再利用P求拉力做功功率；利用WGh求拉力做的有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。（1）起重船增大的浮力：F浮水gV排1103kg/m310N/kg18 m31.8105N，因为起重船始终漂浮，所以该重物的重力：GF浮1.8105N；（2）由图知，n4，不计钢丝绳重及摩擦，钢丝绳的拉力：F（G+G动）（1.8105N+2104N）5104N；拉力端移动距离s4h43m12m，拉力做的总

36、功：W总Fs5104N12m6105J，拉力做功的功率：P2104W；（3）拉力做的有用功：W有用Gh1.8105N3m5.4105J，滑轮组的机械效率：100%90%。24（2019湖南湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂ODC重物和动滑轮总重为15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问：（1）钢丝绳自由端上作用力F的大小为N。（2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时，起重臂ODC是力杠杆。（3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？【答案】（1）5000；（2）

37、费；（3）钢丝绳自由端上作用力F的功率是6000W。【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n3，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则钢丝绳自由端上作用力：F（G+G动）15000N5000N；（2）起重臂的支点在O点，滑轮组和重物对C端的拉力为阻力，由图知，柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以此设备是费力杠杆；（3）钢丝绳自由端移动速度为v30.4m/s1.2m/s，绳自由端上作用力F的功率：PFv5000N1.2m/s6000W。25.（2019江苏苏州）如图所示，利用动滑轮提升货物在竖直向上大小为250N的拉力F作用下，重为400N的货物在20s的时间内匀速上升5m求：（1）有用功W有；

38、（2）拉力F的功率P；（3）此过程中动滑轮的机械效率。【答案】（1）有用功W有为2000J；（2）拉力F的功率P为125W；（3）此过程中动滑轮的机械效率为80%。【解析】（1）拉力做的有用功：W有=Gh=400N5m=2000J，（2）动滑轮绳端移动的距离：s=nh=25m=10m，拉力做的总功：W总=Fs=250N10m=2500J，拉力F的功率：P=125W。（3）动滑轮的机械效率：=100%=100%=80%。26.（经典题）如图所示，有一T形物长AB 2m，高DO为1m，D为AB的中点，O支在地上，B端用轻质细线竖直系在地上，在A端有一重10N的物块在4N的水平拉力F作用下向右做匀速

39、直线运动，直到细线所受拉力为零，在这个过程中水平拉力F做了多少功？（提示：这是一道摩擦力影响杠杆平衡的问题。） 【答案】W=2.4J【解析】对杠杆的压力与对杠杆的摩擦力使杠杆处于平衡状态，列出杠杆平衡方程，就可以算出A物体向右运动的距离，再根据功的计算公式W=Fs求出水平拉力F对物体A所做的功这是一个杠杆，细线拉力为0，根据杠杆平衡条件，o为支点，可知，A的重力与摩擦力f促使杠杆平衡，即GALfL、代入数据得，10NLm=4N1m(10N为物块重量，L为平衡时物块到D的距离，4N为摩擦力也就是拉力，因为是匀速运动，所以摩擦力是等于拉力的，1m为DO距离) 解得，L=0.4m也就是说物体向右运动

40、了1m-0.4m=0.6m W=Fs=4N0.6m=2.4J27.（原创题）如图所示，杠杆BC与竖直方向的夹角=60，杠杆BC能够绕B点转动，BC=60cm，在C端受到水平拉力F的作用，同时C端还和绳子连接，绳子下端系一物体，物体是体积为1dm3，密度为7.8103 kg/m3的实心金属块，其有1/2部分露出水面时杠杆处于平衡状态。不计杠杆的重力，g=10Nkg。求： （1）物体的重力G的大小； （2）物体受到的浮力的大小；（3）作用在杠杆C点的水平拉力F的力臂；（4）作用在杠杆C点的水平拉力F的大小。【答案】（1）物体的重力G的大小为78N；（2）物体受到的浮力的大小为5N；（3）作用在杠杆

41、C点的水平拉力F的力臂为30cm；（4）作用在杠杆C点的水平拉力F的大小为73N。【解析】（1）知道物体的体积和物质密度，应用密度公式=m/v的变形可以求出物体的质量。再根据重力公式G=mg，很容易求出物体的重力。计算时要注意单位的统一。物体的体积v=1dm3=10-3m3物体的物质密度=7.8103 kg/m3根据密度公式=m/v的变形可以求出物体的质量m=V=7.8103 kg/m310-3m3=7.8kg物体的重力G=mg=7.8kg10N/kg=78N（2）根据阿基米德原理的数学表达式F浮=液gV排可以想到，如果液体密度知道、物体排开液体的体积知道，就可以求出浮力的大小。液体是水，水的

42、密度要求记住，水=1.0103 kg/m3 ， g=10Nkg， V排=v/2=10-3m3/2则物体受到的浮力的大小为F浮=液gV排=1.0103 kg/m310Nkg10-3m3/2=5N（3）B点是固定支点，杠杆可以绕它转动。力F的作用线是沿水平方向的，过B点做AC的垂线BD交AC于D，则BD的线段长就是作用在杠杆C点的水平拉力F的力臂。=60BCD=30，在直角三角形中，30的角所对的直角边等于斜边的一半，斜边BC=60cm所以BD=30cm所以作用在杠杆C点的水平拉力F的力臂大小为30cm。（4）由于物体在图中情况下处于静止，物体受到向上的浮力与受到绳子向上的拉力之和等于物体受到的竖

43、直向下的重力。即F浮+T=G T=G-F浮 所以杠杆C端受到绳子竖直向下的拉力F1=T=G-F浮=78N-5N=73N 这个力的力臂根据勾股定理可以得到DC=30cm根据杠杆平衡条件有：F.BD=F1.DCF=F1.DC/BD=73N30cm/30cm=73N28.（2019天津）用如图所示的滑轮组，将一重为450N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提起2m，拉力F为200N求：（1）滑轮组的机械效率；（2）拉力F的功率。【答案】（1）滑轮组的机械效率为75%；（2）拉力F的功率为60W。【解析】（1）工人做的有用功：W有用=Gh=450N2m=900J，由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，拉力端移动距离s=3h=32m=6m，拉力做的总功：W总=Fs=200N6m=1200J，滑轮组的机械效率：=100%=100%=75%；（2）由v=得做功时间：t=20s，拉力做功的功率：P=60W。29.（2019广东深圳）如图所示，斜面长s=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求： （1）有用功W有；