2020-2021中考物理知识点过关培优 易错 难题训练∶机械效率的计算附答案

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．如图所示，用完全相同的滑轮和细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F 1和F 2的拉力，将重物G 1和G 2分别缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法中不正确．．．
的是
A ．若物重相等，则拉力F 1小于F 2
B ．若物重相等，则甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C ．若F 1、F 2大小相等，则拉力F 1 做的功较多
D ．若F 1、F 2大小相等，则甲、乙两滑轮组的机械效率相同 【答案】D 【解析】
A ．由图可知，32n n ==甲乙，，不计绳重和一切摩擦，由1
F G n
G =+动（）可得，绳子的拉力：11221132
F G G F G G =+=+动动（），（）， 若物重相等，即G 1=G 2，则F 1＜F 2，故A 正确；
B ．若物重相等，且提升相同的高度时，因不计绳重和一切摩擦时，有用功为克服物体重力做的功，总功为克服动滑轮重力和物体重力做的功，所以，由W Gh =有可知两滑轮做的有
用功相等，由W G G h 总动（）=
+可知两滑轮的总功相等，由100%W W 有总
η=⨯可知，甲、
乙两滑轮组的机械效率相同，故B 正确；
C ．由图可知，n 甲=3，n 乙=2，由s nh =可知，两物体提升相同高度时，甲滑轮组绳端移动的距离较大，由W Fs =可知，若F 1、F 2大小相等，则拉力F 1做的功较多，故C 正确；
D ．将重物G 1和G 2分别缓慢提升相同的高度时有用功相同，若F 1、F 2大小相等时，拉力F 1做的总功较多，由100%W W 有总
η=⨯ 可知，甲的机械效率小于乙的机械效率，故D 错误．
故选D ．
【点睛】本题考查了滑轮组绳子拉力公式和做功公式、机械效率公式的应用，明确滑轮组的有用功和总功是关键．
2．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
3．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
4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用A F 、B F 匀速提升相同物体升高到相同的高度，不计绳子重和摩擦。

则拉力A F __________B F ，甲、乙两个滑轮组的机械效率η甲__________η乙。

（均选填“<”“>”或“=”）
【答案】> = 【解析】 【详解】
[1]由题意可知，两滑轮组中动滑轮的重力相等，提升物体的重力相等，由图可知，n 甲=2，n 乙=3，不计绳子重和摩擦，则所用的拉力分别为
11
2()()F G G G G n =+=+甲动动甲 11
3
()()F G G G G n =
+=+乙动动乙 所以，甲的拉力大于乙的拉力。

[2]将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳子重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所以，拉力做的总功相等，所做的有用功相等，由100%W W 有总
η=
⨯可知，甲的效率等于乙的效率。

5．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
2240N
100%100%100%80%150N 2W F h h W F s h
η⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有拉总
6．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
7．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 。

8．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 。

9．如图所示，重300N 的物体在10s 内水平均速移动了1.5m ，若物体受到地面的摩擦力为60N ，绳端所用的拉力F 的功率为12W ，则绳端所用的拉力为_____N ，滑轮组的机械
效率为_____。

【答案】40 75% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由图可知，滑轮组有两段绳子与动滑轮相连，所以
23m s s ==绳物
绳端运动的速度为
3m =0.3m/s 10s
s v t =
=绳绳 根据公式P Fv =可得，拉力大小为
12W =
=40N 0.3m/s
P F v =绳 [2]由题可知，滑轮组所做的有用功为物体克服摩擦力所做的功
60N?1.5m=90J W fs ==物有
总功为
40N?3m=120J W Fs ==总绳
所以，滑轮组机械效率为
90J
=
100%=
100%75%120J
W W η⨯⨯=有总
10．如图所示，物体A 在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s ，试比较拉力F 1、F 2及拉力所做的功W 1、W 2 的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。

下列判断正确的是
A ．F 1=2F 2 W 1=W 2
B ．F 1=
12F 2 W 1=12
W 2
C．F1=4F2W1= W2
D．F1=1
4
F2W1=
1
4
W2
【答案】C
【解析】
【详解】
物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。

则：
F1=2f
F2=1 2 f
故：
F1=4F2根据功的公式可知：
W1=F1×1
2
s=2f×
1
2
s=fs
W2=F2×2s=1
2
f×2s=fs
故：W1=W2，故选C。

11．用如图所示的滑轮组竖直匀速提升质量为m的物体，绳子的拉力大小为F，在时间t 内物体上升的高度为h，滑轮组的机械效率为η，每个滑轮重力大小均为G，下列说法正确的是（）
A．若将物体质量增大到 5m，则拉力大小增大到5F
B．G=3F-mg
C．匀速提升物体的高度增加，机械效率η不变
D．t时间内，额外功为
1
W mgh
η
η
-
=或()
3
W h F mg
=-
【答案】CD 【解析】【分析】【详解】
A ．据W 总=W 有+W 额得
Fs =mgh +W 额
即 3mgh W mgh W F s h ++==额
额
物体质量增大到5m 时，克服动滑轮的重力所做的额外功不变，即使克服摩擦所做的额外功增大，但总的额外功不会增大到5W 额，那么拉力的大小不会增大到5F ，故A 错误； B ．若不计摩擦，据滑轮组的特点有
11(+)(+)3
F G G mg G n =
=物动 即 G =3F -mg
但题目并不说明摩擦可以忽略，故B 错误；
C ．用滑轮组多次匀速提升物体至不同高度，其机械效率不变，因为有用功和总功都不变，故C 正确；
D ．根据机械效率的公式有
+W W mgh W W W mgh W
η=
==+有有总有 即 1mgh mgh W mgh ηηηη--=
=
或者 滑轮组提升物体做的有用功和总功分别为
W 有=mgh ，W 总=Fs =F ⋅3h =3Fh
那么额外功
W =W 总-W 有=3Fh -mgh =h (3F -mg )
故D 正确。

故选CD 。

12．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A ，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F 随时间t 变化的关系如图甲所示，物体A 上升的速度v 随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s 内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是
A ．物体A 的重为1500N
B ．动滑轮的重为400N
C ．物体A 从静止开始上升1s 后，拉力的功率为500W
D ．若将物体A 换成重为900N 的物体B ，则在匀速提升物体B 的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A ，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示：
A ．已知在1s ～2s 内，滑轮组的机械效率为80%，由甲图可知，在1～2s 内拉力500N F =，由W Gh G W nFh nF
η===有用总可得物体A 的重是 33500N 80%1200N A G F η=⋅=⨯⨯=
故A 错误；
B ．不计绳重和摩擦，根据1
F G G n
=+物动（）得动滑轮的重是 33500N 1200N 300N A G F G =-=⨯-=动
故B 错误；
C ．由甲图知，1s 后的拉力F =500N ，由乙图可知1s 后物体的速度1m/s v 物=，则绳子自由端移动的速度
331m/s 3m/s v v 绳物==⨯=
所以拉力F 的功率
500N 3m/s 1500W P Fv 绳==⨯=
故C 错误；
D ．若将重物A 的重力减小为900N ，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率
()900N 100%75%900N 300N
W Gh G W G G G G h η=
===⨯=+++有用总动动 故D 正确。

故选D 。

13．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 11300N+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 。

14．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
()()()111360N 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，
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。

15．如图所示，物体A 在大小为10N 的拉力F 作用下，以0.3m/s 的速度向右匀速运动（不计细绳的摩擦及重力），若物体A 与桌面间的摩擦力为6N ，已知动滑轮重为1N ，下列说法正确的是（g =10N/kg ）（ ）
A ．拉力F 做功的功率是3W
B ．物体B 的质量是1.1 kg
C ．物体B 上升的速度是0.15 m/s
D ．去掉F ，物体A 仍保持静止则物体B 的重力可以增加到17N
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．拉力的功率
10N 0.3m/s=3W P Fv ==⨯
故A 正确；
B ．因为A 做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡状态得
F f F =+绳
得
10N-6N=4N =F F f -=绳
由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n = 3，则物体B 的重力
334N=12+N B G G F ==⨯动绳
312N-1N=11N -B G F G ==绳动
物体B 的质量
g 1011N =1.N/g
1k k B B G m g =
= 故B 正确；
C ．B 的上升速度 110.3m/s=0.1m/s 33
B A v v ==⨯ 故
C 错误；
D ．去掉F 后，仍保持物体A 静止，F 拉的最大值等于f ，物体B 的重力可以增加到 根据
() 1F G G n
=
+拉动 可得 36N-1N=17N G nF G '=-=⨯拉动
故D 正确。

故选ABD 。

16．为了将放置在水平地面上重为108N ，边长为10cm 的某正方体合金块提升一定高度，设置了甲图所示的滑轮组装置。

当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，合金块的速度v 与合金块上升的高度h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。

图中连接合金块G 的轻绳始终保持竖直（不计绳重和摩擦）。

则下列四个相关计算结果中正确的是（ ）
A ．0~1s 内，合金块对地面的压强是3000Pa
B ．0~2s 内，拉力F 做的功是62.5J
C ．2s~3s 内，拉力F 的功率是100W
D ．2s~3s 内，滑轮组的机械效率是90%
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
在2s~3s 内，读乙图可以知道，此时拉力F 为40N ，3股绳子与动滑轮接触，则动滑轮和合金块受到的拉为为 40N 3120N ⨯=
读丙图可以知道，这段时间内合金块匀速上升，又因为忽略绳重和摩擦，所以动滑轮和合金块的总重为120N ；此时滑轮组的机械效率为
''108N 90%33340N
W F s Gh Gh G W Fs Fs F h F η=======⨯⨯有总 在这段时间内，读丙图可以知道，合金块上升的速度为2.50m/s ，3段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的速度为
2.50m/s×3=7.50m/s
拉力F 的功率为
40N 7.50m/s 300W P Fv ==⨯=
在0~2s 时间内，读丁图可以知道，合金块只是在1~2s 时间上升了1.25m ，三段绳子与动滑轮接触，则绳子自由端移动的距离为
1.25m×3=3.75m
读乙图可以知道，在1~2s 时间内拉力F 为50N ，则拉力F 做的功为
50N 3.75m 187.5J W Fs ==⨯=
在0~1s 内，读乙图可以知道，拉力F 为30N ，3股绳子与动滑轮接触，则滑轮组对动滑轮和合金块的拉力为
30N ×3=90N
合金块和动滑轮总重120N ，则合金块对地面的压力为
120N 90N 30N F =-=压
合金块对地面的压强为 230N 30N 3000Pa 10cm 10cm 0.01m
F p S ====⨯压 故A 、D 选项正确，符合题意；B 、C 选项错误，不符合题意。

故选A 、D 。

17．一位建筑工人用如图所示的装置把建筑材料运送到楼上，已知吊篮的质量为m 1，建筑材料的质量为m 2，人对绳子的拉力为F ，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h ，不计绳重及摩擦。

下列说法正确的是（ ）
A ．绳子自由端移动的距离为3h
B ．工人做的有用功为m 2gh
C ．该滑轮组的机械效率为
22m g F D ．使用该装置一定省力
【答案】BC 【解析】
【分析】
【详解】 A ．由图知：作用在动滑轮上的绳子有2段，绳子拉下的长度是
s =2h
故A 错误；
B ．有用功为
W 有用= G h = m 2g h
故B 正确；
C ．总功为
W 总= F s= F ×2h = 2Fh
机械效率为
2222=
==W m gh m g W Fh F
η有用总 故C 正确；
D ．如果拉力
()()11=22
F G G G G G =
+>+动 则装置不省力，故D 错误。

故选BC 。

18．工人师傅利用如图所示的两种方式将重均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。

F 1、F 2始终沿竖直方向；图甲中OB ＝2OA ，图乙中动滑轮重为60N ，重物上升速度为0.01m/s 。

不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是
A ．甲乙两种方式都省一半的力
B ．甲方式F 1由150N 保持不变
C ．乙方式机械效率约为83.3%
D ．乙方式F 2的功率为3W
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．甲图中，F 1为动力，已知O
B ＝2OA ，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F 1＝150N ；
由图乙可知，n ＝3，不计绳重和摩擦，则
13（G +G 动）=13
（300N+60N ）＝120N ， 故 A 错误；
B ．甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F 1为150N 不变，故B 正确；
C ．不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为： 300N ===83.3%300N+60N
W G W G G η=+有总动 ， 故C 正确；
D ．乙方式中F 2＝120N ，绳子的自由端的速度为
v 绳＝0.01m/s×3＝0.03m/s ，
则乙方式F 2的功率为：
P ＝F 2v 绳＝120N×0.03m/s ＝3.6W ，
故 D 错误。

19．建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分
三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块，每次运送时，砖都匀速上升，绳重及摩擦均忽略不计；这三次拉力依次为1F 、F 2、F 3，效率为1η、2η、3η，则
A ．123F F F +=
B ．123F F F +>
C ．123ηηη+=
D ．123ηηη<<
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】 如图有两段绳子承担物重，当绳重及摩擦均忽略不计，设一块砖收到的重力为G ，人对绳子的拉力是
2G G F +=
动 123246262222
G G G G G G G G F F F +++++=+=>=动动动动 所以123F F F +>，由于三次提起重物时动滑轮受到重力不变，所以
1G Gh G Gh G W G W h G G G η==+==-++有总动动动动
提起物体重力越大，机械效率越高，故123ηηη<<。

故选BD 。

20．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
1160N 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 。