五、探究——使用机械是否省功知识点题库

体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A．当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）．求：

（1）拉力F的功率；
（2）物体A受到的重力；
（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；
（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力．

青海玉树7.1级地震发生后，来自四面八方的中国移动救援抗震突击队迅速向灾区集结，他们密切配合、并肩作战，打响一场惊心动魄的通信生命线捍卫战！如图所示，在通讯线路的抢修现场，起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上．其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的．若每箱设备均重4000N，施工台距离地面的高度为3m．在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，如果起重机同时将两箱设备沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速提升时，动滑轮上每段钢绳的拉力为4500N，试求：

（1）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大？
（2）动滑轮上钢绳自由端拉力的功率多大？

小明健身用的拉力器结构如图所示．他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在2s内匀速升高40cm．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．求：

（1）所拉配重块的重力；
（2）小明提升配重块的功率；
（3）此过程中拉力器的机械效率．

如图所示，用滑轮组将重为5N的物体匀速提升0.2m，则绳端受到的拉力为 N，绳自由端移动的距离为 m．滑轮组的机械效率为．

如图所示，用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升1.5m，所用的时间为30s．

（1）拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？

利用如图所示的三种装置把重100N的物体匀速升高，所用拉力分别为30N、80N、40N，这时三种装置的机构效率η₁、η₂、η₃之间的关系是（）

A . η₁＞η₂＞η₃ B . η₁＜η₃＜η₂ C . η₁=η₂＜η₃ D . η₁＜η₂＜η₃

如图用一个动滑轮把一个重为100N的沙袋从地面提高到9m的脚手架上，所用的力F是60N，则该动滑轮（）

A . 可以改变力的方向 B . 可以省功 C . 做的有用功为540J D . 机械效率为83.3%

如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为240N的泥桶，动滑轮重为30N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人在10s内将绳子匀速向上拉9m，则拉力的功率为W，滑轮组的机械效率为。

如图所示，用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，已知滑轮重小于钩码重，且不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）

甲：乙：

A . $\text{[math]}$ 大小相等 B . 甲的机械效率比乙高 C . 甲中绳的自由端移动的距离比乙大 D . 甲中绳的自由端移动的速度和乙相等

如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。

图一：图二：

（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越（大/小）。
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功J（g＝10N/kg）
（3） “塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×10⁴N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求这次起吊时滑轮组的机械效率。（要求写出计算过程）

小东在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，设计了如图所示的两个滑轮组，分别测量两次实验的动滑轮重G_动、钩码总重G、钩码上升高度h、绳子自由端拉力F、绳子自由端移动距离s，计算出相应的机械效率η，并将它们填入下表中：

	G_动/N	G/N	h/m	F/N	s/m	η
甲	1.0	2.0	0.1	1.0	0.3
乙	1.0	4.0	0.1	1.8	0.3	74.1%

（1）实验中，测得甲滑轮组的机械效率η=；（保留三位有效数字）
（2）有实验数据分析可知：滑轮组机械效率高低与有关。

如图甲所示，奕奕用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A。拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计一切摩擦和绳子重力，已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则（）

A . 重物A的重力为1200N B . 动滑轮的重力为450N C . 第2s内拉力F的功率为500W D . 若将重物A的重力减小为900N，匀速提升重物，滑轮组的机械效率将变为75%

如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升 2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是J，拉力的功率是，滑轮组的机械效率是，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将（变大/变小/不变）。

如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA=2AB，重500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M匀速上升。工人与水平地面的接触面积为500cm² ，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：

（1）工人对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）细绳BC对支架的拉力。

港务局一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：(g取10N/kg)

（1）提升时绳子自由端的速度；
（2）拉力F的功率；
（3）此滑轮组的机械效率。

如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。图甲中F_甲＝ N，图乙装置的机械效率η＝。若图乙中再加挂一物体，机械效率将。

用一只铁桶从深井中取水，第一次取半桶水，所做额外功为 $\text{[math]}$ ，效率为 $\text{[math]}$ ，第二次取满桶水，提升了相同高度，所做额外功为 $\text{[math]}$ ，效率为 $\text{[math]}$ ；两次相比： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （均选填“>”或“=”“<”）

工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为 1.8×103kg 的石材放在水平地面上，在拉力 F 的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的 0.1 倍，滑轮组的机械效率为 75%，滑轮组和绳子的自重不计。石材受到的阻力，在石材移动 10s 过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F=。（g＝10N/kg）

如图所示是用滑轮组将一个沉在水中，质量为10kg，体积为5dm³的实心物体吊起的过程。物体没有露出水面前，5s内被匀速吊起1m，已知此时绳子拉力为F=20N，求：（g取10N/kg）

（1）水对容器底部的压强；
（2）物体受到的浮力；
（3）滑轮组的机械效率（结果精确到0.1%）。

建筑工地上，工人用图甲所示的滑轮组匀速提起1200N的物体，已知拉力F=500N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，g=10N/kg。下列说法正确的是（）

A . 反映绳子自由端运动的图线是B B . 工人施加拉力的功率为750W C . 此时该滑轮组的机械效率为80% D . 装置中动滑轮的重力为800N

五、探究——使用机械是否省功 知识点题库

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