滑轮组机械效率计算
1、如图所示，通过滑轮组用200N 的拉力在20s 内将重为480N 的物体匀速提高2m ，（不计绳重和摩擦），求：
（1）动滑轮重；（2）绳自由端的移动速度为多大？
（3）若重物再增加150N ，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
2、（8分）如下图所示，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12m ，物体重，汽车重G 车=3×10N
，汽车匀速拉绳子时的拉力
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？（保留一位小数）
（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？牵引力的功率为多少？
4，汽车受到的阻力为车重的0.1
3、小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg ，在F=50N的拉力作用下, 货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f 为货箱重的0.2倍。求：
（1）货箱的重力是多少？（2）拉力F 的功率是多少？
（3）货箱运动了1min, 克服摩擦所做的功是多少？（4）此滑轮组的机械效率是多少？
4、（2015•荆州）在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N 的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N （不计空气阻力）．求：
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？
5、建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为30且固定在在水平面上．运送货物时，工人用400N 的力拉绳子，重为500N 的货物在20s 内沿斜面匀速运动6m ，求此过程中（1）重物的速度大小；（2）工人提升重物做的有用功；（3）该装置的机械效率．
6、如图所示，某工人重600N ，站在水平面上，用100N 的拉力向下匀速拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2×10m ，重360N 的物体．（物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的阻力，ρ水=1×10kg/m，g=10N/kg）求：
（1）已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10m ，工人没有拉动绳子时对地面的压强；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）提起物体时滑轮组的机械效率．
﹣22﹣2333
7、某地纪念馆内有一口铜钟，质量为2t. 2013年4月，一男子钻到钟下玩耍，其他游客转动铜钟导致悬挂钟的绳索被扭断，该男子被困于钟内．闻讯赶到的消防员们迅速组装好滑轮组、站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，该男子趁机从钟下爬出脱困．(g取10N/kg)问：
(l)消防员们站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，请画出最省力的绳子绕法． (2)消防员们在绳子自由端共施加4000N 的力，使铜钟在1min 内匀速缓慢上升60cm ，请计算绳子自由端拉力做功的功率．
(3)此过程中滑轮组的机械效率是多少？
8、一辆质量是3.5×103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F 是1×103N ，汽车沿水平方向匀速移动了2m ，滑轮组的机械效率为90%。求：
（1）拉力F 做的总功。
（2）有用功为多大？
（3） 汽车受到的阻力大小。
参考答案
一、计算题
1、 解：（1）由
F=（G+G动）可知，G 动=3F﹣G=3×200N ﹣480N=120N；
（2）物体移动的速度：
v=
==0.1m/s；自由端移动的速度：v ′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s；
（3）若重物再增加150N ，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力：F ′=（G ′+G动）=（480N+150N+120N）=250N． 答：（1）动滑轮重为120N ；
（2）绳自由端的移动速度为0.3m/s；
（3）若重物再增加150N ，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少为250N ．
2、（1）7.92×10J （2）90.9％（3）12s （4）1.56×10W 44
3、解:（1） G=mg
=60kg×
10N/kg=600N …………………………(1分)
（2）V 绳=3 V物=3×0.1m/s=0.3m/s …………………………(1分) P=FV绳=50 N ×0.3m/s =15W …………………………(1分)
（3） 1min=60s
S物=V物t=0.1m/s×60s=6m ……………………………(1分)
ｆ=0.2G=0.2×600 N=120N …………………………(1分)
W = f s
= 120N×6m =720J …………………………(1分)
（4）W 有= f s=120N×6m =720J
S 绳=V绳t=0.3m/s×60s=18m
W 总=FS绳=50 N×18m
=900 J ………………………………(1分)
η= W有/W总=720J/900J=80％ …………… (1分) 评分说明：⑴其它做法只要正确也得满分 ⑵计算性错误不累积扣分
4、 解：（1）知道沿斜面的拉力是300N ，斜面的长度是5m ，故W 总=Fs=FL=300N×5m=1500J；
（2）此时W 有=Gh=1200N×1m=1200J；
η
=
==80%；
（3）故W 额=W总﹣W 有=1500J﹣1200J=300J；
根据W 额=fL，得到f=
==60N；
答：（1）拉力做功1500J ；（2）工人使用斜面做功的机械效率是80%；（3）物体和斜面之间的摩擦力是60N ．
5、解：（1）重物的速度大小
（2）重物上升的高度
所做的有用功
（3）绳子自由端移动的距离
人做的总功
该装置的机械效率
评分标准：第（1）（2）各2分，第（4）4分，共8分
6、（1）
【解析】
试题分析：（1）工人没有拉动绳子时对地面的压力等于人的重力600N ，则人对地面的压强为：
；（2）120N ；（3）80%
；
（2
）物体浸没在水中时，，根据阿基米德原理，物体受到的浮力为：
；
（3）
考点：压强 浮力 机械效率
7、解：（1）承重绳子的有效股数越多越省力，滑轮组绕法如图所示．（2分）
（2）由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=6，
绳子自由端移动的距离s=nh=6×0.6m=3.6m，
拉力做的功W 总=Fs=4000N×3.6m=1.44×10J ， （2分） 4
拉力的功率P=W/t=14400J/60s=240W； （2分）
（3）有用功W 有用=Gh=mgh=2000kg×10N/kg×0.6m=12×10J ，（2分）
滑轮组的效率η=W有用、/W 总=12000J/14400J≈83.3%； （1分）
3
8、解：（1）当汽车沿水平方向匀速移动了2m 时，绳子末端移动6m ，
根据 W总=FS =1×10N ×6m= 6×10J 。-------------------（2分） 33
（2
）根据 W有用=ηW 总=90%×6×10J=5.4×10J----（2分）
3 33（3）W 有用=F拉S 车 F 拉= W有用/S车=2.7×10
由于车匀速运动，车受阻力f= F 拉= 2.7×103 N --------- ----（2分） N------ -- （1分）