初中物理滑轮组绳子拉力的计算试题

如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 $F_A$、 $F_B$匀速提升重力为 $G_A$、 $G_B$的 $A$、 $B$两物体，不计绳重和摩擦。若 $G_A>G_B$，则 ${\eta }_{甲}$　　 ${\eta }_{乙}$；若 $F_A=F_B$，则 $G_A$　　 $G_B$．（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$” $)$

图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体 $A$从海底竖直向上始终以 $0.05m/s$的速度匀速吊起，图乙是物体 $A$所受拉力 $F$随时间 $t$变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重，忽略动滑轮受到的浮力， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$． $g=10N/\mathit{kg})$。请解答下列问题：

（1）物体 $A$的体积是多少？

（2）物体 $A$完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 $80\%$，当物体 $A$完全离开水面后，滑轮组的机械效率是多少？

（3）当物体 $A$完全离开水面后，电动机两端电压为 $380V$，通过的电流为 $5A$，电动机线圈的电阻为多少？（不计电动机内部摩擦）

如图为吊装工具示意图，物体 $M$为重 $5000N$的配重，杠杆 $\mathit{AB}$的支点为 $O$， $\mathit{OA}:\mathit{OB}=1:2$，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）

小明用如图所示的动滑轮提起 $140N$的水桶，动滑轮重 $20N$（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为　   $N$；如果向水桶内再加入 $40N$的水，提起时动滑轮的机械效率　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为 $2m^3$．如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力 $F=1.6\times {10}^{4}N$．在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力， $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）石像受到的浮力。

（2）石像的重力。

（3）石像的密度。

（4）若将石像提升了 $3m$，石像受到水的压强减少了多少？

如图所示，用 $30N$的拉力 $F$沿水平方向拉绳子的一端，使重 $400N$的物体 $A$以 $0.1m/s$的速度沿水平地面向左匀速运动了 $10s$，已知滑轮组的机械效率为 $80\%$，则此过程中 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的距离为 $1m$

B．滑轮组对物体 $A$的水平拉力为 $90N$

C．拉力 $F$的功率为 $3W$

D．拉力 $F$所做的有用功为 $72J$

如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为 $4t$，体积为 $1m^3$。 $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；

（2）物体下表面与水面距离为 $3m$时，求物体下表面所受水的压强；

（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；

（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为 $9\mathit{kW}$、对绳子的拉力为 $1.5\times {10}^{4}N$，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到 $0.1\%)$。

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 $400J$

C．拉力 $F$的功率为 $9W$

D．物体与地面间的滑动摩擦力为 $72N$

如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重 $1N$，实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升 $12\mathit{cm}$，用时 $4s$，弹簧测力计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是　　 $N$，拉力做功的功率是　　 $W$，滑轮组的机械效率是　　（计算结果精确到 $0.1\%)$。

小鹏家购买了一箱重 $960N$的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高 $9m$，用时 $3\mathit{min}$，若滑轮组的机械效率为 $80\%$（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的速度为 $0.05m/s$

B．做的有用功为 $8640J$

C．拉力为 $240N$

D．拉力的功率为 $48W$

小鹏家购买了一箱重 $960N$的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高 $9m$，用时 $3\mathit{min}$，若滑轮组的机械效率为 $80\%$（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的速度为 $0.05m/s$

B．做的有用功为 $8640J$

C．拉力为 $240N$

D．拉力的功率为 $48W$

如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：

（1）若不计绳重，滑轮重及摩擦，两次拉力 $F_1$和 $F_2$之比；

（2）若不计绳重及摩擦，重物质量为 $400g$，动滑轮质量为 $100g$，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。

质量为 $60\mathit{kg}$的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。已知工人在 $1\mathit{min}$内将货物匀速提高 $6m$，作用在钢绳的拉力为 $400N$，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．作用在钢绳上的拉力的功率为 $400W$

B．动滑轮的重力为 $200N$

C．人对绳子的最大拉力为 $1000N$

D．该滑轮组的最大机械效率为 $83.3\%$

如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、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，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．拉力 $F_1$小于拉力 $F_2$

B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同

C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械

D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等

如图所示，用大小为 $F$的拉力通过滑轮组将重 $400N$的物体匀速提升了 $2m$，已知动滑轮重为 $100N$（不计绳重和摩擦），则拉力 $F=$　　 $N$，该滑轮组的机械效率为　　 $\%$。