初中物理滑轮（组）的机械效率试题

如图甲所示，用电动机和滑轮组把密度为 $3\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，体积为 $1m^3$的矿石，从水底匀速整个打捞起来， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的密度为 $1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．求：

（1）矿石的重力；

（2）矿石浸没在水中受到的浮力；

（3）矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为 $2.5\mathit{kW}$，矿石上升过程中的 $s-t$图象如图乙所示，求滑轮组的机械效率；

（4）如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变？为什么？

如图所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以 $1m/s$的速度匀速上升 $8m$，已知矿石重 $2700N$，动滑轮重 $300N$，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：

（1）汽车拉力的大小；

（2）汽车拉力的功率；

（3）滑轮组的机械效率。

如图所示，工人用滑轮组提升重为 $400N$的货物所用拉力恒为 $240N$，货物被匀速提升 $10m$。求

（1）工人做的功

（2）滑轮组的机械效率

如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以 $0.5m/s$的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度 $3m$的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力 $F$随时间 $t$变化的图像如图乙所示，物体离开水面后匀速上升 $3m$的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为 $2\times {10}^{3}N$．已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，取 $g=10N/\mathit{kg}$。不计水和空气的阻力。求

（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力。

（2）物体的质量和密度。

（3）水底的深度及水对水底的压强。

（4）物体离开水面后匀速上升 $3m$的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。

工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重 $600N$的货物，绳子自由端被竖直拉上 $6m$，额外功为 $300J$．求滑轮组的机械效率

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 $0.1\%)$。

工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为 $1.8\times {10}^3\mathit{kg}$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象如图乙所示。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。 $(g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）石材受到的阻力；

（2）在石材移动 $40s$过程中，工人做的有用功；

（3）在石材移动 $40s$过程中，工人作用在绳子自由端的拉力 $F$。

如图所示，小吉用 $200N$的拉力，在 $4s$内将重 $500N$的物体匀速提高 $2m$。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．动滑轮重为 $100N$B．滑轮组的机械效率为 $62.5\%$

C．拉力做功为 $1000J$D．拉力的功率为 $300W$

如图，小明用滑轮组把质量为 $54\mathit{kg}$的重物匀速提升了 $1m$。此过程中，绳子自由端的拉力做功为 $675J$，绳子自由端的拉力为　　 $N$，该滑轮组的机械效率为　　。

如图，用滑轮组提升重物时，重 $400N$的重物在 $10s$内匀速上升了 $1m$。已知拉绳子的力 $F$为 $250N$，则提升重物的过程中 $($　　 $)$

A．绳子自由端下降速度为 $0.3m/s$

B．动滑轮的重力为 $100N$

C．拉力 $F$的功率是 $40W$

D．滑轮组的机械效率是 $80\%$

如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在 $10s$的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了 $1m$，已知拉力 $F$为 $400N$，建筑材料的重力 $G$为 $900N$，求这个过程中：

（1）绳子自由端移动的距离；

（2）此滑轮组的机械效率；

（3）拉力 $F$的功率。

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，用 $300N$的力将重为 $500N$的物体在 $10s$内匀速提升 $2m$，不计绳重和摩擦，在此过程中 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的距离为 $6m$B．动滑轮重 $100N$

C．拉力做功的功率为 $100W$D．滑轮组的机械效率为 $60\%$