初中物理滑轮（组）的机械效率试题

两个滑轮按图所示的方式组合，用 $5N$的拉力 $F$拉动绳端，使物体在 $5s$内水平向左匀速滑动 $1m$，物体与地面间的摩擦力为 $9N$．下列选项正确的是 $($　　 $)$

A． $A$是定滑轮， $B$是动滑轮B．拉力 $F$做的功为 $5J$

C．拉力 $F$的功率为 $1.8W$D．滑轮组的机械效率为 $90\%$

如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为 $9500N$的物体 $M$匀速提升了 $6m$，所用的时间为 $10s$，汽车的拉力 $F$为 $5000N$．在此过程中，滑轮组的机械效率为　       　，汽车拉力 $F$的功率为　      　 $W$。

如图所示，一个质量 $600\mathit{kg}$、体积 $0.2m^3$的箱子沉入 $5m$深的水底，水面距离地面 $2m$，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以 $0.5m/s$的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重 $100N$（不计绳重、摩擦和水的阻力， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；

（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；

（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的

机械效率；

（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。

小强用如图所示装置在 $10s$内将重为 $450N$的货物匀速提升 $2m$，此过程中拉力 $F$的功率为 $120W$。

求：

（1）提升装置所做的有用功；

（2）拉力 $F$做的功；

（3）该滑轮组的机械效率。

如图所示，用 $50N$拉力将质量为 $8\mathit{kg}$的物体 $5s$内匀速提升 $1m$，不计摩擦和绳重， $g=10N/\mathit{kg}$，则下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．有用功为 $100J$B．拉力做功的功率为 $20W$

C．滑轮组的机械效率为 $80\%$D．动滑轮的重力为 $10N$

用如图所示的滑轮组在 $10s$内将 $300N$的重物匀速提升 $3m$，已知动滑轮重 $30N$，不计摩擦，则 $($　　 $)$

A．利用滑轮组所做的有用功是 $450J$

B．绳子自由端移动的速度是 $0.9m/s$

C．拉力的功率是 $99W$

D．滑轮组的机械效率是 $80\%$

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 $F_1$、 $F_2$、 $F_3$，效率为 ${\eta }_1$、 ${\eta }_2$、 ${\eta }_3$，则 $($　　 $)$

A． $F_1+F_2=F_3$B． $F_1+F_2>F_3$C． ${\eta }_1+{\eta }_2={\eta }_3$D． ${\eta }_1<{\eta }_2<{\eta }_3$

如图所示的滑轮组，每个滑轮重 $20N$，拉动绳子自由端，用这个滑轮组把质量为 $38\mathit{kg}$的重物匀速提升 $3m$，不计绳重和摩擦， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。下列正确的是 $($　　 $)$

A．作用在绳自由端的拉力大小为 $400N$

B．该过程做的有用功为 $1200J$

C．该过程的机械效率为 $95\%$

D．所挂物体越重，该滑轮组机械效率越小

小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力 $F$与绳子自由端移动的距离 $s$的关系图象如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为 $85\%$．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。求：

（1）物体在空中上升 $1m$，小雨做的功是多少？

（2）每个滑轮的重力是多少？

（3）物体的密度是多少？

如图所示，工人用滑轮组匀速提升重 $800N$的货物，所用的拉力 $F$为 $500N$，货物匀速上升了 $5m$。在此过程中，所做的有用功是　　 $J$；滑轮组的机械效率是　　。

小希对学习的物理计算公式进行了推导。并尝试应用这些公式总结了一些规律，解释了一些现象。下列四个选项中，应用推导公式判断出现错误的是 $($　　 $)$

A．

机械效率
公式	$\eta =\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{\mathit{Gh}}{\mathit{Fs}}=\frac{\mathit{Gh}}{F\cdot \mathit{nh}}=\frac{G}{\mathit{nF}}$
判断	滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关

B．

电功率
公式	$P=\mathit{UI}=U·\frac{U}{R}=\frac{U^2}{R}$
判断	在并联电路中，电功率与其电阻成反比

C．

功 率
公式	$P=\frac{W}{t}=\frac{\mathit{Fs}}{t}=\mathit{Fv}$
判断	载重汽车在爬坡时要换用低速挡位

D．

压 强
公式	$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{\mathit{\rho Shg}}{S}=\mathit{\rho hg}$
判断	大气压强随高度的增加而增大

我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂 $\mathit{OAB}$可以看作杠杆，吊臂前段用钢绳连着滑轮，立柱 $\mathit{CA}$竖直， $\mathit{OB}:\mathit{OA}=6:1$．用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提起，放在水平地面上，石墩质量为 $1.5\times {10}^4\mathit{kg}$、底面积为 $3m^2$、高为 $2m(g$取 $10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

（1）浸没在水中的石墩（石墩的底部未浸入淤泥中），受到浮力是多少？

（2）石墩放在水平地面上时，起重机未对石墩施力，则石墩对底面的压强是多少？

（3）石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为 $1.0\times {10}^{5}N$，此时动滑轮的机械效率是多少？

（4）当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱 $\mathit{CA}$对吊臂 $A$点竖直向上的作用力是多少？

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