浙教版九年級(jí)上冊(cè)第三章第四節(jié)

簡(jiǎn)單機(jī)械滑輪與機(jī)械效率

【知識(shí)點(diǎn)分析】

一,滑輪

L滑輪的定義：滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。

2.滑輪的實(shí)質(zhì)：類似于一個(gè)變形的杠桿，受力可根據(jù)杠桿平衡原理分析。

2.滑輪的分類：

(1)定滑輪：軸固定不動(dòng)

①特點(diǎn)：類似于一個(gè)等臂杠桿，不省力，不費(fèi)距離，可改變力的方向

②應(yīng)用：旗桿頂部滑輪，用來(lái)改變力的方向的裝置

(幼動(dòng)滑輪：軸隨著物理一起運(yùn)動(dòng)

①特點(diǎn)：類似于一個(gè)省力杠桿，動(dòng)力臂為阻力臂的二倍，省一半的力，費(fèi)二倍距離

②應(yīng)用：各種省力裝置的滑輪

【注意】

1.對(duì)于滑輪的受力分析最好使用受力平衡，一直動(dòng)滑輪定滑輪有時(shí)會(huì)影響判斷

2.并非不動(dòng)的一定是定滑輪，如人在船上通過(guò)滑輪拉船

二,滑輪組

1.滑輪組的定義：由若干個(gè)定滑輪和若干個(gè)動(dòng)滑輪組合成滑輪組；同時(shí)具備定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。

2.依據(jù)受力平衡可得：使用滑輪組時(shí)，重物和動(dòng)滑輪的總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就

是總重的幾分之一；即F=l/n（G物+G動(dòng)）。

3.特點(diǎn)：既能改變力的大小，又能改變力的方向

4.如有n股繩與下端滑輪連接則（nF=G物+G動(dòng)）繩端移動(dòng)速度為滑輪移動(dòng)速度的n倍

5.橫向的滑輪依據(jù)受力平衡進(jìn)行分析，運(yùn)動(dòng)的速度大小可依據(jù)滑輪組分析

三,機(jī)械效率

1.相關(guān)物理量的意義:

（1）有用功：人們提升重物過(guò)程中必須做的功，用W有用表示。

（2）額外功：利用機(jī)械時(shí)，人們不得不額外做的功，用W額外表示。

⑶總功：人的拉力（動(dòng)力）對(duì)動(dòng)滑輪（機(jī)械）所做的功，用W總表示，W總二W有用+W額外

2.機(jī)械效率：

W右

（1）定義：有用功跟總功的比值，公式〃=」X100%

W總

（2）增大效率的方法：

①有用功不變，減小無(wú)用功②無(wú)用功不變，增大有用功③減小無(wú)用功，增大有用功

3.滑輪組的機(jī)械效率：n=Gh/FS=G物/（G物+G動(dòng)）

一,斜面

1.斜面定義：與水平面成傾斜的光滑平面，稱為斜面

2.斜面本質(zhì)：增大了做功的距離，從而起到了省力的作用

3.假設(shè)光滑無(wú)摩擦的斜面：（W總二FS=Gh）

（1）斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之幾。

（2）要使物體升高相同的高度，斜面越長(zhǎng)越省力。

4.有摩擦力的斜面（機(jī)械能守恒）：（W總=FS=Gh+fL）

5.常見(jiàn)的斜面：盤(pán)山公路，螺絲的螺紋，傾斜的軌道

【例題分析】

一、選擇題

1.用如圖所示的滑輪組來(lái)提升重物，質(zhì)量為100kg的物體在10s內(nèi)被勻速提升1m,已知拉繩子的力”為

40CN,下列說(shuō)法正確的是（）

A.有用功為1200JB.動(dòng)滑輪重為200NC.拉力U做功功率為120WD.此滑輪組的機(jī)械效率為80%

【答案】C

t解析】A.物體的重力G=mg=100kgx!0N/kg=l000N

拉力做的有用功^=G//=1000Nxlm=1000J

故A錯(cuò)誤；

B.由圖可知〃=3,假設(shè)不計(jì)繩重和摩擦，由E=：（G+G動(dòng)）可知，動(dòng)滑輪的重力

G勁=〃尸一G=3x400N-1000N=200N

但題目中沒(méi)有不計(jì)繩重和摩擦這一條件，則200N是動(dòng)滑輪、繩重、摩擦的總和，因此動(dòng)滑輪的重力小于200N,

故B錯(cuò)誤；

C.繩子自由端移動(dòng)的距離5=/z//=3xlm=3m

拉力做的總功%=用=400Nx3m=1200J

拉力做功的功率2=空=粵1=120、

故C正確；

D.滑輪組的機(jī)械效率〃=浸=博*>100%*83.3%

1200J

故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.用如圖所示的滑輪組，用300N的拉力廠在20s內(nèi)將重500N的箱子勻速提升到6m高的樓上，若不計(jì)繩

重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

11----------------]

A.繩子臼由端移動(dòng)的速度是0.3m/sB.拉力廠做的有用功是180UJ

C.此滑輪組的機(jī)械效率為60%D.拉力廠的功率為180W

【答案】D

【解析】A.由圖知〃=2

繩自由端移動(dòng)的距離為s=nh=2x6m=12m

5_12m

繩目由端移動(dòng)的速度為

7-2070.6m/s

故A錯(cuò)誤；

B.拉力做的有用功%=G/z=500Nx6m=3000J

故B錯(cuò)誤；

CD.拉力做的總功為心=Fs=300Nxl2m=3600J

拉力做功功率「牛嚶mv

故D正確，

1^121x100%=

滑輪組的機(jī)械效率//=爵*83.3%

故C錯(cuò)誤。

3.如圖所示的滑輪組，動(dòng)滑輪重3N,物體A在5s內(nèi)被勻速提升0.5m,圖中繩的拉力均沿豎直方向，滑輪

組的機(jī)械效率為90%,不計(jì)繩重和摩擦，則在實(shí)驗(yàn)中（）

A.物體A的重力為30NB.繩子自由端的拉力/為8N

c.繩子自由端拉力的功率為mwD.若提升更重的物體，滑輪組的機(jī)械效率降低

【答案】c

印B二Gh_G

【解析】A.動(dòng)滑輪重3N,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為90%,不計(jì)繩重和摩擦，則〃=亡Gh+G獷G+G?,

G

即90%=

G+3N

解得G=27N,故A錯(cuò)誤；

B.由圖可知，繩子承重段數(shù)〃=3,不計(jì)繩重和摩擦，則繩子自由端的拉力/=g（G+G動(dòng)）=g（27N+3N）=10N

故B錯(cuò)誤；

C.繩子自由端移動(dòng)的距離,s=3/?=3x0.5m=1.5m

拉力所做的總功為"*Fs=10Nxl.5m=15J

則拉力的功率為P=-^-=—=3W

t5s

故C正確；

畋GhG1

D.不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重力不變，物重變大時(shí)，根據(jù)"=口=Gh+G,=在豆=二^

+~G

可知，滑輪組的機(jī)械效率變大，故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.如圖所示的滑輪組提升100N的重物，兩個(gè)滑輪的重力均為20N,小婷拉動(dòng)繩子10s將重物提升2m,不

計(jì)繩重和摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.自由端拉力〃為40NB.拉力的功率是12W

C.頂部與定滑輪相連的繩子拉力為140ND.該滑輪組的機(jī)械效率約83.3%

【答案】D

【解析】A.由圖可知繩子的有效段數(shù)〃=2,因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以繩子自由端的拉力

7?=￡1^=100N+20N=60N

22

故A錯(cuò)誤；

B.繩子自由端移動(dòng)的距離s=////=2x2m=4m

拉力做的總功W?=F5=60Nx4m=240J

拉力做功的功率尸=町=乎=24W

t10s

故B錯(cuò)誤；

C.對(duì)于定滑輪，其頂部與定滑輪相連的繩子拉力與定滑輪下端三段繩子的拉力及定滑輪自身重力平衡，所

以頂部繩子拉力為/J=3/」+G#60N+20N=200N

故C錯(cuò)誤；

D.拉力做的有用功W片GFlOONx2m=200J

滑輪組的機(jī)械效率

故D正確。

5.近年來(lái)我國(guó)為了改善百姓的居住條件，對(duì)老舊小區(qū)進(jìn)行了改造。如圖所示，是一名工人利用滑輪組勻速

移動(dòng)重為3500N的建材，手的拉力為1000N,物體的移動(dòng)速度為0.1m/s,用時(shí)10s,物體受到地面的摩擦力

為1600N,不計(jì)繩重和滑輪組的摩擦，下列正確的是（）

C.此工人的質(zhì)量可以小于100kgD.該滑輪組的機(jī)械效率為89.7%

【答案】B

【解析】A.由圖知，n=2,拉力端移動(dòng)速度v=2v^=2x0.1m/s=0.2m/s

拉力做功的功率P=Fv=1000Nx0.2m/s=200W

故A錯(cuò)誤：

B.不計(jì)繩重和滑輪組的摩擦，根據(jù)尸=；（/+G動(dòng)）

可得動(dòng)滑輪重力G—/=2xlOOON—1600N=400N

故B正確;

C.人向下拉繩時(shí)，人對(duì)繩的最大拉力等于人的重力，要拉動(dòng)建材，工人的質(zhì)量不可以小于

1000N

m=-=-1-00-A-rg

10N/Ag

故C錯(cuò)誤;

D.拉力端移動(dòng)距離s=2s削滑輪組的機(jī)械效率

巴電x100%=區(qū)~x100%=力初xl00%=Zxl00%=1600N

7=x100%=80%

外Fs尸x2%2F2xl000N

故D錯(cuò)誤。

故選Bo

6.小明陪叔叔修摩托車時(shí)發(fā)現(xiàn)店里使用了如圖所示的一種由滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械，維修師傅借助這

種裝置可以將較重的摩托車很輕便地搬運(yùn)到2樓上面，若提升摩托車的過(guò)程中不計(jì)摩擦，下列說(shuō)法正確的

是（）

A.可以把A、B簡(jiǎn)化成定滑輪B.人將繩子拉過(guò)一米時(shí)，物體上升2米

C.若提升重物的質(zhì)量增大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率也變大D,利用該裝置能省力但不能改變力的方向

【答案】C

【解析】A.提升物體時(shí)，A的軸固定不動(dòng)，屬于定滑輪；B和物體一起移動(dòng)，屬于動(dòng)滑輪，故A錯(cuò)誤；

B.由圖知，A、B組成滑輪組，〃=5,人將繩拉過(guò)1m時(shí)，根據(jù)$=勵(lì)得出物體上升的高度/?='=粵=0.2m

故B錯(cuò)誤；

c.提升摩托車的過(guò)程中不計(jì)摩擦，若提升重物的質(zhì)量增大M,重物的重力增大，在提升高度一定時(shí)，根據(jù)

%=G〃可知有用功增大，而額外力幾乎不變，則有用功在總功中所占的比例增大，可知滑輪組的機(jī)械效率

也變大，故C正確；

D.利用該裝置既能省力，又能改變力的方向，故D錯(cuò)誤。

故選C。

7.小柯用圖中裝置提升重為G的物體，不計(jì)摩擦、繩重，下列說(shuō)法正確的是（）

A.兩個(gè)滑輪均為定滑輪B.人將繩子拉過(guò)2m,物體上升1m

C.物體勻速上升時(shí)，人對(duì)繩子的拉力大小為名D.使用該裝置不能省力，但能改變力的方向

2

【答案】B

【解析】A.由圖可知，該裝置由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，故A錯(cuò)誤；

B.圖中的滑輪組的繩子股數(shù)是〃=2,如果繩子的自由端通過(guò)2m,物體上升〃=；x2m=lm

故B正確；

C.不計(jì)摩擦、繩垂，考慮動(dòng)滑輪白重,折力戶=!（G+G動(dòng)）

故c錯(cuò)誤；

D.使用滑輪組能省力，圖中上方的定滑輪能改變力的方向，故D錯(cuò)誤。

故選B.

8.如圖所示的滑輪組（忽略繩子、動(dòng)滑輪重力和摩擦力），在下面掛上A、B物體正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，若在

A、B下面再分別加掛一個(gè)重力相同的小鉤碼后，下列判斷正確的是（）

A.掛鉤碼前物體A、B重力的關(guān)系GB=2G,，B.掛鉤碼后物體A、B仍然能靜止

C.掛鉤碼后物體A會(huì)上升，B會(huì)下降D.掛鉤碼后物體B會(huì)上升，A會(huì)下降

【答案】C

【解析】A.由圖可知〃=2

不計(jì)動(dòng)滑輪和繩子的自重及摩擦力的大小，此時(shí)恰好處r靜止?fàn)顟B(tài)，則由滑輪組的特點(diǎn)可知GB=3GA

故A錯(cuò)誤;

BCD.若在A、B下面再掛一個(gè)重力相同的小鉤碼G*此時(shí)B和鉤碼的總重G；=GB+G小……①

A和鉤碼的總重G<=GA+G小……②

因?yàn)镚B^GA

所以GJ=GB+G,卜=（GA+GJ、……③

②③對(duì)比可得gG.VG；

所以，A上升，B下降，故C正確，BD錯(cuò)誤。

9.如圖所示，重300N的物體在30N的水平拉力廠的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)

動(dòng)了10s,滑輪組的機(jī)械效率為80%,則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

勿〃〃〃〃/7〃〃〃〃〃〃〃〃〃/力〃〃力//

A,繩子自由端移動(dòng)的距離為2mB.4點(diǎn)受到的拉力為300N

C.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.1m/sD.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為48N

【答案】D

【解析】A.物體移動(dòng)的距離為sr%/=0.2m/sxl（）s=2m

由圖知，動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)為”=2,則繩子自由端移動(dòng)的距離為s純=2s物=2x2m=4m

故A錯(cuò)誤；

C.繩子自由端移動(dòng)的速度為V=/?V45J=2x0.2m/s=0.4m/s

故C錯(cuò)誤；

BD.滑輪組的機(jī)械效率為〃=察=鏟=警=^

匕F%nF

由于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，所以物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力等于力點(diǎn)受到的拉力，即

f=FA=nrjF=2x80%x30N=48N

故B錯(cuò)誤，D正確。

故選Do

10.如圖，在斜面上將一個(gè)重為15N的物體勻速?gòu)男泵娴锥死巾敹?，沿斜面向上的拉力產(chǎn)=6N,斜面長(zhǎng)s

=1.2m、斜面高方=O.3m。下列說(shuō)法正確的是（）

A.斜面的機(jī)械效率為37.5%B.物體受到的摩擦力為2.25NC.額外功為L(zhǎng)8JD.有用功為7.2J

【答案】B

【解析】D.所做有用功為W=Gh=\5Nx0.3m=4.5J

故A錯(cuò)誤；

C.總功為=Es=6Nx1.2m=7.2J

額外功為%m2J-4.5J=2.7J

故C錯(cuò)誤；

B.由「q=力得，摩擦力為/=^=—=2.25N

s1.2m

故B正確；

A.機(jī)械效率為7=^100%=言x100給62.5%

故A錯(cuò)誤。

故選B.

11.如圖所示，斜面與水平地面夾角為30。，某快遞員用600N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車

廂用時(shí)20s,不考慮斜面形變，已知斜面長(zhǎng)為2m。則下列說(shuō)法E確的是()

A.貨物所受摩擦力大小為200NB.斜面的機(jī)械效率為60%

C.貨物克服自身重力做功的功率大小為400WD.用斜面可以省力也可以省功

【答案】A

【脩析】A.該快遞員用600N的力，使貨物沿斜面運(yùn)動(dòng)2m,所做的總功為沙總=4=600Nx2m=1200J

貨物重為800N,斜面長(zhǎng)為2m,斜面與水平地面夾角為30。，那么貨物上升的高度為1m,所做的有用功為

rF,....=G//=800Nxlm=800J

總功為有用功和額外功之和，則所做額外功為匕.=%-1儲(chǔ)傭=1200J-800J=40()J

克服貨物與斜面的摩擦力做的功為額外功，斜面長(zhǎng)為2m,貨物受到的摩擦力為/,根據(jù)〃="可知，貨物

所受摩擦力/'=-^-=—=200N

s2m

故A正確；

80OJ

B.斜面的機(jī)械效率7=777-x100%=---X100%?66.7%

卜/IZUOJ

故B錯(cuò)誤；

C.貨物克服自身重力做功為有用功,大小為800J,用時(shí)20s,貨物克服自身重力做功的功率

p=^=800J=40w

/20s

故C錯(cuò)誤；

D.由功的原理可知，使用任何機(jī)械都不能省功，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

12.如圖所示，一固定斜面傾角為30。，而為1m。現(xiàn)用一個(gè)平行于斜面向上的/-50N的拉力剛好使G-80N

的物體沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的大小忽略不計(jì)，則將物體從斜面底端拉到頂端的過(guò)程中，下列

說(shuō)法正確的是（）

A.物體受到的摩擦力為50NB.斜面的機(jī)械效率為80%

C.使用斜面既可以省力又可以省距離D.若只改變解面的傾斜角度，斜面機(jī)械效率不變

【答案】B

【解析】A.斜面傾角為300，斜面高力=lm,在直角三角形中30°角所對(duì)的直角邊是斜邊的一半，則斜面長(zhǎng)

s=2/?=2xIm=21n

拉力做的有用功紇.用=G/?=80Nxlm=80J

拉力/做的總功PK,=F5=50Nx2m=100J

克服摩擦力做的額外功%=W&—巾專用=100J-80J=20J

..咤20J.

物體受到的摩擦力1=^-=——=10N

s2m

故A錯(cuò)誤：

B.斜面的機(jī)械效率7/=xl00%=—x100%=80%

股100J

故B正確;

C.使用斜面時(shí)，可以省力，但費(fèi)距離，故C錯(cuò)誤：

D.當(dāng)斜面的傾角變大時(shí)，物體對(duì)斜面的壓力逐漸變小，在接觸面粗糙程度不變時(shí)，壓力變小，物體受到的

滑動(dòng)摩擦力變小，額外功變小，有用功不變，總功變小，由機(jī)械效率公式可知，斜面的機(jī)械效率變大，故D

錯(cuò)誤。

故選B.

13.如圖所示，用力F1直接將物體A勻速提升/?,做功300J；若借助長(zhǎng)5m的斜面用F*100N的力住3s

內(nèi)把A勻速提升到相同高度，下列說(shuō)法正確的是（）

A.借助斜面做的有用功為5C0JB.物體克服斜向摩擦力做的額外功是300J

C.物體A受到斜而的摩擦力是100ND.斜面的機(jī)械效率是60%

【答案】D

【解析】A.借助斜面做的有用功是克服物體的重力做功，即B拉力所做的功為300J,故A錯(cuò)誤;

B,利用斜面做的總功為IK=F?x￡=100Nx5m=500J

則克服斜面摩擦力做的額外功為W^=w&-=500J-300J=200J

故B錯(cuò)誤；

C.物體A受到斜面的摩擦力為T(mén)粽四

故C錯(cuò)誤；

I!kxl00%=^91x100%=60%

D.斜面的機(jī)械效率為7=

'W忠500J

故D正確。

14.如圖，清晨，伴隨著噴亮的國(guó)歌聲，五星紅旗冉冉升起，旗桿頂部有一個(gè)滑輪，該滑輪的作用是（）

A.減小拉力B.減少拉力做功

C.改變拉力的方向D.增大繩子自由端移動(dòng)的距離

【答案】C

【解析】旗桿頂部滑輪的軸固定不動(dòng)，是一個(gè)定滑輪，它能改變動(dòng)力的方向，但不能省力，也不會(huì)改變繩

子目由端移動(dòng)的距離，由％=用可知，不能減少拉力做功。故ABD不符合題意，C符合題意。

故選C。

15.如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用幾、以勻速提升重力為G.4、Gs的A、B兩個(gè)

物體。物體提升相同高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法一定正確的是（）

\\\\\\\\\\\\\\\\

AB

甲乙

A.若F/FB，則G,A=GBB.若產(chǎn)入二及則〃必〃/

C.若GA>GB，則瓜D.若G、=GB，則<〃乙

【答案】B

【解析】由圖可知，甲滑輪組承重的繩子股數(shù)〃產(chǎn)3,乙滑輪組承重的繩子股數(shù)〃片2。

AB.由題知各滑輪重相同，且不計(jì)繩重和摩擦，提升物體的重力G=〃FGm

M

則兩物體的重力分別為G*3clGGB=2FBG動(dòng)

若F產(chǎn)FB

由二式可知GA>GB

不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體和動(dòng)滑輪總重力做的功為總功，根據(jù)

可知“斗河乙

故A錯(cuò)誤，B正確；

C.不計(jì)繩重和摩擦，兩滑輪組繩子自由端的拉力分別為6\=J（GA+G動(dòng)）用=；（GB+G動(dòng)）

若

且動(dòng)滑輪重相同，則用可能等于尸8,故C錯(cuò)誤；

D.若GA=GB

叫二叫二Gh二G

且動(dòng)滑輪重相同，根據(jù)亡％+明%+%廠G+G^

可知

故D錯(cuò)誤。

故選Bo

16.如圖所示，用F=250N的拉力，把重G=400N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m,不計(jì)繩重和摩擦，則（）

A.拉力做的有用功為500JB.拉力的功率為50W

C.滑輪組的機(jī)械效率為80%D.增大提升重物的高度，可以提高該滑輪組的機(jī)械效率

【答案】C

【解析】A.對(duì)物體所做的有用功為W制=G/?=400Nx2m=800J

故A不符合題意；

BC.由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子股數(shù)〃=2,繩端移動(dòng)的距離為s中訪=2x2m=4m

拉力所做的總功為W^=;\?=250Nx4m=1000N

拉力的功率為P=￡翌9=100W

i10s

h=也X100%=_§22LX100%=80%

滑輪組的機(jī)械效率為

匕1000J

故B不符合題意，C符合題意;

?/=-^-xl00%=x100%=———xl00%=G

D.滑輪組的效率為-^<100%

叫叫澗+/Gk+G前G+G動(dòng)

由二式可知，滑輪組的機(jī)械效率的高低與重物的上升的高度無(wú)關(guān)，故D不符合題意。

故選C。

17.如圖，甲所示的滑輪組將放置在水平地面上的底面積為50cml重為80N的物體提升一定高度，當(dāng)用

圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向上的拉力戶拉繩的自由端時(shí)，物體的速度v和物體上升的高度h隨時(shí)間變化

的關(guān)系分別如圖丙和丁所示（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦），下列說(shuō)法正確的是（）

A.動(dòng)滑輪重力為30NB.0~ls內(nèi)，物體對(duì)地面的壓強(qiáng)是6.0xl0￥a

C.廣2s內(nèi)，拉力人做的功是5JD.2~3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率為83.3%

【答案】B

【解析】由圖甲可知,動(dòng)滑輪上承擔(dān)物重的繩子股數(shù)〃=3。

A.由圖丙可知，在2~3s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動(dòng)，由圖乙可知，此時(shí)拉力尸3=40N,不計(jì)繩重和繩與輪之間的

摩擦，動(dòng)滑輪的重力G^3F5G=3X40N80N=40N

故A錯(cuò)誤；

B.由圖乙可知，0s~ls內(nèi)，拉力尸尸30N,由圖內(nèi)可知，此時(shí)重物處于靜止?fàn)顟B(tài)，則物體和動(dòng)滑輪受到向上

的總拉力F^=3F/=3X30N=90N

0s~ls內(nèi)，物體對(duì)地面的壓力"0G+G儲(chǔ)"尸80N+40N90N=30N

物體對(duì)地面的壓強(qiáng)為P=號(hào)=，=6x1O'Pa

S50xl0'nr

故B正確；

C.由圖乙可知，在廣2s內(nèi)，拉力介=50N,由圖丁可知重物上升高度兒=0.1m,則拉力端移動(dòng)的距離

5/=3A/=3x0.1m=0.3m

拉力做的功(r=F/.y/=50Nx0.3m=15J

故C錯(cuò)誤：

D.由圖丙可知，在2~3s內(nèi)，物體上升的高度/?=0.3m0.1m=0.2m

有用功W(?/,y=G//=80Nx0.2m=16J

繩子自由端移動(dòng)的距離5=zz//=3x0.2m=0.6m

拉力做的功憶產(chǎn)F35=4ONxO.6m=24J

w1AI

滑輪組的機(jī)械效率=x]00%=—xl00%?66.7%

%.24J

故D錯(cuò)誤。

故選Bo

18.如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，5s將重100N的物體勻速提升了1m。已如動(dòng)滑輪重為10N(不計(jì)繩

重和摩擦)，則提升重物的過(guò)程中正確的是()

A.繩子自由瑞拉力尸的大小為50NB.提升物體的過(guò)程中，拉力產(chǎn)做的有用功為110J

C.繩子自由端拉力廣的功率為22WD.此滑輪組的機(jī)械效率為80%

【答案】C

【解析】A.由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)〃=2,不計(jì)繩重和摩擦，繩子自由端拉力

F=-(G+G^,)=1X(I00N+10N)=55N

故A錯(cuò)誤；

B.克服物體重力所做有用功^=GA=100Nxlm=100J

故B錯(cuò)誤；

C.繩端拉力所做的有用功辦=八=力小=55Nx2xlm=110J

繩子自由端拉力F的功率P=-^-=—=22W

t5s

故C正確；

D.滑輪組的機(jī)械效率77=。四、100%=黑xlOO%-90.9%

切，3I1UJ

故D錯(cuò)誤。

故選C。

二、填空題

19.如圖所示，工人用滑輪組勻速提升重800N的貨物，所用的拉力廠為500N,貨物在50s內(nèi)勻速上升5m。

在此過(guò)程中，有用功是J：拉力做功的功率是W；滑輪組的機(jī)械效率是。若增大提升

貨物的質(zhì)量，該滑輪組的機(jī)械效率（選填"增大〃、"減小”或“不變〃）。

\\\\\\\\

【答案】400010080%增大

【解析】［1］有用功叫川=Gh=800Nx5m=4000J

⑵由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)〃=2,繩子自由端移動(dòng)距離5=n/7=2x5m=10m

拉力做功匕小片=500Nxl0m=5000J

P』二型二MW

拉力做功功率

t50s

=巴01=竺駕100%=80%

⑶滑輪組的機(jī)械效率是

%5000J

⑷若增大提升貨物的質(zhì)量，則貨物重力增大，額外功幾乎不變，有用功所占的比重增大，故機(jī)械效率增大。

20.小勇用如圖所示的滑輪組拉著重800N的物體在2min內(nèi)使物體A沿著水平地面勻速向左運(yùn)動(dòng)4m,物體

A與地面接觸面積為1600cm2,物體與地面間的摩擦力為300N,繩自由端拉力廠為120N,則拉力的功率是

W,滑輪組的機(jī)械效率為（保留一位小數(shù)），物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)是Pao

【答案】12833%5000

【解析】［1］由圖可知〃=3,繩子自由端移動(dòng)的距離s=ns桁3x4m=12m

拉力做的總功W^=7^=120Nxl2m=1440J

^1440￡

拉力做功的功率p===12w

t2x60s

幺=區(qū)=_^_=_￡=300Nwo。%啾臺(tái)％

⑵滑輪組的機(jī)械效率

%FsFn%nF3x120N

⑶物體A對(duì)地面的壓力Fz=G=800N

工800N肝一

物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)

S1600x10'1

21.圖1中，旗桿頂部有一個(gè)滑輪，圖2中，環(huán)衛(wèi)工人使用的掃帚可以省;如圖3所示，

使用剪刀時(shí)，把被剪物體盡量靠近剪刀的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，目的是（選填"增大"或"減小"）阻力臂，這樣剪

斷物體更省力；如圖4所示，上山的公路修成盤(pán)山公路，是因?yàn)楸P(pán)山公路相當(dāng)于簡(jiǎn)單機(jī)械中的,可

以省力;圖5的螺絲刀也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，手柄_______（選填"粗”或“細(xì)〃）一些的螺絲刀用起來(lái)更省力。

【答案】定距離減小斜面粗

【解析】⑴旗桿頂部的滑輪在使用時(shí)，軸的位置固定不動(dòng)，是定滑輪。

⑵環(huán)衛(wèi)工人使用的掃帚，在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿,但省距離。

⑶使用剪刀時(shí)，在同樣的情況下，把被剪物體往剪刀轉(zhuǎn)動(dòng)軸靠近，減小了阻力臂，由心知道，阻力

和動(dòng)力臂一定時(shí)，阻力臂上越小，動(dòng)力越小、越省力，因此這樣做的目的是減小阻力臂，可以省力。

⑷盤(pán)山公路相當(dāng)于簡(jiǎn)單機(jī)械中的斜面，加長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)距離，但可以省力。

⑸螺絲刀手柄屬于輪軸中的輪，同樣的軸，輪越大就越省力，因此手柄粗一些的螺絲刀用起來(lái)更省力。

22.如圖所示，工人師傅用平行于斜面?的推拉力，將質(zhì)量為80kg的物體從斜面底端勻速拉上斜面，物體移

動(dòng)的距離為10m,上升的高度為3m,在此過(guò)程斜面的機(jī)械效率是80%,則在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中推力做

的功為L(zhǎng)物體所受摩擦力為N3若斜面傾斜程度不變，只將斜面長(zhǎng)度改為15m,仍以同樣的

方式將此木箱勻速推到斜面頂端，此時(shí)斜面的機(jī)械效率將。（選填"增大""不變"或“減小〃）（g=10N/kg）

【答案】300060不變

【解析】口］沿斜面將物體拉到高處的過(guò)程中，有用功為*=Gh=mgh=80kgx10N/kgx3m=2400J

根據(jù)1瓦

可知，推力做的功即總功為%=區(qū)=*"=3000J

〃80%

⑵克服摩擦力做的功為%-少白=3000J-2400J=600J

摩擦力的大小/=%=絆l=60N

s10m

⑶斜面的機(jī)械效率

Fs

若斜面傾斜程度不變，&不變，物體所受重力G和拉力尸不變，故斜面的機(jī)械效率不變。

s

23.如圖，物體A是邊長(zhǎng)為20cm的一個(gè)正方體，密度為2.5g/cm，A對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)是Pa,B

的重力為100N,滑輪和繩子重忽略不計(jì)，此時(shí)A在水平面上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若用力戶向左拉物體A,

使物體A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則F=No

【答案】5000100

【解析】⑴A的體積為E=L,=(20cm)3=8000cm3

A的質(zhì)量為w=pr=2.5g/cm3x8000cm3=20000g=20kg

A放在水平桌面上時(shí)，對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)為p=《=3=W=當(dāng)聯(lián)臀獸=5000Pa

SSS(20x10~m)2

⑵由圖可知，此滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，滑輪重和滑輪與繩子之間的摩擦忽略不計(jì)，則繩端的拉力

=-G=-X100N=50N

2B2

物體A在水平面.卜.向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，A受到的摩擦力和繩對(duì)A的拉力平衡，所以戶自二50N

方向水平向左：若使物體A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變，因此A受到

的滑動(dòng)摩擦力大小不變，且此時(shí)A受到摩擦力的方向水平向右，由力的平衡條件可得，此時(shí)對(duì)物體A施加

的拉力為F?FA?/=50N150N=100N

24.如圖所示，這是工人向高處運(yùn)送材料的裝置，圖中右側(cè)滑輪的作用是:每個(gè)滑輪重為100N,

某一次運(yùn)送的材料重為400N,在拉力/作用卜，材料勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，則滑輪組的機(jī)械效率

【答案】改變力的方向80%

【解析】口］由圖可知，右側(cè)滑輪的軸固定不動(dòng)，因此右側(cè)滑輪為定滑輪，利用定滑輪可以改變力的方向。

⑵由于不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率為

400N

=1^x100%=xl00%=———xl00%=G

z;一"一xlOO%-x100%=809

"畋+弱Gh+hG+q400NTOON

25.甲、乙、丙三人設(shè)計(jì)了如圖所示的三種滑輪組來(lái)勻速提升同樣的重物，不計(jì)繩重和摩擦，若每個(gè)輪重

60N,甲中拉力B=100N,則重物的質(zhì)量為kg（g取10N/kg）,甲滑輪組的機(jī)械效率為。甲、

乙、丙三組滑輪組的效率大小關(guān)系是

【解析】⑴在甲圖中〃=3

不計(jì)繩重和摩擦，拉力6=%+%)

重物的重力G=nFi-G動(dòng)=3xl00N-60N=240N

G240N

其質(zhì)量m=—=---------=24kg

glON/kg

⑵拉力端移動(dòng)的距離s=nh

匕陰一Gh_Gh_G

因?yàn)榛喗M的機(jī)械效率

nJ%FsFxnhnF

G240N

所以，甲滑輪組的機(jī)械效率n=—=xl00%=80%

1叫3xl00N

“GhG

⑶不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率十二匹E際J-R

甲、乙、丙三人設(shè)計(jì)的三種滑輪組來(lái)勻速提升同樣的重物，甲、丙的動(dòng)滑輪重力相等，小于乙的動(dòng)滑輪重

力,甲、丙的機(jī)械效率相等，大于乙的機(jī)械效率，其機(jī)械效率大小關(guān)系，7/=〃3＞牝

26.某工地上，一個(gè)體重為600N的工人，用如圖甲所示的滑輪組和吊籃運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送晟不定,

裝置的機(jī)械效率隨建材重量變化的圖象如圖乙所示，裝置中摩擦力及繩重忽略不計(jì)。則該名工人使用此裝

置做功的最大機(jī)械效率是,，若該工人做功的最大平均功率是300W,則此裝置在?次提升最大重量建

材時(shí)，建材上升的最大速度是,m/So

【解析】⑴由圖象知，提起建材重力為200N時(shí)的機(jī)械效率為50%.摩擦力及繩重忽略不計(jì)，滑輪組的機(jī)械

匕一叫GhG

效率

Gh+GmG卬動(dòng)

5。%系

即

解得G動(dòng)=200N,繩端的最大拉力等于工人重力，即^><=^=600N

由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)〃=2,由/=」（G+G/可得，