1.如图所示,利用动滑轮将重为18 N的物体竖直向上匀速提升了2 m,拉力F为12 N,拉力做功为
第1题图第2题图
48
J,滑轮的机械效率为75%
。答案
1.48 75%
解析
【分析】
要解决这道题,首先明确动滑轮的特点:由图可知,该动滑轮上有2段绳子承担物重,即绳子段数$n=2$。解题时需先确定拉力移动的距离,再分别计算拉力做的总功、提升物体的有用功,最后根据机械效率公式计算滑轮的机械效率。
【解析】
1. 确定动滑轮的绳子段数:由题图可知,动滑轮上有2段绳子承担物重,即$n=2$。
2. 计算拉力移动的距离:根据动滑轮的距离关系,拉力移动的距离$s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$。
3. 计算拉力做的总功:总功是拉力做的功,公式为$W_{\mathrm{总}}=Fs$,代入数据得$W_{\mathrm{总}}=12\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=48\ \mathrm{J}$。
4. 计算有用功:有用功是提升物体做的功,公式为$W_{\mathrm{有}}=Gh$,代入数据得$W_{\mathrm{有}}=18\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=36\ \mathrm{J}$。
5. 计算滑轮的机械效率:机械效率公式为$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$,代入数据得$\eta=\frac{36\ \mathrm{J}}{48\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$。
【答案】
48;75%
【知识点】
动滑轮的功;机械效率
【点评】
本题考查动滑轮的功和机械效率的计算,核心是确定动滑轮上的绳子段数,理解有用功、总功的概念,属于基础计算题,是力学中常见的考点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,首先明确动滑轮的特点:由图可知,该动滑轮上有2段绳子承担物重,即绳子段数$n=2$。解题时需先确定拉力移动的距离,再分别计算拉力做的总功、提升物体的有用功,最后根据机械效率公式计算滑轮的机械效率。
【解析】
1. 确定动滑轮的绳子段数:由题图可知,动滑轮上有2段绳子承担物重,即$n=2$。
2. 计算拉力移动的距离:根据动滑轮的距离关系,拉力移动的距离$s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$。
3. 计算拉力做的总功:总功是拉力做的功,公式为$W_{\mathrm{总}}=Fs$,代入数据得$W_{\mathrm{总}}=12\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=48\ \mathrm{J}$。
4. 计算有用功:有用功是提升物体做的功,公式为$W_{\mathrm{有}}=Gh$,代入数据得$W_{\mathrm{有}}=18\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=36\ \mathrm{J}$。
5. 计算滑轮的机械效率:机械效率公式为$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$,代入数据得$\eta=\frac{36\ \mathrm{J}}{48\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$。
【答案】
48;75%
【知识点】
动滑轮的功;机械效率
【点评】
本题考查动滑轮的功和机械效率的计算,核心是确定动滑轮上的绳子段数,理解有用功、总功的概念,属于基础计算题,是力学中常见的考点。
【难度系数】
0.6
2. 如图所示,小杰利用滑轮组将重为60 N的物体提升了3 m,所用的拉力是25 N,则动滑轮的重力为

15
N,该滑轮组的机械效率为80%
。(不考虑绳重和摩擦)答案
2.15 80%
解析
【分析】
要解决这道题,首先需确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$,再利用不考虑绳重和摩擦时的拉力公式计算动滑轮重力,最后根据机械效率的定义推导公式计算滑轮组的机械效率。步骤如下:1. 观察滑轮组结构,数出动滑轮上的绳子段数;2. 利用拉力公式变形求动滑轮重力;3. 结合有用功、总功的表达式推导机械效率公式并计算结果。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数:观察题图,动滑轮上共有3段绳子承担物重,即$n=3$。
2. 计算动滑轮重力:不考虑绳重和摩擦时,拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$,变形得$G_{动}=nF - G_{物}$。代入数据:$n=3$,$F=25N$,$G_{物}=60N$,则$G_{动}=3×25N -60N=15N$。
3. 计算机械效率:有用功$W_{有}=G_{物}h$,总功$W_{总}=Fs$,且绳子自由端移动距离$s=nh$,因此机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{G_{物}h}{F×nh}×100\%=\frac{G_{物}}{nF}×100\%$。代入数据得:$\eta=\frac{60N}{3×25N}×100\%=80\%$。
【答案】
15;80%
【知识点】
滑轮组拉力计算;机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的拉力与机械效率计算,核心是正确判断承担物重的绳子段数,利用公式即可求解,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,首先需确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$,再利用不考虑绳重和摩擦时的拉力公式计算动滑轮重力,最后根据机械效率的定义推导公式计算滑轮组的机械效率。步骤如下:1. 观察滑轮组结构,数出动滑轮上的绳子段数;2. 利用拉力公式变形求动滑轮重力;3. 结合有用功、总功的表达式推导机械效率公式并计算结果。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数:观察题图,动滑轮上共有3段绳子承担物重,即$n=3$。
2. 计算动滑轮重力:不考虑绳重和摩擦时,拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$,变形得$G_{动}=nF - G_{物}$。代入数据:$n=3$,$F=25N$,$G_{物}=60N$,则$G_{动}=3×25N -60N=15N$。
3. 计算机械效率:有用功$W_{有}=G_{物}h$,总功$W_{总}=Fs$,且绳子自由端移动距离$s=nh$,因此机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{G_{物}h}{F×nh}×100\%=\frac{G_{物}}{nF}×100\%$。代入数据得:$\eta=\frac{60N}{3×25N}×100\%=80\%$。
【答案】
15;80%
【知识点】
滑轮组拉力计算;机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的拉力与机械效率计算,核心是正确判断承担物重的绳子段数,利用公式即可求解,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
3. 如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是 (
A.甲做的有用功多
B.乙做的总功多
C.甲做总功的功率大
D.乙所用装置的机械效率小

第3题图 第4题图
C
)A.甲做的有用功多
B.乙做的总功多
C.甲做总功的功率大
D.乙所用装置的机械效率小
第3题图 第4题图
答案
3.C
解析
【分析】
要解决这道题,需先判断甲、乙所用滑轮的类型:甲是动滑轮,乙是定滑轮。已知货物质量相等,提升高度相同,不计绳重及摩擦,需结合有用功、总功、功率、机械效率的公式逐一分析选项:
1. 有用功:公式为$W_{有用}=Gh$,$G=mg$,因货物质量$m$相等,提升高度$h$相同,故甲、乙的有用功相等;
2. 总功:公式为$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$,动滑轮需克服自身重力做额外功,定滑轮额外功为0,因此甲的总功大于乙的总功;
3. 功率:公式为$P=\frac{W_{总}}{t}$,时间$t$相同,总功越大功率越大;
4. 机械效率:公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,有用功相同,总功越大,机械效率越小。
【解析】
首先确定滑轮类型:甲为动滑轮,乙为定滑轮。已知货物质量$m$相等,提升高度$h$相同,不计绳重及摩擦:
选项A:有用功$W_{有用}=Gh=mgh$,因$m$、$g$、$h$均相同,故甲、乙做的有用功相等,A错误;
选项B:总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$,甲的额外功是克服动滑轮重力做的功,乙的额外功为0,因此甲做的总功更多,B错误;
选项C:功率$P=\frac{W_{总}}{t}$,时间$t$相同,甲的总功大于乙的总功,故甲做总功的功率更大,C正确;
选项D:机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,有用功相同,甲的总功更大,故甲的机械效率更小,乙的机械效率更大,D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮的功、机械效率、功率
【点评】
本题考查滑轮相关的功、功率、机械效率的计算,关键是区分动滑轮和定滑轮的特点,明确额外功的来源,结合公式分析各物理量的大小关系,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先判断甲、乙所用滑轮的类型:甲是动滑轮,乙是定滑轮。已知货物质量相等,提升高度相同,不计绳重及摩擦,需结合有用功、总功、功率、机械效率的公式逐一分析选项:
1. 有用功:公式为$W_{有用}=Gh$,$G=mg$,因货物质量$m$相等,提升高度$h$相同,故甲、乙的有用功相等;
2. 总功:公式为$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$,动滑轮需克服自身重力做额外功,定滑轮额外功为0,因此甲的总功大于乙的总功;
3. 功率:公式为$P=\frac{W_{总}}{t}$,时间$t$相同,总功越大功率越大;
4. 机械效率:公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,有用功相同,总功越大,机械效率越小。
【解析】
首先确定滑轮类型:甲为动滑轮,乙为定滑轮。已知货物质量$m$相等,提升高度$h$相同,不计绳重及摩擦:
选项A:有用功$W_{有用}=Gh=mgh$,因$m$、$g$、$h$均相同,故甲、乙做的有用功相等,A错误;
选项B:总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$,甲的额外功是克服动滑轮重力做的功,乙的额外功为0,因此甲做的总功更多,B错误;
选项C:功率$P=\frac{W_{总}}{t}$,时间$t$相同,甲的总功大于乙的总功,故甲做总功的功率更大,C正确;
选项D:机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,有用功相同,甲的总功更大,故甲的机械效率更小,乙的机械效率更大,D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮的功、机械效率、功率
【点评】
本题考查滑轮相关的功、功率、机械效率的计算,关键是区分动滑轮和定滑轮的特点,明确额外功的来源,结合公式分析各物理量的大小关系,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
4. 建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为300 N 的建材从地面匀速运送到离地面8 m 的高处,所用时间为 40 s。已知动滑轮重为 40 N,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是 (

A.工人做的总功为 2 400 J
B.工人拉力的功率为 60 W
C.此过程中该装置的机械效率约为 88%
D.可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
C
)A.工人做的总功为 2 400 J
B.工人拉力的功率为 60 W
C.此过程中该装置的机械效率约为 88%
D.可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
答案
4.C
解析
【分析】
要解决这道题,需先确定滑轮组承担物重的绳子段数n,再结合不计绳重和摩擦的条件,计算拉力、总功、有用功、功率和机械效率,逐一分析选项。首先判断动滑轮上的绳子段数:由图可知,动滑轮上有2段绳子,即n=2;再根据相关公式推导各物理量,判断选项对错。
【解析】
首先确定滑轮组的绳子段数n=2(动滑轮上有2段绳子承担物重)。不计滑轮组的绳重和摩擦,拉力F=(G物+G动)/n=(300N+40N)/2=170N;
绳子自由端移动的距离s=nh=2×8m=16m;
选项A:工人做的总功W总=F·s=170N×16m=2720J≠2400J,A错误;
选项B:拉力的功率P=W总/t=2720J/40s=68W≠60W,B错误;
选项C:有用功W有=G物·h=300N×8m=2400J,机械效率η=W有/W总×100%=2400J/2720J×100%≈88%,C正确;
选项D:增加动滑轮个数,会增大动滑轮的重力,额外功增加,机械效率降低,不能提高机械效率,D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查滑轮组的相关计算,需掌握绳子段数的判断、拉力与功、机械效率的计算,易错点是绳子段数的确定及机械效率影响因素的分析,属于初中物理常规基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先确定滑轮组承担物重的绳子段数n,再结合不计绳重和摩擦的条件,计算拉力、总功、有用功、功率和机械效率,逐一分析选项。首先判断动滑轮上的绳子段数:由图可知,动滑轮上有2段绳子,即n=2;再根据相关公式推导各物理量,判断选项对错。
【解析】
首先确定滑轮组的绳子段数n=2(动滑轮上有2段绳子承担物重)。不计滑轮组的绳重和摩擦,拉力F=(G物+G动)/n=(300N+40N)/2=170N;
绳子自由端移动的距离s=nh=2×8m=16m;
选项A:工人做的总功W总=F·s=170N×16m=2720J≠2400J,A错误;
选项B:拉力的功率P=W总/t=2720J/40s=68W≠60W,B错误;
选项C:有用功W有=G物·h=300N×8m=2400J,机械效率η=W有/W总×100%=2400J/2720J×100%≈88%,C正确;
选项D:增加动滑轮个数,会增大动滑轮的重力,额外功增加,机械效率降低,不能提高机械效率,D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查滑轮组的相关计算,需掌握绳子段数的判断、拉力与功、机械效率的计算,易错点是绳子段数的确定及机械效率影响因素的分析,属于初中物理常规基础题。
【难度系数】
0.6
5. 用如图所示的装置提升重为800 N的物体A,动滑轮重为200 N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10 s内竖直匀速上升了2 m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 (
A.物体A上升的速度为0.4 m/s
B.滑轮组的有用功为2 000 J
C.拉力F的功率为100 W
D.滑轮组的机械效率为80%

第5题图 第6题图
D
)A.物体A上升的速度为0.4 m/s
B.滑轮组的有用功为2 000 J
C.拉力F的功率为100 W
D.滑轮组的机械效率为80%
第5题图 第6题图
答案
5.D
解析
【分析】
这道题考查滑轮组的相关计算,解题思路为:先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$,再根据速度、有用功、总功、功率、机械效率的计算公式,逐一分析各选项的正误。首先观察滑轮组,动滑轮上有2段绳子承担物重,故$n=2$。
【解析】
1. 分析选项A:物体A上升的速度$v_{物}=\frac{h}{t}=\frac{2m}{10s}=0.2m/s≠0.4m/s$,因此A错误。
2. 分析选项B:滑轮组的有用功是对物体做的功,$W_{有}=Gh=800N×2m=1600J≠2000J$,因此B错误。
3. 分析选项C:不计绳重和摩擦,拉力$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{800N+200N}{2}=500N$;绳子自由端移动距离$s=nh=2×2m=4m$;总功$W_{总}=Fs=500N×4m=2000J$;拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2000J}{10s}=200W≠100W$,因此C错误。
4. 分析选项D:滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1600J}{2000J}×100\%=80\%$,因此D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】
本题是滑轮组的综合计算题,需掌握绳子段数的判断方法,以及有用功、总功、功率、机械效率的计算公式,考查学生对滑轮组相关知识点的应用能力,属于基础综合题。
【难度系数】
0.5
这道题考查滑轮组的相关计算,解题思路为:先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$,再根据速度、有用功、总功、功率、机械效率的计算公式,逐一分析各选项的正误。首先观察滑轮组,动滑轮上有2段绳子承担物重,故$n=2$。
【解析】
1. 分析选项A:物体A上升的速度$v_{物}=\frac{h}{t}=\frac{2m}{10s}=0.2m/s≠0.4m/s$,因此A错误。
2. 分析选项B:滑轮组的有用功是对物体做的功,$W_{有}=Gh=800N×2m=1600J≠2000J$,因此B错误。
3. 分析选项C:不计绳重和摩擦,拉力$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{800N+200N}{2}=500N$;绳子自由端移动距离$s=nh=2×2m=4m$;总功$W_{总}=Fs=500N×4m=2000J$;拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2000J}{10s}=200W≠100W$,因此C错误。
4. 分析选项D:滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1600J}{2000J}×100\%=80\%$,因此D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】
本题是滑轮组的综合计算题,需掌握绳子段数的判断方法,以及有用功、总功、功率、机械效率的计算公式,考查学生对滑轮组相关知识点的应用能力,属于基础综合题。
【难度系数】
0.5
6. (双选)工人用如图甲所示的滑轮组将重为700 N的物体匀速竖直提升2 m,不计绳重和各种摩擦,滑轮组的部分数据如图乙所示,以下说法正确的是 (

A.绳子自由端移动的距离为6 m
B.动滑轮重300 N
C.工人对绳子自由端的拉力为500 N
D.只增大提升物体的重力,滑轮组的机械效率将小于70%
BC
)A.绳子自由端移动的距离为6 m
B.动滑轮重300 N
C.工人对绳子自由端的拉力为500 N
D.只增大提升物体的重力,滑轮组的机械效率将小于70%
答案
6.BC
解析
【分析】
要解决本题,需结合滑轮组的特点、机械效率公式,以及不计绳重和摩擦时额外功的来源(动滑轮重力做功)分析各选项:
1. 先确定滑轮组承担物重的绳子段数,计算绳子自由端移动距离;
2. 根据图乙确定机械效率,结合有用功、总功、额外功的关系计算相关物理量;
3. 利用不计绳重和摩擦时额外功与动滑轮重力的关系,计算动滑轮重;
4. 结合总功公式计算拉力,最后分析机械效率与物重的关系。
【解析】
由图甲可知,滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$;已知$G=700N$,$h=2m$,由图乙得机械效率$\eta=70\%$。
选项A:绳子自由端移动距离$s=nh=2×2m=4m≠6m$,A错误;
选项B:有用功$W_{有}=Gh=700N×2m=1400J$,总功$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}=\frac{1400J}{70\%}=2000J$,额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=2000J-1400J=600J$;不计绳重和摩擦,额外功为提升动滑轮做的功,即$W_{额}=G_{动}h$,则动滑轮重$G_{动}=\frac{W_{额}}{h}=\frac{600J}{2m}=300N$,B正确;
选项C:由$W_{总}=Fs$得,拉力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{2000J}{4m}=500N$,C正确;
选项D:滑轮组机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$,当提升物体重力增大时,机械效率变大,即大于70%,D错误。
【答案】
BC
【知识点】
滑轮组的机械效率;滑轮组的计算
【点评】
本题为力学综合题,考查滑轮组的相关计算,需熟练掌握滑轮组绳子段数判断、机械效率公式应用,以及不计绳重和摩擦时额外功的来源,是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合滑轮组的特点、机械效率公式,以及不计绳重和摩擦时额外功的来源(动滑轮重力做功)分析各选项:
1. 先确定滑轮组承担物重的绳子段数,计算绳子自由端移动距离;
2. 根据图乙确定机械效率,结合有用功、总功、额外功的关系计算相关物理量;
3. 利用不计绳重和摩擦时额外功与动滑轮重力的关系,计算动滑轮重;
4. 结合总功公式计算拉力,最后分析机械效率与物重的关系。
【解析】
由图甲可知,滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$;已知$G=700N$,$h=2m$,由图乙得机械效率$\eta=70\%$。
选项A:绳子自由端移动距离$s=nh=2×2m=4m≠6m$,A错误;
选项B:有用功$W_{有}=Gh=700N×2m=1400J$,总功$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}=\frac{1400J}{70\%}=2000J$,额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=2000J-1400J=600J$;不计绳重和摩擦,额外功为提升动滑轮做的功,即$W_{额}=G_{动}h$,则动滑轮重$G_{动}=\frac{W_{额}}{h}=\frac{600J}{2m}=300N$,B正确;
选项C:由$W_{总}=Fs$得,拉力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{2000J}{4m}=500N$,C正确;
选项D:滑轮组机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$,当提升物体重力增大时,机械效率变大,即大于70%,D错误。
【答案】
BC
【知识点】
滑轮组的机械效率;滑轮组的计算
【点评】
本题为力学综合题,考查滑轮组的相关计算,需熟练掌握滑轮组绳子段数判断、机械效率公式应用,以及不计绳重和摩擦时额外功的来源,是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
7.如图所示,是小林同学在示范性综合实践基地体验站在地面上使用滑轮组提升物体A的情景。已知物体A重400 N,小林的体重为500 N,他用250 N的力将物体A匀速提升了2 m,用时10 s。求:
(1)物体A上升的速度。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)为了提高机械效率,小林准备将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升。请你直接说出小林的做法是否可行及会出现的现象。(写出一条即可,不必计算说明)

(1)物体A上升的速度。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)为了提高机械效率,小林准备将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升。请你直接说出小林的做法是否可行及会出现的现象。(写出一条即可,不必计算说明)
答案
7.(1)物体A匀速提升2 m,用时10 s,则物体A上升的速度为:
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2)由图可知,$n=2$,该滑轮组的机械效率为:
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% =\frac{Gh}{Fs}×100\% =\frac{Gh}{Fnh}×100\% =\frac{G}{nF}×100\% =\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\% =80\%$
(3)小林直接将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升的做法是不可行的。若将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升,此时滑轮组自由端的拉力会大于人的重力,因此小林无法将4个与物体A相同的物体同时拉起。
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2)由图可知,$n=2$,该滑轮组的机械效率为:
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% =\frac{Gh}{Fs}×100\% =\frac{Gh}{Fnh}×100\% =\frac{G}{nF}×100\% =\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\% =80\%$
(3)小林直接将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升的做法是不可行的。若将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升,此时滑轮组自由端的拉力会大于人的重力,因此小林无法将4个与物体A相同的物体同时拉起。
解析
【分析】
1. 求物体A上升的速度,直接利用速度公式$v=\frac{h}{t}$,代入物体上升高度和时间即可计算。
2. 计算滑轮组机械效率时,先确定承担物重的绳子段数$n$,再根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$,结合$s=nh$化简后代入数据计算。
3. 判断提升4个物体是否可行,需先算出提升4个物体所需的拉力,与小林的体重比较,若拉力大于体重则无法拉起,做法不可行。
【解析】
(1) 已知物体A上升高度$h=2\ \mathrm{m}$,用时$t=10\ \mathrm{s}$,根据速度公式:
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2) 由图可知,承担物重的绳子段数$n=2$。机械效率公式为:
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{Gh}{F· nh}×100\%=\frac{G}{nF}×100\%$
代入$G=400\ \mathrm{N}$、$n=2$、$F=250\ \mathrm{N}$得:
$\eta=\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
(3) 4个物体的总重力$G_{总}=4×400\ \mathrm{N}=1600\ \mathrm{N}$,提升时所需拉力$F_{拉}=\frac{G_{总}}{n}=\frac{1600\ \mathrm{N}}{2}=800\ \mathrm{N}$,小林体重为$500\ \mathrm{N}$,$F_{拉}>500\ \mathrm{N}$,因此做法不可行。
【答案】
(1) $0.2\ \mathrm{m/s}$;(2) $80\%$;(3) 不可行,会出现滑轮组自由端的拉力大于人的重力,无法将4个物体同时拉起的现象。
【知识点】
速度计算、滑轮组机械效率、滑轮组拉力
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算与实际应用,需掌握速度、机械效率的公式,结合滑轮组的特点分析拉力,难度适中。
【难度系数】
0.7
1. 求物体A上升的速度,直接利用速度公式$v=\frac{h}{t}$,代入物体上升高度和时间即可计算。
2. 计算滑轮组机械效率时,先确定承担物重的绳子段数$n$,再根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$,结合$s=nh$化简后代入数据计算。
3. 判断提升4个物体是否可行,需先算出提升4个物体所需的拉力,与小林的体重比较,若拉力大于体重则无法拉起,做法不可行。
【解析】
(1) 已知物体A上升高度$h=2\ \mathrm{m}$,用时$t=10\ \mathrm{s}$,根据速度公式:
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2) 由图可知,承担物重的绳子段数$n=2$。机械效率公式为:
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{Gh}{F· nh}×100\%=\frac{G}{nF}×100\%$
代入$G=400\ \mathrm{N}$、$n=2$、$F=250\ \mathrm{N}$得:
$\eta=\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
(3) 4个物体的总重力$G_{总}=4×400\ \mathrm{N}=1600\ \mathrm{N}$,提升时所需拉力$F_{拉}=\frac{G_{总}}{n}=\frac{1600\ \mathrm{N}}{2}=800\ \mathrm{N}$,小林体重为$500\ \mathrm{N}$,$F_{拉}>500\ \mathrm{N}$,因此做法不可行。
【答案】
(1) $0.2\ \mathrm{m/s}$;(2) $80\%$;(3) 不可行,会出现滑轮组自由端的拉力大于人的重力,无法将4个物体同时拉起的现象。
【知识点】
速度计算、滑轮组机械效率、滑轮组拉力
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算与实际应用,需掌握速度、机械效率的公式,结合滑轮组的特点分析拉力,难度适中。
【难度系数】
0.7
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