答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁專題33水平方向滑輪組機械效率計算題-2023屆中考物理一輪復(fù)習(xí)專題練習(xí)一、計算題1．如圖所示，在40N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平地面向左勻速直線運動了2m，物體與地面的滑動摩擦力為90N。求：（1）拉力所做的有用功；（2）滑輪組的機械效率。【答案】（1）拉力所做的有用功為180J；（2）滑輪組的機械效率為75%。【解析】解：（1）拉力所做的有用功W有=fs物=90N×2m=180J（2）由圖可知n=3，滑輪組的機械效率2．如圖甲所示，用大小為15N的水平拉力，將重力為20N的物體A勻速直線拉動一段距離5m，若借助如圖乙所示滑輪組，用大小為10N的F2將物體A在同樣的水平面上做勻速直線運動移動相同的距離5m，則此過程滑輪組的：（1）有用功是多少？（2）總功是多少？（3）額外功為是多少？（4）機械效率是多少？【答案】（1）有用功是75J；（2）總功是150J；（3）額外功為是75J；（4）機械效率是50%。【解析】解：（1）此過程滑輪組的有用功為克服物體A的摩擦力所做的功，由甲圖可知，15N的水平拉力可以將物體A勻速直線拉動，故物體A受到的摩擦力，所以此過程滑輪組的有用功為（2）由圖可知，繩子自由端移動的距離此過程滑輪組做的總功，即拉力F2所做的功（3）此過程滑輪組的額外功為（4）此過程滑輪組的機械效率為3．2022年1月20日，北京迎來了新年的第一場雪，新年的初雪讓大家格外興奮，但是也給人們的出行帶來了不便。小麗一家開車外出游玩時，在濕滑的路上，汽車不小心陷入雪坑中打滑，在大家都一籌莫展時，聰明的小麗很快想到了辦法，利用自己所學(xué)的滑輪組知識，帶領(lǐng)全家用時6秒將重為1.8t的汽車勻速拉出了雪坑，將小汽車順利拉出。此過程繩子自由端拉力F做的功W和時間t的關(guān)系圖象如圖甲所示，汽車運動的速度和時間的關(guān)系圖象如圖乙所示。A處拉力的大小為180N，求：（1）汽車和地面之間的摩擦力大小為多少？（2）繩子自由端的拉力F為多少？（3）求滑輪組的機械效率是多少？【答案】（1）汽車和地面之間的摩擦力大小為180N；（2）繩子自由端的拉力F為100N；（3）滑輪組的機械效率是60%。【解析】解：（1）由圖乙可知，汽車做勻速直線運動，汽車受到A處拉力和摩擦力是平衡力，由二力平衡的條件可知汽車和地面之間的摩擦力f=FA=180N（2）由圖乙可知，汽車速度的大小為0.2m/s，6s內(nèi)汽車運動的距離s車=vt=0.2m/s×6s=1.2m滑輪組的動滑輪繞3段繩，繩子自由端移動的距離s=3s車=3×1.2m=3.6m由圖甲可知，6s內(nèi)拉力F做的功是3.6×102J，繩子自由端的拉力（3）有用功W有=fs車=180N×1.2m=216J滑輪組的機械效率4．一輛載重卡車連同貨物一起的質(zhì)量是3t，陷入泥中所受的阻力為車總重的0.1倍，先用水平牽引力拉著它勻速前進300m，用時1min。（g取10N/kg）求：（1）卡車的速度；（2）卡車的重力；（3）卡車受到的牽引力；（4）牽引力做功的功率；（5）如果改用如圖乙所示滑輪組來勻速拉動同樣的距離，所用的拉力為1200N，該滑輪組的機械效率。【答案】（1）卡車的速度為5m/s；（2）卡車的重力為；（3）卡車受到的牽引力為；（4）牽引力做功的功率為；（5）滑輪組的機械效率為83.3%。【解析】解：（1）卡車的速度為（2）卡車的重力為（3）因為陷入泥中所受的阻力為車總重的0.1倍，所以卡車受到的阻力為因為卡車在水平方向上做勻速直線運動，卡車在水平方向上受到的阻力和牽引力是一對平衡力，所以卡車受到的牽引力為（4）牽引力做功的功率為（5）由圖可知，滑輪組的機械效率為5．如圖所示，重800N的物體，在100N水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了20s，滑輪組的機械效率為60%。求：（1）拉力F做的功；（2）拉力F的功率；（3）物體與地面間的滑動摩擦力。【答案】（1）拉力F做的功為600J；（2）拉力F的功率為30W；（3）物體與地面間的滑動摩擦力為180N。【解析】解：（1）物體移動距離s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離s=ns物=3×2m=6m拉力做功為W總=Fs=100N×6m=600J（2）拉力的功率（3）有用功為W有用=ηW總=60%×600J=360J由W有用=fs物得物體與地面間的滑動摩擦力6．如圖所示，用滑輪組拉重為1200N的物體A沿水平地面向右勻速直線移動了6m，所用拉力F的大小為250N，若物體A受到水平地面的摩擦力為570N。則在上述過程中，求：（1）拉力F所做的功。（2）該滑輪組的機械效率。【答案】（1）拉力F所做的功為4500J；（2）該滑輪組的機械效率為76%。【解析】解：（1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，則繩子自由端移動的距離s繩＝ns物＝3×6m＝18m拉力F所做的功W總＝Fs繩＝250N×18m＝4500J（2）拉力做的有用功W有＝fs物＝570N×6m＝3420J該滑輪組的機械效率7．如圖所示，甲工人用水平推力甲推動重為的貨物，在水平路面上勻速移動至倉庫門口A處，用時，此過程中甲工人做功的功率；乙工人接著使用滑輪組拉動該貨物在同樣的路面上又勻速移動到達指定位置B，拉力為。求：（1）甲工人做的功；（2）該滑輪組的機械效率；（3）乙工人做的額外功。【答案】（1）甲工人做的功為；（2）該滑輪組的機械效率為；（3）乙工人做的額外功為。【解析】（1）由可得，甲工人做的功為（2）因為貨物在水平路面上被勻速移動，所以，貨物受到的推力和摩擦力是一對平衡力，則貨物受到的摩擦力為乙工人使用滑輪組拉動該貨物在同樣的路面上勻速移動時，壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，滑動摩擦力的大小不變，則乙工人所做的有用功由圖乙可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)，則滑輪組繩子自由端移動的距離乙工人所做的總功該滑輪組的機械效率（3）乙工人所做的額外功8．如圖所示，在4N的水平拉力F作用下，重30N的物體沿水平地面做勻速直線運動，物體在水平地面上勻速運動時，受到地面對它的摩擦力為5N，求：（1）A處拉力大小；（2）若拉力F以0.5m/s的速度勻速拉了4s，A處拉力所做的功是多少；（3）滑輪組的機械效率為多少。【答案】（1）A處拉力大小為5N；（2）若拉力F以0.5m/s的速度勻速拉了4s，A處拉力所做的功是5J；（3）滑輪組的機械效率為62.5%。【解析】解：（1）物體沿水平地面做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，則A處拉力（2）由可得，拉力端移動的距離由圖可知，n=2，物體運動的距離A處拉力所做的功（3）使用滑輪組時拉力做的總功滑輪組的機械效率9．如圖所示，質(zhì)量為2×103kg的汽車陷入泥濘地面，救援隊用滑輪組將其勻速拉出。已知拖動過程中，水平拉力F是1×103N，汽車所受的地面摩擦力是車重的0.12倍，汽車在20s內(nèi)沿水平方向勻速移動了4m。（g取10N/kg）求：（1）救援隊所做的有用功是多大？（2）拉力的功率是多大？（3）滑輪組的機械效率是多少？【答案】（1）救援隊所做的有用功是9.6×103J；（2）拉力的功率是600W；（3）滑輪組的機械效率是80%。【解析】解：（1）根據(jù)題意可得，汽車所受的地面摩擦力f=0.12G=0.12mg=0.12×2×103kg×10N/kg=2.4×103N做的有用功W有用=fs車=2.4×103N×4m=9.6×103J（2）由圖知，使用滑輪組承擔(dān)汽車?yán)Φ睦K子股數(shù)n=3拉力端移動距離s=3s車=3×4m=12m拉力做的功W總=Fs=1×103N×12m=1.2×104J拉力做功功率（3）滑輪組的機械效率10．如圖所示，固定有滑輪和微型電動機的物體A放置在水平地面上，總重為20N，底面積為0.01m2.電動機通過滑輪組水平勻速拉動物體A，繩子拉力的功率為1.2W，并使物體A在2s內(nèi)移動了0.2m，物體A受到地面的摩擦力為10.8N，求：（1）物體A對地面的壓強；（2）繩子拉力大小；（3）滑輪組的機械效率。【答案】（1）物體A對地面的壓強為2000Pa；（2）繩子拉力大小為4N；（3）滑輪組的機械效率為90%。【解析】解：（1）物體A對地面的壓力為F=G=20N物體A對地面的壓強為（2）由圖可知電動機和物體A整體受到3段繩子的拉力，即n=3，則繩子自由端移動的距離繩子自由端移動的速度根據(jù)可知繩子拉力大小（3）有用功總功為則滑輪組的機械效率11．今年9月河北省第十八屆運動會在滄州市勝利閉幕，為迎接本次比賽的勝利召開，比賽前各場館建設(shè)進行了認(rèn)真準(zhǔn)備，場館建設(shè)工地上的工人用如圖所示的滑輪組將重3000N的物體M以0.4m/s的速度沿水平方向勻速向前拉動4m，拉力F大小為400N，物體M與地面間的滑動摩擦力大小是物體M重力的0.2倍，求：（1）物體M與地面間的滑動摩擦力大小是多少？（2）該滑輪組的機械效率是多少？（3）拉力F做功的功率是多少？【答案】（1）物體A與地面間的滑動摩擦力大小是600N；（2）該滑輪組的機械效率是75%；（3）拉力F做功的功率是320W。【解析】解：（1）由題意可知物體M重物體M與地面間的滑動摩擦力（2）拉力大小為，物體勻速向前拉動了，由圖可知滑輪組的承重繩股數(shù)。故可得滑輪組的機械效率（3）已知拉力F大小為400N，拉力做的功為由可得拉力的功率12．如圖所示，在3N的水平拉力F作用下，重30N的物體沿水平地面做勻速直線運動，物體在水平地面上勻速運動時，受到地面對它的摩擦力為4.5N。求：（1）A處拉力大小；（2）若拉力F以0.5m/s的速度勻速拉了4s，A處拉力所做的功是多少；（3）滑輪組的機械效率為多少。【答案】（1）A處拉力大小為4.5N；（2）若拉力F以0.5m/s的速度勻速拉了4s，A處拉力所做的功是4.5J；（3）滑輪組的機械效率為75%。【解析】解：（1）物體在水平地面上勻速運動時處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，則A處拉力FA=f=4.5N（2）繩端移動的距離s繩=vt=0.5m/s×4s=2m由圖可知滑輪組的動滑輪繞繩子的段數(shù)，物體運動的距離則A處拉力所做的功W=FAs=4.5N×1m=4.5J有用功即處拉力對物體做的功，滑輪組的機械效率為13．如圖，李明用20N的力F拉動繩子，使重500N的物體A在水平面上做勻速直線運動。已知物體A所受水平面的摩擦力為50N，經(jīng)過20s繩端移動的距離為1.5m。求：（1）拉力F做功的功率；（2）拉力做的有用功；（3）滑輪組的機械效率。（百分號前保留一位小數(shù)）【答案】（1）拉力F做功的功率為1.5W；（2）拉力做的有用功為25J；（3）滑輪組的機械效率為83.3%。【解析】解：（1）20s內(nèi)拉力F所做的功為W總=Fs=20N×1.5m=30J拉力F做功的功率（2）由圖可知，動滑輪上有三段繩子，則n=3，由s=nsA可得，物體A移動的距離物體A受到的摩擦力為f=50N，此時克服摩擦力做的有用功W有=fsA=50N×0.5m=25J（3）滑輪組的機械效率為14．如圖所示，重的物體在的水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左勻速直線運動了，滑輪組的機械效率為80%。求：（1）有用功；（2）拉力F的功率；（3）物體與地面間的滑動摩擦力。【答案】（1）有用功是72J；（2）拉力F的功率是9W；（3）物體與地面間的滑動摩擦力是72N。【解析】解：（1）物體移動的距離為s物=vt=0.1m/s×10s=1m由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離s繩=3s物=3×1m=3m拉力做的總功W總=Fs繩=30N×3m=90J有用功（2）拉力F的功率（3）物體與地面間的滑動摩擦力15．如圖所示，重為G=500N的物體在F=50N的拉力作用下，在10s內(nèi)運動了0.5m的路程，已知該滑輪組的機械效率為80%，請計算：（1）地面對物體的摩擦力f；（2）拉力F的功率P。【答案】（1）地面對物體的摩擦力f為120N；（2）拉力F的功率P為7.5W。【解析】解：（1）由圖得，承擔(dān)拉力的繩子股數(shù)拉力F運動的距離為拉力F做的功為該滑輪組的機械效率為80%，由得，滑輪組做的有用功為物體受到的摩擦力（2）拉力F的功率16．如圖，李明用20N的力F拉動繩子，使重500N的物體A在水平面上做勻速直線運動。已知物體A所受水平面的摩擦力為其重力的0.1倍，經(jīng)過20s繩端移動的距離為150cm。求：（1）拉力F做功的功率；（2）滑輪組的機械效率。（百分號前保留一位小數(shù)）【答案】（1）拉力F做功的功率為1.5W；（2）滑輪組的機械效率為83.3%。【解析】解：（1）20s內(nèi)拉力F所做的功為拉力F做功的功率（2）由圖可知，n=3，物體A移動的距離物體A受到的摩擦力為有用功滑輪組的機械效率為17．在一次車輛故障處置過程中，拖車所用裝置簡化為如圖所示的滑輪組。為了盡快疏通道路，交警指揮拖車只用了30s時間，將水平路面質(zhì)量是1.5t的故障車勻速拖離了現(xiàn)場。若故障車被拖離的速度是5m/s，繩子自由端的拉力F是500N，地面對故障車的摩擦力為車重力的0.08倍。求：（1）拉力F在30s內(nèi)所做的功；（2）拉力F做功的功率；