功及机械效率基础知识及例题2.doc

功与机械基础知识和例题
3.1 功：力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。
3.2 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离（力的方向包括正向和反向）。只有当两个因素同时满足时，力才对物体做功。
选读：只要力的方向不与运动的方向垂直，力就会对物体做功；力和运动的夹角是锐角时做正功，是钝角时做负功。
一．判断是否做功
1. 判断下列各种情况，力对物体是否做功： （1）人用100 牛的力推车，车没有推动；（2）重1000 牛的物体沿光滑水平面匀速前进了5 米；（2）起重机用1000 牛的拉力把吊起的货物平移了5 米；
2．一物体以3m/s的速度匀速向右运动，现对物体施加一个水平向右的力F，物体又运动了20m,问F是否对物体做功？
3．一物体在水平面上以20m/s的速度向左运动，现用一个水平向右的力F拉物体，F拉物体时，物体仍然保持向左运动，运动了10m，问拉力F是否对物体做功？
3.3 功的计算：W＝Fs。力F 的单位为牛，距离s 的单位为米，功W 的单位为焦耳，简称焦，符号为J，1 焦＝1 牛·米。
3.4 功率：单位时间里所做的功叫功率，它是表示做功快慢的物理量。功率的大小与做功的多少没关（例：速度路程）.功率的单位 功率的国际单位是瓦特（W），简称瓦 。1W=1J/S（1J=1N· m）

3.5 功率的计算：1. P=W/t适合于任何情况；2。P=FV 适合于求瞬时功率和匀速功率。
注：理解瞬时功率是指某个时刻做功的快慢；平均功率指某段时间内的总功除以时间的比值，

3.6 功的原理：使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。体现功的原理的公式：FS=Gh。
注： 功能转化原理：1.一个物体对另一个做了多少功，就有多少能发生转化，另一个物体的能量就增加了多少；2. 对于一个物理过程，一个或几个物体减少的能量一定等于其它物体增加的能量，这也就是能量转化守恒律。
一．有关功的计算
1．一个物体重200 牛，求在下列各种情况下力对物体所做的功？（1）人把重物匀速提高1.5 米；（2）物体在粗糙水平地面上，在拉力的作用下匀速前进1.5 米，已知物体受到摩擦阻力大小为30 牛。

2．一个同学用120N的力，将一个重4N的足球踢到25m远处．对他踢球时做功的情况，下列说法正确的是 （ ）A．做功300J　 B．做功100J C．没有做功 D．条件不足，无法计算
3.起重机将1000N的重物匀速竖直提升3m后，又把重物水平移动了1m，则起重机对重物所做的功是 A．1000J B．2000J C．3000J D．4000J
4．一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ ）
A．在粗糙地面上做功较多 B．在光滑地面上做功较多 C．两次做功一样多 D．条件不够，无法比较两次做功的多少
注：在复杂现象中抓住关键。
5. A、B、C 三个物体的质量分别为mA、mB、mC，且mA＞mB＞mC 它们在同样大的力F 的作用下都沿着力的方向移过距离s，比较力F 对三个物体做功的多少，结论是（ ）A．一样多 B．对A 做的功最多 C．对B 做的功最多 D.对C 做的功最多
（选做）6．粗细均匀长L重G的木棒横卧在水平地面上，用力提起一端使木棒以另一端为支撑点慢慢成竖立，此过程中做功至少是 （ ） A．0.5GL B．GL C．2GL D．不好判断
注：深刻理解功能转化的过程，对物体做了多少功，物体的能量就增加了多少。
7．晓亮同学从地面走上10m高的四楼教室，估计他克服重力做的功为（ ）
A．500W B．500J C．5000W D．5000J
（选作）8在煤矿里有一条坑道长120 米，坑道两端的高度差是20 米，沿着这条坑道拉一辆重1.2×104 牛的矿车，至少要用多大的拉力（摩擦力忽略不计）。
9．一辆江西产的“全顺牌”汽车，在昌九高速公路上以30m／s的的速度匀速行驶，受到的阻力是2000N，这辆汽车1min做的功是 J. 注;在一个物理过程中，存在很多系统，要学会找到对解本题有用的系统。

图11-13
10．大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图11-13所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功 （ ）
A．200J B．300J
C．400J D．500J

11．甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶，它们的牵引力F甲∶F乙＝3∶1，速度V甲∶V乙＝4∶1，车重G甲∶G乙＝2∶1，则在相等时间内牵引力做的功W甲∶W乙为（ ） A．3∶1 B．6∶1 C．12∶1 D．24∶1
12.班级里组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率最大．为此，在活动中必须测量的物理量有_________．

（选做）13．使重60牛的物体，沿着长5米，高1米的斜面匀速向上运动，必须用沿斜面向上的32年的拉力F，则物体所受摩擦力大小为（ ） A、12牛 B、20牛 C、32牛 D、60牛

图3
14．如图3所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧测力计的示数是8N，若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计，那么物体A与水平面的摩擦力以及2S内F所做的功分别为（ ）
A、8N，32J B、16N，32J C、8N，64J D、16N，64J

图10-2

15．如图10-2所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A重300N，在F＝4N的拉力作用下，物体以5m/s的速度匀速运动。则物体在运动过程中受的阻力是 N；5s内滑轮组对物体A做的功是 J；拉力F的功率为 W。

（多选）16. 如图9所示，用力F拉着滑轮，使重200N的物体A以0.2m／s的速度，在水平地面上匀速运动。弹簧测力计的示数为5N。不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列叙述正确的是
A. 水平拉力F的功率是1W
B. 以滑轮为参照物，物体A是运动的
C. 物体A前进1m，重力做功200J
D. 物体A受到的摩擦力为5N

二．求做功的力
1．小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70W，则他骑车时所受的阻力约为( ) A．2000N B．200N C．20N D．2N
注：涉及到求力，同时又有功率存在时，要想到瞬时功率的公式P=F×V；此公式也可以用来求速度。

图1
2. 如右图1在拉力F作用下，物体G以1m/s的速度，匀速上升，拉力F的功率是6W，求F的大小？
3. 在水平桌面上放一个重300N的物体在拉力F的作用下以2m/s的速度匀速前进，拉力F的功率是12W，则 F＝_____N。

图2
4. 如右图2，在拉力F作用下，物体G以1m/s的速度，匀速上升，拉力F的功率是6W，求F的大小？

5．某汽车发动机输出功率为30kW，恰能以54km／h，匀速行驶4.5km，其间发动机共做功 J，汽车行驶时受到的阻力为 N。当汽车上坡时，只能保持36km／h的速度匀速行驶时，此时汽车发动机牵引力为 N。

6．一台功率为40kW的拖拉机，在平直的农田里以0.5m/s的速度耕田。求：(1)拖拉机在耕田时受到的阻力；(2)拖拉机耕田1.5h，拖拉机所做的功。

7. 用大小为F的水平力，拉物体M由静止开始，在粗糙的水平地面上运动一段距离，F做功为，功率为；若仍用水平力F拉M在光滑的水平地面上运动相同的距离，F做功为，功率为。那么
A. B. C. D.

3.7 有用功：为了达到某一目的而必须做的功（对目标对象做的功叫有用功）。如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功；水平拉动物体时，克服摩擦力所做的功。
额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功（对目标对象以外的物体做的功），如提沙子上楼时对桶做的功就是额外功）。
总功：有用功与额外功之和称为总功。W总=FS=W有+ W额
3.8 机械效率：有用功与总功的比值叫做机械的机械效率。η表示机械效率

注：1.机械效率的高低只反映有用功占总功的比例大小，机械效率与做功多少、做功快慢、省力与否、移动距离长短等均无关。2.机械效率公式中的W总是机械克服有用阻力做的功（有用功）和无用阻力所做的功（额外功）之和，也等于作用在机械上的动力F实与动力作用点沿力的方向移动距离s 实的乘积，即W总=F实×S实； 3.额外功包括两部分：一部分是克服自身部件（例如滑轮组中的动滑轮）的重力所做的功；另一部分是克服机械本身和摩擦阻力所做的功。4.提高机械效率的方法有两种一是减少额外功（减少动滑轮数）；二是增加有用功（增加物重）。
3.9 测量动滑轮机械效率实验中的注意事项：弹簧秤应竖直向上拉绳做匀速直线运动，方向竖直向上，弹簧秤的拉力应该在匀速运动过程中测量读数。
一．有用功和额外功
1．用水桶从井中提水，则：提桶做的功、提水做的功、提水和桶做的功分别是：（ ）
A．总功、有用功、额外功 B、额外功、有用功、总功 C、有用功、额外功、总功 D、总功、额外功、有用功
2．某同学不小心把桶掉到井里，当他从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水．下面有关说法中正确的是（ ）
A．提桶的功是有用功 B．提水的功是有用功 C．提桶的功是额外功 D．提水的功是总功
3.一个人将一个重196牛的物体拎到5米高的楼上，如果用定滑轮、动滑轮，将此物体提到同样高的楼上，不计摩擦和动滑轮的物重，对重物做功最少的是（ ）A人拎重物 B用定滑轮 C用动滑轮 D三种情况都一样
注：注意读懂题，这里问的是对重物做功。
4．一个人将一个重196牛的物体拎到5米高的楼上，如果用定滑轮、动滑轮，将此物体提到同样高的楼上，考虑摩擦和动滑轮的物重，人对绳做功最少的是（ ）A人拎重物 B用定滑轮 C用动滑轮 D三种情况都一样
5.如图所示，将同一物体分别沿s1、s2、s3三个等高斜面匀速拉到顶部，且F1>F2>F3，则拉力所做的有用功（ ）
A.W1=W2=W3 B.W1>W2>W3
C.W1<W2<W3 D.无法确定
注：求有用功可从过程来求，也可从结果来求。

6．粗细均匀长L重G的木棒横卧在水平地面上，用力提起一端使木棒以另一端为支撑点慢慢成竖立，此过程中做的有用功是 （ ） A．0.5GL B．GL C．2GL D．不好判断

二．对机械效率的理解
（多选）1．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是 （ ）
A．物体受力且运动时，力对物体就做了功 B．功率大的机器做功一定多
C．功率大的机器做功就快 D．做功快的机器其机械效率一定高 E 物体上升的速度越大，机械效率越高
F. 有用功越多，机械效率越大 G.总功越多机械效率越小 H机械效率的高低只反映有用功占总功的比例大小
2．两种不同的机械，甲的机械效率为80%，乙的机械效率为55%，用它们提起货物时，下面说法正确的是（ ）
A、甲的机械效率大，使用甲机械省力 B、甲的功率比乙的功率大
C、甲的有用功比乙的有用功大 D、甲做的有用功在总功中占的比例比乙做的有用功在总功中占的比例大
注：机械效率由用用功和额外功的比值决定；省不省力由绳子的段数决定；功率大小由做功快慢决定，这三者之间没有一定的联系。
3.甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率，若用它们把同样重的物体提到同样的高度，则（ ）
A.用甲滑轮组做功较少，也更省力 B.用甲滑轮组做功较少，但不一定省力
C.用乙滑轮组做的有用功较少，费力 D.用甲做的有用功较少，但不一定费力
4．某机械的效率记录如下，可能正确的是：[ ]
A．100％ B.120％ C.60％ D.20％J
（多选）5.一个滑轮组经过改进提高了机械效率,把同一个物体匀速升高同样的高度,那么改进后和改进前相比较,则下列说法错误的是[ ] A做的有用功减少 B做的总功减少 C做的额外功减少 D所用拉力减少
6．动滑轮数目不变，下列方法中，能提高滑轮组机械效率的方法是（ ）
A、改变绳子的缠绕方法 B、增加重物被提升的高度 C、减小物重 D、增大物重

7．工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的（ ） A．有用功减小，总功不变 B．有用功增加，总功增加 C．有用功减小，总功减小 D．有用功不变，总功减小
8.用滑轮组提起某一重物时，适当增加动滑轮个数（假定滑轮都是一样的）可以更加省力，这时机械效率将（ ）
A.提高　　 B.降低　　 C.不变　　　　D.无法确定
9.有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是（ ）
A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车 B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C.改由一个人将木箱拉匀速上汽车 D.板长不变，改用光滑的斜面板，将木箱匀速拉上车
注：注意区分好有用功和额外功，此题就好理解了。
10．如下图用滑轮或滑轮组提起同一重物（忽略摩擦），其中机械效率最高的是 ( )
注：求机械效率有两种方法。
A B C D
11. 如图2所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是（　　　　）
A．动滑轮的质量越大，机械效率越高
图2
B．拉起的物体质量越大，机械效率越高
C．拉起物体的速度越大，机械效率越高　　　　　　　　　　　　　　　
D．物体被拉起的越高，机械效率越高

三．有关机械效率的计算

1．某人用如图2所示的滑轮组匀速提起重180N的物体，所用拉力为80N，物体被提高1m，则下列说法中正确的是( )　
Ａ．滑轮组的机械效率是75% Ｂ．拉力做的有用功是80J
Ｃ．拉力做的总功是180J Ｄ．滑轮组的机械效率是80%

2．如图3所示物体重Ｇ＝180N，若将物体匀速提高ｈ＝2m，需要用Ｆ＝80N的拉力．则拉力Ｆ做的功和滑轮组的机械效率分别是( )
Ａ．360J，75% Ｂ．480J，75%
Ｃ．320J，88.9% Ｄ．480J，133%

3. 用一个动滑轮把重为400 牛的货物提高2米，所用的实际拉力为250牛，求有用功、总功和这个动滑轮的机械效率。

图10-2
4．如图10-2所示，物体A重300N，在F＝4N的拉力作用下，物体以5m/s的速度匀速运动,A受到的地面摩擦力是10N,。则5s内滑轮组对物体A做的功是 J；拉力F的功率为 W；此滑轮组的机械效率是

5．如图13所示，物体重1500N，地面对物体的摩擦阻力为物体重的0.4倍，一个人用240N的拉力F，在8秒内使物体沿水平地
面匀速移动了5m，求：
(1)力F做的功；(2)人做功的功率；(3)滑轮组的机械效率。 图13

6. 如图10所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重500N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速直线移动，滑轮组的机械效率为80% ，物体A运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1 ，在10s内拉力做功为W1 。若滑轮组在拉力为F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速直线移动 ，拉力F2的功率为P2 ，在20s内拉力做功为W2 。滑轮自重和绳重忽略不计，则( )
A F1＝168N ，W1＝112J B．F1＝210N , W1＝140J
C．F2＝210N, ， W2 ＝700J D．P1＝14W P2＝35
注：1.有摩擦力时，不能用力的平衡来求力，因为初中学过的力平衡法中，没有考虑摩擦力。这里只能利用机械效率来解题，机械效率考虑了摩擦力，在摩擦力存在时，仍可用来求力；2.总功就是输出功者做的功，这里的总功就是拉力F做的功。

7．用滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80％，则此过程中有用功为 J，额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N，当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 。

8．用右图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.1m，拉力F＝6N，在这一过程中，下列说法正确的是 （ ） A．所做的有用功为1J B．所做的额外功为0.5J C．所做的总功为1.5J D．此滑轮组的机械效率为50%

9.用一个动滑轮从水中提升一个重物(不计绳重和摩擦)，滑轮的重量是100Ｎ，物重500Ｎ，体积是0.01m3，拉力F的移动速度是1m/s，求⑴拉力F的大小和功率？⑵此滑轮组的机械效率？（用两种方法，自己画图）

10 粗细均匀长10m重G=20N的木棒横卧在水平地面上，人用力力提起一端使木棒以另一端为支撑点慢慢成竖立，F做的功是200J，求此过程中的机械效率是多大？
11.用由n 段绳承担重物的滑轮组提起重物为G的物体，所用拉力为F，则滑轮组机械效率为（ ）
A.η=G/F B.η=F/G C.η=G/nF D.η=F/nG

12.滑轮组的机械效率为70%，用此滑轮组匀速提起210牛的货物，所需拉力为60牛，则承担重物的绳子的段数为（ ）

A、2段 B、3段 C、4段 D、5段
13. 如图10所示，斜面高为1m，长为3m，工人用
400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,
在这过程中推力做了 J的功,机械效率为 .

14. 重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设斜面长为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f.则斜面的机械效率为（ ）
A.Gh/Fs B.Gh/(F-f)s C.Gh/(F+f)s D.Gh/ fs

15．甲、乙两人分别使用两套滑轮组，将同样重的物体匀速提升相同高度，所用滑轮组的机械效率分别为80%和60%，甲用1min，乙用0.5min，则两人所做的功之比和功率之比分别为（ ）A．8:3，4:3 B．3:4，3:8 C．3:8，3:16 D．2:3，1:3
16．两台机械完成的有用功之比W1︰W2＝4︰7，它们的机械效率分别为η1＝60％，η2＝75％，则两台机械所做总功之比为 （ ） A．5︰7 B．7︰5 C．16︰35 D．35︰16
注：根据物理过程建立系统，建立系统时不怕怕有未知数，重要的是用合适的未知数把系统建立起来。

17.两台机械所做的总功之比为2:1，它们的机械效率之比为3:4，则它们所做的有用功之比为（ ）
A. 2:1　   B. 3:4　 C. 8:2　D. 3:2。　

图6
18．如图6所示，用两个滑轮分别匀速提升A、B两个物体，拉细绳的力F大小相等，物体上升的距离也相等，摩擦不计，滑轮的质量小于物体的质量。甲的有用功为W甲，机械效率为η甲；乙的有用功为W乙，机械效率为η乙。比较甲、乙两个装置可知（ ）
A．W甲＜2W乙，η甲＜η乙B．W甲＜2W乙，η甲=η乙 C．W甲=2W乙，η甲=η乙 D．W甲=2W乙，η甲＜η乙

注：在比较有限的几个量的关系时，可以抓住关键的联系点，即一般是什么情况下相等，2W乙=F×2S

19．一个质量为65kg的工人，用图12所示的装置提升一堆水泥砖。若动滑轮重50N，装水泥砖的托板重200N，每块水泥砖重100N。不计摩擦和绳重，当工人匀速提升水泥砖时，此装置的机械效率最高可达到__________%。（g取10N/kg）

图8
乙
F2
G
甲
F1
G

20．利用如图8所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F１和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则
　A．力F１做功的功率大 B．甲滑轮组的额外功较大
C．乙滑轮组的机械效率高 D．甲、乙两个滑轮组的总功相同
21．用相同的滑轮和绳子分别组成如图11所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力 乙所用的拉力；甲滑轮组的效率 乙滑轮组的效率（填“大于”、“等于”或“小于”）。

22．某工地用图11-70所示的滑轮组匀速提升质量为500kg的物体，在重物上升0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此时滑轮组的机械效率为80％，求：(1)滑轮组做的有用功(g取1ON／kg) (4000J)。(2)重物上升的速度。（0.4m/s)
图11-70
（3）若用此滑轮组吊起重6250N的物体，拉力为多大？（2500N）

图1
23．工人利用如右图1所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。
（1）若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提起。求该滑轮组此时的机械效率.
(2) 若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，求拉力F在这一过程中所做的功。

24．如图29为某高层住宅楼的电梯工作示意图，电梯竖直向上匀速运行的过程中，速度为0.8m/s，忽略电梯受到的空气阻力、摩擦阻力及钢绳重，向上运行的动力为电动机拉力F=3×103N，电梯内乘客的总质量为300kg，g=10N/kg。求：
（l）电梯匀速运行1min上升的高度h是多少？电动机拉力做了多少功？4.32×105
（2）电梯匀速运行时，电动机拉力的功率是多大？ 7.2×103
(3)如果电梯中又增加了100kg的货物，先后两次机械效率的比值是多少？ 5:6
图29

四．实验题
1.如图1所示，是建筑工地常用来搬运砖块的两种机械（滑轮组和起重机）。观察图1中甲、乙两图，可获得的信息有____________________，观察图1中丙图和_____图可得出：在相等的时间内，起重机比滑轮组做的功多。可知 的功率大。

2．图17甲是小文测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A’位置匀速竖直上升到B’位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图17乙所示。请你根据实验完成下列问题：(取g=10N/kg)
（1）弹簧测力计上升的距离是________cm。
（2）动滑轮对钩码做的功是 J。
图17
（3）动滑轮的机械效率是 。

图20

3．如图20所示 “测量滑轮组机械效率”的实验中，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示。（摩擦不计）
（1） 实验时弹簧测力计对细绳的拉力由图可知；若匀速竖直拉动弹簧测力 计使钩码上升
0.1m，则该滑轮组的机械效率为 ；（结果请保留两位有效数字）
（2）若仅减少钩码的个数，该滑轮组的机械效率将变 。
（3）如果此题只给了钩码重6N，匀速拉动时，弹簧测力计示数如图，则怎样计算此滑轮组的机械效率？

4．在研究“滑轮组的机械效率”实验中，某实验小组的同学对同一滑轮组进行实验研究，通过实验得到了下表中的数据：
序号
钩码重G／N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F／N
绳端移动的距离S／m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
8
0.1
3
0.3

图24

（1）将表中数据补充完整；
（2）请在图24中画出进行第一次实验的装置图(每个钩码重2N)；
（3）分析比较表中的数据，可得出结论　　 　 　．
（4）若使用如图23所示的两个滑轮组，提升相同的重物G升高相同的距离，（每个动滑轮的自重相同，且不计绳重与摩擦），则图23甲、乙两个滑轮组哪个机械效率较大？由此可得出结论：

5．小明利用实验探究“使用同一滑轮组提升不同的物体，滑轮组机械效率与所提升的物体重力大小的关系”，请你帮助他设计一个实验方案，探究上述问题。
图24

0

1

N

2

3

4

5

0

1

2

3

4

5

（1）实验桌上已备有部分实验器材，如图24所示，请你写出还需要的实验器材：
。
（2）实验步骤：①弹簧测力计调零后，将滑轮组如图24所示组装；

。

5题答案：（2）实验步骤：
②将刻度尺竖直立于滑轮组装置的右侧（1分）；
③在动滑轮下依次挂1个、2个、3个、4个、5个、6个钩码，用弹簧测力计拉住绳端，依次竖直向上缓慢匀速拉动，使钩码每次匀速上移一段距离，分别记录绳端移动距离s和钩码移动距离h，并将每次所挂钩码的总质量m和弹簧测力计的示数F分别记录在表格中（1分）。
④利用公式η=W有/W总=mgh/Fs 计算出六次提升不同重量的钩码，滑轮组的机械效率η1、η2、η3……η6 ，并将数据记录在表格中。

五．综合题
1．为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法。沉在江中物体的体积为0.2m3，物质的密度为8×103kg/m3，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上，动滑轮重为2×103N。当用压缩气体把浮筒充气后，每个浮筒可以产生1×103N的浮力，如图20所示（图中只能显示3个浮筒）。起重工程船上的电动机带动钢丝绳，通过图示的滑轮组使物体以速度v1=1cm/s竖直上升，在物体未出水面前，电动机拉钢丝绳的拉力为F1，滑轮组的机械效率为η1；当物体完全离开水面后，电动机拉钢丝绳的拉力为F2，滑轮组的机械效率为η2，物体在空中竖直匀速上升的速度为v2。设电动机的功率保持不变，绳子、钢丝绳和浮筒重均忽略不计，滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计，江水的密度为103kg/m3，g取10N/kg。
求：⑴F1和F2；（4×103N，6×103N） ⑵η1∶η2； （15:16） ⑶v2。（结果保留2位有效数字）2cm/s
物体
浮筒
F
水面

2.如图19所示，质量为70kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg，工人用力匀速拉绳的功率为，货箱以0.1m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为。第二次运送货物时，放入货箱的货物质量为120kg，工人用力匀速拉绳，货箱以0.2m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为，滑轮组机械效率为。之比为15：19。（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）
求：（1）货箱和动滑轮的总质量m；（40）（2）功率；（200） （3）机械效率（75%）

3．磅秤上有一个重1500N的木箱，小明站在地上，想用如图29（甲）所示的滑轮组把这个木箱提升到楼
上，可是他竭尽全力也没有提起，此时磅秤的示数为40kg。于是他改变滑轮组的绕绳方法如图29（乙）
所示，再去提这个木箱。当木箱匀速上升时，小明对地板的压力为100N，不计轴摩擦和绳重，取g＝10N/kg。
求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。（G人=700N，83.3%）

4．如图24所示小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×10kg/m3。测物体在水前、后牵引车作用在绳子上拉力之比为1：2。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg,问
（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？(60%) （2）物体出水面后上升的速度是1m/s,牵引车拉力的功率多大？(1500W)

5．图21是一个上肢力量健身器示意图。配重A 受到的重力为1200N，其底面积为5×10-2m2, B﹑C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE:OH=2:5.小成受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为F1,配重A受到的拉力为FA1,配重A 对地面的压强P1为6×103Pa;小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍然在水平位置平衡，小成对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2,配重A对地面的压强P2为4×103 Pa。已知F1:F2=20:19，杠杆和细绳的质量均忽略不计。求：
（1）拉力FA1;（900）
（2）拉力T2;（220）
（3）动滑轮D受到的重力G.（100）

6. 图24是液压汽车起重机提升重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升，同时提升重物。提升重物前，起重机对地面的压强 p1＝1.8×107Pa，当提升重物甲匀速上升时，起重机对地面的压强p2＝2.175×107Pa，当提升重物乙匀速上升时，起重机对地面的压强p3＝2.3×107Pa。假设起重时柱塞沿竖直方向，提升重物甲、乙柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2，N1=3.6×104N、N2=4.5×104 N。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。（g取10N/kg）求：（7分）
A
B
D
C
E
O
F
（1）被提升两物体的重力之比；（3:4）
（2）提升重物乙匀速上升时，滑轮组AB的机械效率；（80%）
（3）如果匀速提升重物甲时卷扬机牵引力的功率为4.56kw，重物甲上升的速度为0.4m/s，
那么重物甲的重力是多少？（8550N）

图24

A
B
D
C
E
O
F
图1
（2008海淀一模）7．图1是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V＝0.5m3。若在本次打捞前起重机对地面的压强p0＝2.0×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p1＝2.375×107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p2＝2.5×107Pa。假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2，N1与N2之比为19：24。重物出水后上升的速度v＝0.45m/s。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。（g取10N/kg）
求：（1）被打捞物体的重力；（2.0×104N）
（2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；（78.9%）
（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。（1.08×104W）

8．上图1是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。起重机总重G＝8×104N，A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，打捞体积V＝0.5m3、重为G物