中考物理机械效率的计算题试题含答案
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1.如图,拉力 F 将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m ,用时 1s 。运动时,物体与地面之间的摩擦力为 30N ,此时滑轮组的机械效率为 80%。下列说法正确的是( )
A .拉力 F =10N
B .克服动滑轮重力做额外功 7.5J
C .动滑轮重 7.5N
D .拉力的功率是 37.5W
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图知,滑轮组由3段绳子拉着动滑轮,即n =3,该滑轮组的机械效率
W fs f W Fns nF
η=
=
=
有用物总
物 则绳子自由端的拉力
30N 12.5N 3380%
f F η=
==?? 故A 错误;
B .滑轮组对物体做的有用功
30N 1m 30J W fs ==?=有用
滑轮组做的总功
312.5N 31m=37.5J W F s =?=??总
额外功为
37.5J 30J 7.5J W W W =-=-=额总有用
由于绳有重力,绳与滑轮之间有摩擦力,故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和,故克服动滑轮重力做的额外功应小于 7.5J ,故B 错误; C .由B 知对动滑轮重力做的额外功小于 7.5J ,动滑轮上升的高度为1m ,根据W Gh =知,动滑轮重小于 7.5N ,故C 错误; D .拉力做的总功为37.5J ,用时 1s ,由W
P t
=
得拉力的功率为 37.51s
J
37.5W W P t =
==总 故D 正确。
故选D 。
2.如图所示,利用斜面向上移动物体可以_______(选填“省力”、“省距离”、“省功”)。小明把质量为50kg 的木箱沿斜面拉了10m ,使木箱上升了4m ,如图所示,沿斜面向上用的拉力F =250N ,木箱以0.2m/s 的速度匀速上升的过程中,斜面的机械效率为________,木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N 。(g 取10N/kg )
【答案】省力 80% 50 【解析】 【分析】 【详解】
[1]斜面也是一种简单机械,利用斜面向上移动物体可以省力。 [2]做的有用功
W 有用=Gh=mgh =50kg×10N/kg×4m=2000J
拉力做的总功
W 总=Fs =250N×10m=2500J
斜面的机械效率
2000J
×100%=80%2500J
W W η=
=
有用总
机械效率为80%。 [3]这个过程中,做的额外功
W 额外=W 总-W 有用=2500J-2000J=500J
克服摩擦做的功为额外功的唯一来源,因为W 额外=fs ,所以摩擦力的大小
500J
=50N 10m
W f s
=
=
额 摩擦力为50N 。
3.如图所示,每个滑轮均重12N ,用滑轮组拉着重600N 的物体A 沿水平方向匀速移动,在40s 内物体移动了8m ,拉力F 做的功为1280J .(不计绳重及机械内部摩擦)那么,拉力F 的功率为_____W ,滑轮组的机械效率为_______.
【答案】32 92.5% 【解析】 【分析】 【详解】 拉力F 的功率为P =
128040W J t s
==32W.不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力做功为:W 额=G 动?h =12N×8m =96J ,则W 有=W 总?W 额=1280J?96J =1184J ;η=
W W 有总
=
11841280J
J
=92.5%
4.如图所示,工人们用同一滑轮组,根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料,若不计摩擦和绳重,则F 1______F 2,机械效率ηA ______ηB 。(填“>”“=”或“<”)
【答案】< = 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由图可知,不计摩擦及绳重,绳子自由端拉力分别为
()113F G G =
+物动,()212
F G G =+物动 所以
1F F 2<
[2]不计摩擦和绳重,两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度,则对物体做的有功相同,动滑轮相同,则所做额外功相同。所以机械效率相同,即A B ηη=。
5.如图在粗糙斜面上将一个重为16N 的物体匀速拉到高h 处,沿斜面向上的拉力为10N ,斜面长2m s =、高1m h =。其中所做的有用功为__J ,物体受到的摩擦力大小为__N ,斜面的机械效率为__。
【答案】16 2 80% 【解析】
【详解】
[1]所做的有用功为:
W 有用16N 1m=16J Gh ==?;
[2]拉力做的总功为:
W 总10N 2m=20J Fs ==?,
所做的额外功为:
W 额=W 总-W 有用=20J-16J=4J ;
摩擦力:
4J
=2N 2m
W f s
=
=
额。 [3]斜面的机械效率为:
16J
100%=
100%=80%20J
W W η=
??有用总
。
6.小徐用如图所示的装置将重为600N 的木箱A ,以0.5m/s 的速度从斜面底端匀速拉到顶端。拉力F =150N ,斜面长L =5m ,高h =2m ,滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计,此装置的机械效率是_________,拉力F 的功率是_________W ,木箱A 与斜面间的摩擦力是______N 。
【答案】80% 150 60 【解析】 【分析】 【详解】
[1]将木箱拉到顶端所做的有用功
600N 2m 1200J W Gh ==?=有
而动滑轮绳子端的拉力F =150N ,滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计,那么木箱受到的拉力
F 1=2F =2×150N=300N
通过斜面所做的总功
W 总=F 1s =300N×5m=1500J
所以此装置的机械效率
1200J
80%1500J
W W η=
==有总 [2]由题意知,木箱的速度为0.5m/s ,则绳子端的速度
v =2×0.5m/s=1m/s
那么拉力F 的功率
P =Fv =150N×1m/s=150W
[3]在斜面上克服摩擦力做的额外功为
W 额=W 总-W 有=1500J-1200J=300J
木箱所受的摩擦力
f =
300J
5m
W L
=
额=60N
7.用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s 的速度匀速拉动不同物体。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像,如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,当物体向右运动0.3m ,绳子自由端移动__________m ;当滑轮组的机械效率为60%时,拉力F b 的功率是__________W 。
【答案】0.9 50 【解析】 【分析】 【详解】
[1]有丙图可知,绳子股数3n =,物体向右运动0.3m ,则绳子自由端移动的距离
30.3m=0.9m s ns ==?绳物
[2]由丁图,当物体受到的摩擦力是100N 时,滑轮组机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,则
100N =50%()(100N+)
W fs f W fs G s f G G η=
===++有用物总物动物动动 则
100N G =动
当滑轮组的机械效率为60%时,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,物体受到摩擦力的大小
111
1
111=60%()(+100N)
W f s f f W f s G s f G f η=
=
==++有用1物1总物1动物1动
则
1150N f =
不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,由图知绳子股数3n =,拉力F b 为
()b 111250150N+100N =N 33
)3(F f G =+=动
物体运动速度0.2m/s 不变,则绳端移动速度
30.2m/s=0.6m/s v nv ==?绳物
则拉力F b 的功率,由
W Fs
P Fv t t =
== 则
b 250
N 0.6m/s=50W 3
P F v ==
?绳
8.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重4.2×103N 的物体时,物体5s 内上升了10m ,此过程中有用功为_____J ,钢丝绳移动的速度为_____m/s ;若此时滑轮组的机械效率为70%,则拉力F 为_____N ,拉力F 的功率为_____W 。
【答案】4.2×104 6 2000 1.2×104 【解析】 【分析】 【详解】
[1]滑轮组在匀速起吊物体的过程中做的有用功为
34有物 4.210N 10m 4.210J W G h ==??=?
[2]看图可知绳子股数n =3。钢绳末端移动距离为
310m 30m s nh ==?=
则钢绳移动的速度为
绳30m 6m 5s
s v t =
== [3]由滑轮组机械效率
有物物总100100100s W G h G
W F nF η=
?%=?%=?% 得
3物 4.210N 2000N 370G F n η?===?%
[4]拉力功率
4绳总
绳2000N 6m s 1.210W Fs W P Fv t t
=
===?=?
9.如图所示,重300N 的物体在10s 内水平均速移动了1.5m ,若物体受到地面的摩擦力为60N ,绳端所用的拉力F 的功率为12W ,则绳端所用的拉力为_____N ,滑轮组的机械效率为_____。
【答案】40 75% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由图可知,滑轮组有两段绳子与动滑轮相连,所以
23m s s ==绳物
绳端运动的速度为
3m
=0.3m/s 10s
s v t =
=绳绳 根据公式P Fv =可得,拉力大小为
12W =
=40N 0.3m/s
P F v =绳 [2]由题可知,滑轮组所做的有用功为物体克服摩擦力所做的功
60N?1.5m=90J W fs ==物有
总功为
40N?3m=120J W Fs ==总绳
所以,滑轮组机械效率为
90J
=
100%=
100%75%120J
W W η??=有总
10.如图所示,实心物体A 漂浮在水面上,现利用电动机通过滑轮组拉动A ,使A 向下运动(运动过程中始终未碰到定滑轮)。已知A 的体积为0.2m 3,密度为0.4×103kg/m 3.动滑轮重为300N ,电动机工作时拉绳子的功率为1.5×103W 且保持不变,不计绳重、摩擦和水的阻力,g =10N/kg ,ρ水=1.0×103kg/m 3,下列说法中不正确的是( )
A .物体向下运动的最小速度3m/s
B .物体A 浸没在水中时受到的浮力为2×103N
C .物体A 向下运动过程中,电动机拉着绳子的力先变大,后不变
D .物体A 向下运动过程中,滑轮组机械效率的最大值为80% 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 B .由m
V
ρ=
知道,A 的质量 m A =ρA V A =0.4×103kg/m 3×0.2m 3=80kg
由G mg = 知道,A 的重力
G A =m A g =80kg×10N/kg =800N
由于A 浸没在水中,声音,
V 排=V A =0.2m 3
A 浸没在水中受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.2m 3=2×103N
故B 正确,不符合题意;
A .当A 完全浸没时绳子对物体A 的拉力最大,电动机对绳子的拉力也最大,不计绳重、摩擦和水的阻力,则电动机对绳子的最大拉力
()()3210N 11
==500N 3800N 300N 3
F F
G G =
-?++浮动﹣ 由W Fs
P Fv t t
=
==知道,绳子自由端运动的最小速度 31.510W
3m/s 500N
P v F ?===绳
则物体向下运动的最小速度
11
=3m/s=1m/s 33
v v =?绳
故A 错误,符合题意; C .由于电动机对绳子的拉力()1
3
F F
G G =
-+浮动,而物体A 向下运动过程中,浮力先变
大、后不变,所以,电动机拉着绳子的力先变大,后不变,故C 正确,不符合题意; D .当A 完全浸没后,滑轮组受到的拉力最大,此时滑轮组的机械效率最大,有用功
W 有用=(F 浮﹣G )h
总功
W 总=Fs =(F 浮﹣G +G 动)×3h =(F 浮﹣G +G 动)h
滑轮组机械效率的最大值
33
210N 800N ===100%80%210N 800N 300N
W F G h F G W F G G h F G G η?-=?=++?-+有浮浮浮浮总动动(﹣)﹣(﹣)﹣ 故D 正确,不符合题意。 故选A 。
11.用如图所示的滑轮组竖直匀速提升质量为 m 的物体,绳子的拉力大小为 F ,在时间 t 内物体上升的高度为 h ,滑轮组的机械效率为 η,每个滑轮重力大小均为 G ,下列说法正确的是 ( )
A .若将物体质量增大到 5m ,则拉力大小增大到5F
B .G =3F -mg
C .匀速提升物体的高度增加,机械效率 η 不变
D .t 时间内,额外功为1 W mgh η
η
-= 或()3W h F mg =-
【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
A .据W 总=W 有+W 额得
Fs =mgh +W 额
即
3mgh W mgh W F s
h
++=
=
额
额
物体质量增大到5m 时,克服动滑轮的重力所做的额外功不变,即使克服摩擦所做的额外
功增大,但总的额外功不会增大到5W 额,那么拉力的大小不会增大到5F ,故A 错误; B .若不计摩擦,据滑轮组的特点有
11
(+)(+)3
F G G mg G n =
=物动 即
G =3F -mg
但题目并不说明摩擦可以忽略,故B 错误;
C .用滑轮组多次匀速提升物体至不同高度,其机械效率不变,因为有用功和总功都不变,故C 正确;
D .根据机械效率的公式有
+W W mgh W W W mgh W
η=
==+有有总有 即
1mgh mgh
W mgh ηη
η
η
--=
=
或者
滑轮组提升物体做的有用功和总功分别为
W 有=mgh ,W 总=Fs =F ?3h =3Fh
那么额外功
W =W 总-W 有=3Fh -mgh =h (3F -mg )
故D 正确。 故选CD 。
12.如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3 m ,用时3 s ,工人的拉力为50 N ,工人质量为50kg (物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)设此时工人放绳的速度为v 1, 滑轮组的效率η1 ;如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为
η2,已知124
3ηη=∶∶(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g 取10 N/kg ) 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮,工人对地面的压力为F 2.则( )
A .v 1=1 m/s
B .η1=62.5%。
C .F 2 =525 N
D .F 浮=120 N
【答案】C 【解析】 【分析】
【详解】
A .物体下降速度为
3m =1m/s 3s
h v t =
= 因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
441m/s 4m/s v v ==?=1物
故A 不符合题意;
B .已知物体下降的距离为3 m ,因为有4段绳子,所以绳子运动距离
443m 12m s h ==?=
放绳子的做的有用功
160N 3m 480J W Gh ==?=有用
放绳子的做的总功
50N 12m 600J W Fs ==?=总
滑轮组的效率
1480J 100%100%80%600J
W W η=
?=?=有用总 故B 不符合题意;
CD .物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由(1
)F G G n
=
+动可得,动滑轮重力 4450N 160N 40N G F G =-=?-=动
已知η1:η2=4:3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为
213380%60%44
ηη==?=
物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率
260%40N
W F h F W F h G h F η'===='++有用拉物拉物
总拉物动拉物
解得F 拉物=60N ;物体的重力为160N ,根据公式可得
==160N-60N=100N F G F -浮拉物
故D 不符合题意;
完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可得
4F F G =+绳拉物动
则人对绳子的拉力
11
60N 40N)25N 44
()(F F G =+=+=绳拉物动
因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N ;人的重力为
50kg 10N/kg 500N G m g ==?=人人
对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人受到竖直向上的支持力
500N+25N=525N F G F =+=人绳支
因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N ,故C 符合题意。 故选C 。
13.用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进,已知小车的重力10N G =,拉力大小15N F =,该装置的机械效率是60%,则小车与地面之间摩擦力为( )
A .27N
B .36N
C .18N
D .270N
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由于小车沿水平地面匀速前进,那么绳对小车的拉力等于小车受到地面的摩擦力,即
'F f =,该装置的有用功是
'''W F s fs ==有
三段绳子托着动滑轮,那么绳端移动的距离是'3s s =,该装置所做的总功是
'15N 3W Fs s ==?总
可知
'
'
100%100%60%15N 3W fs W s
η=?=?=?有
总 解得27N f =。 故选A 。
14.如图所示,拉力 F 为 5N ,物体 A 以 0.1m/s 的速度在物体 B 表面向左做匀速直线运动(B 表面足够长);物体 B 静止在地面上,受到地面对它的水平向左 4 N 的摩擦力,弹簧测力计示数为 12N 。下列说法正确的是( )
A .物体A 受到的摩擦力为 10N
B .拉力 F 的功率为 1.5W
C .滑轮组的机械效率为 80%
D .拉力 F 增大到 15N 时,物体 B 开始向左运
动 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .物体
B 静止在地面上,所以受力平衡;水平方向上物体B 受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A 对它向左的摩擦力,所以两个摩擦力之和为12N ,即
AB 4N 12N f +=
则AB 8N f =;根据相互作用力的知识可知,物体A 受到的摩擦力为
AB 8N f f ==
故A 错误;
B .由图知,水平使用滑轮组,n =2,拉力端移动速度
220.1m/s 0.2m/s v v ==?=物
则拉力做功的功率
5N 0.2m/s 1W W Fs P Fv t t
=
===?= 故B 错误; C .滑轮组的机械效率
8N 100%=100%80%25N
100%W f W nF η=
??==??有总 故C 正确;
D .若拉力F 增大到15N 时,A 在运动过程中,A 对B 的压力不变、接触面的粗糙程度不变,则A 和B 之间的摩擦力不变,所以物体B 的运动状态不会改变,即物体B 仍然静止,不会向左运动,故D 错误。 故选C 。
15.用图所示的装置将重为为800N 的正方体石料A 从水中提升出来。在卷扬机对绳子的拉力作用下,使A 经历了三个过程∶过程I 为A 浸没在水中竖直匀速上升的过程,过程Ⅱ为A 上表面刚露出水面到下表面刚离开水面竖直匀速上升的过程,过程Ⅲ为A 在空中竖直匀速上升的过程。过程I 中卷扬机对绳子的拉力大小为F =500N 。若不计绳重和轮与轴间的摩擦,不计水中提升时水对A 的阻力,不计A 被提出水面所带水的质量,下列判断中正确的是( )
A .若过程I 和过程Ⅱ中提升A 的高度相同,则两过程中动滑轮所做的有用功相同
B .过程I 和过程II 中卷扬机对绳子的拉力大小相同
C .过程Ⅲ中提升A 的机械效率η一定小于80%
D .此装置中动滑轮的重力大于200N 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
A .过程I 、Ⅱ中动滑轮提供的拉力等于A 的重力减A 受到的浮力,但过程Ⅱ中物块排开水的体积变小,则浮力不断变小,拉力增大,提升相同的高度,由W Fs =可知过程I 中动滑轮所做的有用功与过程Ⅱ中动滑轮所做的有用功不相等,故错误;
B .过程I 和过程II 中动滑轮提供的拉力大小不同,由
()()11
=22
F F
G G F G =
+-+浮拉动动卷扬机 可知卷扬机对绳子的拉力大小不同,故错误; CD .过程I 中
()()11
=22F F G G F G =
+-+浮拉动动卷扬机 2F F G G +=+浮动卷扬机
过程Ⅲ中
800N 800N
==1022500N 1000%800N %Gh G G Gh G h G G W W F F F F η===?+=
+?+++有浮浮浮
总卷扬机动动<
又因为
1000N 800N +2800N 800N
==00N F G G G F +++浮动浮
则
=200N 200N G F +动浮>
故CD 正确。
故选CD 。
16.如图所示,物体A 在大小为10N 的拉力F 作用下,以0.3m/s 的速度向右匀速运动(不计细绳的摩擦及重力),若物体A 与桌面间的摩擦力为6N ,已知动滑轮重为1N ,下列说法正确的是(g =10N/kg )( )
A .拉力F 做功的功率是3W
B .物体B 的质量是1.1 kg
C .物体B 上升的速度是0.15 m/s
D .去掉F ,物体A 仍保持静止则物体B 的重力可以增加到17N 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】 A .拉力的功率
10N 0.3m/s=3W P Fv ==?
故A 正确;
B .因为A 做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡状态得
F f F =+绳
得
10N-6N=4N =F F f -=绳
由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n = 3,则物体B 的重力
334N=12+N B G G F ==?动绳 312N-1N=11N -B G F G ==绳动
物体B 的质量
g 1011N
=1.N/g
1k k B B G m g =
= 故B 正确; C .B 的上升速度
11
0.3m/s=0.1m/s 33
B A v v ==?
故C 错误;
D .去掉F 后,仍保持物体A 静止,F 拉的最大值等于f ,物体B 的重力可以增加到
根据
() 1
F G G n
=
+拉动 可得
36N-1N=17N G nF G '
=-=?拉动
故D 正确。 故选ABD 。
17.为运送物体搭制的斜面如图所示,斜面长为s ,高为h ,用沿斜面向上的力F 把一个重为G 的物体由斜面底端以速度v 匀速拉到顶端。下列说法中正确的是( )
A .整个过程中拉力F 所做的有用功W Gh =有
B .整个过程中拉力F 所做的总功W Gh Fs =+总
C .若斜面的机械效率为η,则拉力Gh
F s
η=
D .若斜面的机械效率为η,则物体与斜面间的摩擦力()
1-Gh f s
ηη= 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A .使用斜面的目的是提升重物,因此克服物体重力所做的功是有用功,即W Gh =有,A 正确;
B .使用斜面时,所做的额外功就是克服物体与斜面间的摩擦力做的功,即W fs =额;根据总功、额外功和有用功的关系可得,总功
W W W Gh fs =+=+总额有
B 错误;
C .斜面所做的总功是W Fs =总,若斜面的机械效率是η,那么
100%100%W Gh
W Fs
η=
?=
?有总
变换可得
100%Gh Gh F s s
ηη=
?= C 正确; D .由上述可知
W Gh fs =+总
即
100%Gh
Gh fs
η=
?+
变换可得物体与斜面间的摩擦力是
()
1-Gh f s
ηη=
D 正确。 故选ACD 。
18.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1F 、F 2、F 3,效率为1η、2η、3η,则
A .123F F F +=
B .123F F F +>
C .123ηηη+=
D .123ηηη<<
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
如图有两段绳子承担物重,当绳重及摩擦均忽略不计,设一块砖收到的重力为G ,人对绳子的拉力是
2
G G F +=
动
123246262222
G G G G G G G G F F F +++++=
+=>=动动动动
所以123F F F +>,由于三次提起重物时动滑轮受到重力不变,所以
1G Gh G Gh G W G W h G G G η==+=
=-++有总动动动动
提起物体重力越大,机械效率越高,故123ηηη<<。 故选BD 。
19.如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲乙两个滑轮组,在各自的自由端均施加大小相等的拉力F ,将A 、B 两个不同的物块匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)已知A 、B 两物块重分别为G A 、G B ,动滑轮重为G 0,下列说法正确的是( )
A .甲、乙两滑轮组的机械效率相等
B .物块A 的重力小于物块B 的重力
C .若G 0=G B ,则甲、乙滑轮组一定都是省力机械
D .甲滑轮组的机械效率为A
2G F
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A .甲、乙两滑轮组提升两块物体的质量不同,提升相同高度所做有用功不同,动滑轮质量相同,不计绳重和摩擦,则滑轮组做额外功相同,它们的机械效率不同,故A 项错误;
B .在各自的自由端均施加大小相等的拉力F ,则
A 2G F G =-动,
B 3G F G =-动
所以A G G B<,故B 项正确; C .若G 0=G B ,则甲滑轮组绳子端拉力为
A A A
2G G G G G F =
动B甲++=>222
即
A F G 甲>
所以甲滑轮组是费力机械, 乙滑轮组绳子端拉力为
B B B
2=3G G G G G F =
动B乙++=33
所以乙滑轮组是省力机械,故C 项错误; D .甲滑轮组的机械效率为
A A
=2W G h G W Fs F
η=
=有用总 故D 项正确。 故选BD 。
20.如图,A 物体重力为100N ,B 物体重力为30N ,此时A 物体恰好向右做匀速直线运动,A 物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍,下列说法正确的是(不计绳重和摩擦)( )
A .A 物体受到的绳子的拉力为15N
B .若将B 物体的重力增加一倍,则A 物体受到的摩擦力为35N
C .动滑轮拉B 物体的效率为75%
D .若将A 以0.1m/s 的速度水平向左匀速拉动,拉力的功率为2W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .A 物体恰好向右做匀速直线运动,摩擦力等于拉力,由题知,摩擦力
f =0.2G =0.2?100N=20N
故A 物体受到的绳子的拉力为20N ,故A 错误;
B . 若把B 的重增加一倍,但A 与地面的粗糙程度不变,压力也不变,因此A 受到的摩擦力也不会改变,故B 错误;
C .由图可知,n =2, A 物体对绳子的拉力等于A 物体受到的绳子的拉力,则动滑轮的重力
G 动=2F -G B =2f - G B =2?20N-30N=10N
不计绳重和摩擦,则动滑轮拉B 物体的效率
η=W
W
有用
总
=
W
W W
+
有用
有用额
=B
G h
Gh G h
+
动
=B
B
G
G G
+
动
=
30N
30N10N
+
=75%
故C正确;
D.若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动,摩擦力水平向右,大小不变,A物体受到的绳子的拉力不变,则拉力为原来的2倍,即40N,拉力的功率
P=W
t
=
Fs
t
=F′v=40N?0.1m/s=4W
故D错误。故选C。