培优易错试卷机械效率的计算辅导专题训练及答案

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题

1．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（ ）

A ．拉力的大小为450 N

B ．分别用两种方法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大

C ．用图乙绕法匀速提升400N 重物时，机械效率为80%

D ．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F B 做功少 【答案】C 【解析】 【详解】

A ．忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，图甲中n =2，由

W Gh Gh G

W Fs Fnh nF

η=

===有用总 可得拉力F A 的大小：

900N 500N 290%

A G F n η=

==?，故A 错误； BD ．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F A 和F B 做功相同），机械效率也相同，故B 、D 错误； C ．图甲中，根据(2

)1

A F G G =

+动可得动滑轮的重力： 122500N 900N 100N G F G =-=?-=动；

忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率

W Gh G

W Gh G h G G η=

=

=++有用总

动动

，

则用图乙绕法匀速提升400N 重物时，其机械效率为：

400N

100%80%400N 100N

G G G η''=

=?='++动，

故C 正确。

2．如图所示，用滑轮组拉动重为200N的物体在水平桌面上匀速直线运动。已知F=20N，滑轮组的机械效率为85%，则物体与桌面的之间的摩擦力大小为__________N。

【答案】51

【解析】

【分析】

【详解】

由图可知，由3段绳子通过动滑轮，则s F=3s物，滑轮组的机械效率为85%，即

η=W W

有

总

=

F

fs

Fs

物 =

3

f

F

=

320N

f

=

?

85%

解得

f=51N

即物体与桌面的之间的摩擦力为51N。

3．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16N1m=16J

Gh

==?；

[2]拉力做的总功为：

W总10N2m=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

。

4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F A、F B匀速提升重力为

G A、G B的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若G A＞G B，则η甲_____η乙；若F A=F B，则

G A_____G B．（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞＜

【解析】

【分析】

【详解】

不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%，因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，G A＞G B时，η甲＞η乙；由图可

知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，则F A=F B时，提升物体的重力关系为G A＜G B．

5．如图所示，用8 N的拉力F拉着物体A在水平面匀速运动了1 m。已知物体A重40 N，与水平面的接触面积是100cm2，它在水平面运动时受到的摩擦力是12N，则拉动时重物对地面的压强是_______Pa，滑轮组的机械效率是______。

【答案】4×10375%

【解析】

【详解】

[1]重物对地面的压强为：

34240N 410Pa 10010m

F G P S S -=

===??； [2]由图可知，动滑轮上绳子的段数为n=2，绳子自由端移动的距离为：

=21m=2m s ?绳；

克服摩擦力做的有用功为：

=12N 1m=12J W fs =?有；

总功为：

=8N 2m=16J W F s =?绳总拉；

机械效率为：

12J =100%=100%=75%16J

W W η??有总。

6．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

7．用如图甲所示的装置将实心物体A 从深井中吊出来，人对绳子施加的拉力随时间的变化如图乙所示， 已知动滑轮的重力为60N ，物体匀速上升的速度始终为1m/s ，（不计绳重、摩擦及阻力）。则当物体完全出 水之后，拉力的功率为____W ，物体浸没在水中时受到的浮力为_____N ；物体浸没在水中时滑轮组的机 械效率为________。

【答案】420W 120N 80% 【解析】 【分析】 【详解】

[1]由乙图可知，物体完全出水后人对绳的拉力大小为210N ，绳自由端移动的速度为物体上升速度的2倍，此时拉力的功率

11210N 2m/s 420W P F v ==?=

[2]以动滑轮和下方吊起的物体为整体进行受力分析：物体完全脱离水面后，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力，竖直向下的方向上受到重力

12=2210N 420N G F =?=整

被吊物体的重力

420N 60N 360N G G G =-=-=物动整

物体在浸没状态时，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力和浮力，竖直向下的方向上受到重力，由此可得

22420N 2150N=120N F G F =-=-?浮整

[3]物体在浸没状态时，绳对物体的拉力

360N 120N 240N F G F =-=-=浮拉物

滑轮组的机械效率

2

240N 100%

100%100%80%150N 2W F h h

W F s h

η?=

?=?=?=?有拉总

8．如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（ ）

A ．功率增大、机械效率增大

B ．功率增大、机械效率不变

C ．功率不变、机械效率不变

D ．功率不变、机械效率增大

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

前后两次的滑轮组是同一个滑轮组，则做的有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加快电动机的转速，则物体提升的速度增大，若两次提升高度相同，则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间，根据W

P t

=可知，功率变大。故ACD 错误，B 正确。 故选B 。

9．如图所示，用一动滑轮拉一物体A 以0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A 重为20N ，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N ，则在2s 内拉力做的功是________J ，滑轮的机械效率是________（不计滑轮重力）．

【答案】5 80%

【解析】

【分析】

【详解】

物体2s移动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m，

∵使用的是动滑轮，

∴拉力移动的距离：s′=2s=2×1m=2m，

拉力做功：W=Fs′=2.5N×2m=5J；

∵物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，

∴f=0.2G=0.2×20N=4N，

滑轮的机械效率：

η====80%．

故答案为5，80%．

10．用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s。已知物体A重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W。下列说法正确的是（）

A．绳子自由端移动的距离为2m

B．拉力F的大小为40N

C．滑轮组的机械效率为80%

D．滑轮组对物体A所做的功为1000J

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

n=，绳子自由端移动的距离的速度为

A．由图知，3

==?=

30.2m/s0.6m/s

v nv

绳物

则绳子自由端移动的距离为

==?=

0.6m/s10s6m

s v t

绳绳

故A错误；

B．由

W Fs

P Fv

===

t t

可得拉力的大小

30W 50N 0.6m /s

P F v =

==绳 故B 错误；

CD ．物体移动的距离为

0.2m /s 10s 2m s v t ==?=物

滑轮组对物体所做功为

120N 2m 240J W fs ==?=有

总功为

50N 6m 300J W Fs ==?=绳总

滑轮组的机械效率为

240J

100%100%80%300J

W W η=

?=

?=有总

故C 正确，D 错误。 故选C 。

11．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G 1=G 2的重物至相同的高度h ，若所用拉力F 1=F 2，已知甲的机械效率50%，则（不计绳重及摩擦）（ ）

A ．乙的机械效率75%

B ．乙的机械效率80%

C ．拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比3：2

D ．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比3：1 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．已知甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，由公式=有用W Gh 可知，甲、乙两个滑轮组所做的有用功相同；甲图滑轮组绳子的股数n =3，故S 甲=3h ，乙图滑轮组绳子的股数n =2，故S 乙=2h ，而拉力F 1=F 2，则甲、乙两个滑轮组所做的总功为

113W F S F h ==甲总甲

222W F S F h ==乙总乙

所以甲的机械效率为

11

50%33W Gh G W F h F η=

=

==有用甲总

乙的机械效率为

22

22W Gh G W F h F 有用乙总

η=

=

= 因为12F F =，

1

50%3G F =，所以 2

75%2G F η=

=乙 故A 正确，B 错误；

C ．拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比为

123

2

W F S W F S =

=总甲甲乙总乙

故C 正确； D ．因为

150%W Gh

W Gh G h

η=

=

=+有用甲总

动

化简得1G G =动，由

275%W Gh

W Gh G h

η=

=

=+有用乙总

动

解得23

G

G =

动，所以 G 动1：G 动2=G ：

3

G

=3:1 故D 正确。 故选ACD 。

12．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g ）在2s 内把重物G 1和G 2提高10cm ，已知F l 和F 2的大小均为2N ，不计绳重及摩擦（g 取10N/kg ）。下列说法中不正确的是（ ）

A ．重物G 1的重力大小为5.5N

B ．乙滑轮组所做的有用功是0.7J

C ．F 1和F 2做功的功率之比为3:4

D ．两个滑轮组的机械效率之比为4:3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A ．从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是

0.05kg 10N/kg 0.5N G m g ==?=动动

把动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知

113F G G =+动

解得1 5.5N G =，重物G 1的重力大小为5.5N ，A 正确，不合题意；

B ．在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知

2242F G G =+动

解得27N G =，重物升高的高度是20.1m h =，乙滑轮组所做的有用功是

227N 0.1m 0.7J W G h ==?=乙有用

乙滑轮组所做的有用功是0.7J ，B 正确，不合题意； C ．重物G 1移动的速度是

1110.1m 0.05m/s 2s

h v t =

== 甲图中绳端移动的速度是

11330.05m/s 0.15m/s v v ==?=绳

重物G 2移动的速度是

2220.1m 0.05m/s 2s

h v t =

== 乙图中绳端移动的速度是

22440.05m/s 0.2m/s v v ==?=绳

那么可知F 1和F 2做功的功率之比是

12121234P P F v F v ==绳绳：：：

F 1和F 2做功的功率之比为3:4，C 正确，不合题意； D ．甲滑轮组所做的有用功是

11 5.5N 0.1m 0.55J W G h ==?=甲有用

所做的总功是

112N 30.1m 0.6J W F s ==??=甲总

乙滑轮组所做的总功是

222N 40.1m 0.8J W F s ==??=乙总

由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是0.7J W =乙有用，那么两个滑轮组的机械效率之比是

0.55J 0.7J

::22:210.6J 0.8J

W W W W ηη=

==甲有用乙有用甲乙甲总乙总: 两个滑轮组的机械效率之比是22:21；D 错误，符合题意。 故选D 。

13．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，己知每个滑轮重均为50N ，滑轮组下端挂有物体B ，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连，此时物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为550N ；在物体B 下加挂重为90N 的物体C 后，同时用水平向左的力F 拉动物体A 使其沿水平桌面向左做匀速直线运动此时物体B 上升的速度大小为5cm/s 。若不计绳重及滑轮的摩擦，g 取10N/kg ，则下列说法中正确的是（ ）

A ．物体A 所受滑动摩擦力大小为275N

B ．B 的重力为500N

C ．F 做功的功率为42W

D ．F 的大小为530N 【答案】D 【解析】 【详解】

A ．设物体A 所受摩擦力大小为f ，则弹簧测力计下滑轮有两段绳子，则有

2f +50N=550N

解得f =250N ，故A 错误； B ．对于物体B ，有

3f =G B +G 滑

即

250N ×3=G B +50N

所以G B =700N ，故B 错误； CD ．加挂物体C 后，有

3（F —f ）=G B +G C +G 滑

即

3（F -250N ）=700N+90N+50N

解得F =530N ，物体B 上升的速度为5cm/s ，则拉力F 端移动的速度

v =3×5cm/s=0.15m/s

拉力F 的功率

P =Fv =530N ×0.15m/s=79.5W

故C 错误，D 正确。 故选D 。

14．如图所示，用规格相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将两个重力相同的物体G 1和G 2在相同时间内匀速提升相同高度，若不计绳重和摩擦，比较甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是

A ．甲滑轮组省力，乙滑轮组的机械效率大

B ．乙滑轮组省力，乙滑轮组的机械效率大

C ．乙滑轮组省力，甲滑轮组的机械效率大

D ．甲、乙滑轮组做的有用功相同，甲、乙滑轮组机械效率一样大 【答案】D 【解析】 【详解】

由题知，动滑轮重相同，提升的物体重也相同，不计绳重及摩擦，拉力

1

F G G n

=+物动（），由图知，n 甲=3，n 乙=2，则绳端的拉力分别为：

1

3

F G G =+甲物动（），

1

2

F G G =+乙物动（），

所以F F 甲乙＜，则甲滑轮组更省力；因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，由W G h =有用物、W G h =额动可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，因为W W η=有用总

，所以两滑轮组的机械效率相同；综上所述，

故选D 。

15．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 。

16．某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A ，拉力的功率随时间变化的图象如图乙，已知动滑轮的重力是60N ，物体上升的速度始终是1m/s ，不计绳重、摩擦及阻力，3

3

110kg/m ρ=?水 ，g = 10N/kg ，下列说法中正确的是（ ）

①物体的重力是420N ；

②物体浸没在水中时受到的浮力100N ； ③物体的密度是3× 10 3kg/m 3；

④物体浸没在水中时滑轮组的机械效率80%。 A ．①④ B ．②③

C ．①②

D ．③④

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由图乙知，当物体A 离开水面后，滑轮组绳子端的功率P =420W ，而绳子端的速度

v 1=2v =2×1m/s=2m/s

据P =Fv 得，此时绳子端的拉力

1420W 210N 2m/s

P F v =

== 不计绳重及摩擦，由1

(+)F G G n

=

物动得，物体A 的重力 =2=2210N 60N 360N G F G -?-=物动

物体A 浸没在水中时，滑轮组绳子端的拉力

1

11300W 150N 2m/s

P F v =

== 那么物体A 对动滑轮的拉力

1=2=2150N 60N 240N F F G -?-=拉动

此时物体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力、浮力的作用，而匀速向上运动，那么物体A 所受的浮力

F 浮=

G 物-F 拉=360N-240N=120N

物体A 浸没时，据阿基米德原理得

23

33120N 1.210m 1.010kg/m 10N/kg

F V V g ρ-==

==???浮物排水 物体A 的质量

360N

36kg 10N/kg

G m

g =

==物 物体A 的密度

33

23

36kg 310kg/m 1.210m m V ρ-=

==??物 物体A 浸没在水中时，滑轮组所做的有用功和总功分别为 W 有=F 拉h ，W 总=F 1s =F 1?2h

机械效率

1240N =80%2150N 2

W F h W F h η===??有拉总

故ABC 错误，D 正确。 故选D 。

17．如图甲所示的装置，A 是重15N 的空吊篮，绳子B 和C 能承受的最大拉力分别为100N 和50N 。质量为50kg 的小张同学将A 提升到高处，施加的拉力F 随时间变化关系如图乙所示，A 上升的速度v 随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g 取10N/kg 。下列结论正确的是（ ）

A ．动滑轮的重力为9N

B ．第2s 内拉力F 的功率为40W

C ．此装置最多能匀速运载80N 的货物

D ．此装置提升重物的最大机械效率为85% 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由图丙可知，在1~2s 内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N ，由图甲知绳子股数n=2，则根据

A G G G F n n +=

=动

总 即

15N 10N 2

G +=

动

解得

G 动=5N

故A 错误；

B ．第2s 内绳子自由端的速度为

A 22m/s=4m/s v nv ==?绳

第2s 内拉力F 的功率为

=10N 4m/s=40W P Fv =?绳

故B 正确；

C ．当拉力最大为50N 时，可以拉动物重为

A --250N-5N-15N=80N G nF G G ==?物动

绳子B 不断，故C 正确；

D ．由C 可得，重物最重为80N ，则最大的机械效率为

80N

=100%80%250N

G h G h G Fs Fnh nF η=

==?=物物物 故D 错误。 故选BC 。

18．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30N ，滑轮组下端挂有质量为30kg 的物体B ，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连，物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左的力F 拉动物体A ，可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B 上升的速度大小为6cm/s 。若不计绳重及绳与滑轮的摩擦，g 取10N/kg ，则下列说法中正确的是（ ）

A ．物体A 所受滑动摩擦力大小为100N

B ．F 的大小为220N

C ．F 做功的功率为42W

D ．提升物体B 时滑轮组的机械效率约为90. 9% 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．物体B 的重力

B B 30kg 10N/kg=300N G m g ==?

由图可知，3n =，不计绳重及滑轮的摩擦，A 右侧绳子对滑轮组的拉力

()B 11

300N+30N =110N 33

()F G G =+=拉动

因A 物体向右做匀速直线运动，则由二力平衡条件可得A 物体所受滑动摩擦力

110N f F ==拉

故A 错误；

B ．用水平向左的力F 拉动A 可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，因A 对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A 受到的摩擦力大小不变，又因为A 右侧绳子对A 的拉力和对滑轮组的拉力由同一根绳子承担，所以两个拉力大小相等，由力的平衡条件可得，此时水平向左的拉力

()B 11

=110N+300N+30N =220N 3()3

F f F f

G G =+++=?拉动

故B 正确； C ．拉力端移动速度

336cm/s=18cm/s=0.18m/s v v ==?物

拉力做功的功率

220N 0.18m/s=39.6W W Fs P Fv t t

=

===? 故C 错误；

D ．匀速提升物体B 时，A 对滑轮组的拉力

'220N-110N=110N F F f =-=拉

因为滑轮组的机械效率

33W Gh Gh G

W Fs F h F

η=

===?有用总 所以此时滑轮组的机械效率

B '

300N 100%90.9%33110N

G F η'=

=?≈?拉 故D 正确。 故选BD 。

19．体重为800N 的工人用图甲所示装置提升重物，AOB 是轻质杠杆，O 为支点，OA ∶OB =1∶2，动滑轮的机械效率随提升物体重力变化的图像如图乙，若提升重物的过程中绳子始终是竖直的，不计绳重与摩擦，g 取10N/kg 。则下列说法正确的是（ ）

A ．动滑轮的重力是400N

B ．用该装置匀速提起2000N 的物体，人对地面的压力是600N

C ．若工人在2s 内将重物匀速提升了0.4m ，人对绳子的拉力为300N ，则拉力的功率240W

D ．该装置的机械效率为68%时，提升重物的重力是800N 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由图乙可知，当提升重物G =600N 时，动滑轮的机械效率为60%，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率

600N

=60%600N+G W Gh G W Gh G h G G η=

=

==++有总动动动

解得

G 动=400N

故A 正确；

B ．由图知n =2，用该装置匀速提起2000N 的物体，杠杆A 端施加的拉力

() 11

(2000N 400N)1200N 22

A F G G =

+=+=动 由杠杆平衡条件可得F A ×OA =F B ×OB ，杠杆B 端施加的力

11

1200N 600N 22

A B A F OA F F OB ?=

==?= 人对地面的压力

800N 600N 200N B F G F =-=-=压人

故B 错误；

C ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，二者都是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，拉力端移动距离等于物体升高距离的4倍，拉力端移动的速度等于物体升高速度的4倍，则拉力端移动的速度

0.4m

4440.8m /s 2s

h v v t ==?

=?=物 拉力做功功率

300N 0.8m /s 240W W Fs P Fv t t

=

===?= 故C 正确；

D ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，不计绳重与摩擦，AOB 是轻质杠杆、质量不计；所以使用该装置做的额外功W 额=G 动h ，该装置的机械效率

68%W Gh Gh G

W Fs Gh G h G G η=

=

===++有总动动 68%400N

G

G =+

解得

G =975N

故D 错误。 故选AC 。

20．如图甲所示，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）。此过程中，电动机拉力F 做的功W 随时间t 的变化图象如图乙所示。已知A 的体积为0.1m 3，密度为0.4×103kg/m 3，动滑轮重为300N 。不计绳重、摩擦和水的阻力，g 取10N/kg 。下列说法中正确的是（ ）

A ．物体A 向下运动过程中，电动机拉着绳子的力逐渐变大

B ．物体A 受到的最大浮力为400N

C ．物体A 向下运动的最小速度为0.2m/s

D ．物体A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为82.4% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由图可知，承担物重的绳子段数3n =，电动机拉着绳子的力

A 1

()F G F G n =

+-动

浮 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A 错误；

B ．物体A 完全浸没在水中时受到的最大浮力，为

333110kg/m 10N/kg 0.1m 1000N F gV ρ==???=浮液排

故B 错误； C ．由m

V

ρ=

得，A 的质量 333A A A 0.410kg/m 0.1m 40kg m V ρ==??=

A 的重力

A A 40kg 10N/kg 400N G m g ==?=

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

()()A 11

1000N 400N 300N 300N 33

F F

G G =?-+=?-+=浮动

由图乙可知，电动机工作时拉绳子的功率且保持不变，为

180J

180W 1s

W P t =

== 由W Fs

P Fv t t

=

==可知，绳子自由端运动的最小速度 180W

0.6m/s 300N

P v F =

==绳 则物体向下运动的最小速度

11

0.6m/s 0.2m/s 33

v v ==?=绳

故C 正确；

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

()A W F G h =-浮有用

总功

()()A A 1

33W Fs F G G h F G G h ==

-+?=-+总浮

动浮动 滑轮组机械效率的最大值

()()A A A A 1000N 400N

100%66.7%

1000N 400N 300N

F

G h

W F G W F G G F

G G h

η---=

=

=

=?≈-+-+-+浮

有用浮总

浮动浮

动

故D 错误。 故选C 。