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北京中考物理功和机械效率专题复习
一．解答题（共15小题）
1．用如图所示的滑轮组将480N的物体以s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重）．求： （1）滑轮组的机械效率． （2）拉力的功率．
（3）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时，拉力所做的功为多少
解答： 解：（1）由图知，使用该滑轮组承担物重的绳子股数，n=3
滑轮组的机械效率：
η=
×100%=
×100%
==
×100%=×100%
×100%=80%；
（2）绳子自由端移动的速度： v′=3v=s×3=s， 拉力的功率： P=
=
=Fv=200N×s=180W；
（3）∵不计摩擦和绳重， ∴F=（G+G动），
∴G动=3F﹣G=3×200N﹣480N=120N， 当提起G′=600N的物体时拉力： F′=（G′+G动），
=（600N+120N）=240N， 这时拉力做的功：
W′=F′s′=F′×3h′=240N×3×2m=1440J． 答：（1）滑轮组的机械效率为80%； （2）拉力的功率180W； （3）拉力所做的功为1440J．
2．在农村常有家庭挖井取水．小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图（乙）所示．求： （1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率； （3）拉力的大小； （4）拉力的功率．
考点： 功的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算． 专题： 计算题；压轴题．
分析： （1）已知土的重力和上升的高度，根据W=Gh求出克服土的重力做的功，即为有用功；
（2）由乙图直接读出20s内拉力做的功即为总功，根据η=
求出滑轮组的机械效率；
（3）由图可知绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力的大小；
（4）根据P=求出拉力的功率．
解答： 解：（1）有用功：
W有=Gh=120N×5m=600J；
（2）由乙图可得： W总=800J，
滑轮组的机械效率： η=
=
=75%；
（3）绳端移动的距离： s=nh=2×5m=10m， 拉力的大小： F=
=
=80N；
（4）拉力的功率： P=
=
=40W．
答：（1）有用功为600J；
（2）滑轮组的机械效率为75%； （3）拉力的大小为80N； （4）拉力的功率为40W．
3．如图1所示，重为8N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了．拉力F做的功随时间变化的图象如图2所示．己知动滑轮重，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的倍． 求：（1）拉力F的功率． （2）拉力F大小．
（3）克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例．
解：
（1）由图象知，拉力做的功W=时，所用的时间是5s 所以拉力的功率为P==
=；
（2）绳子拉下的长度为S=2h=2×=1m 作用在绳子上的拉力为F==
=；
（3）拉动物体做的有用功为W有用=fS1=×8N×=2J 拉力做的总功为W总=FS2=×1m= 额外功为W额=W总﹣W有用=﹣2J= 对动滑轮做的功为W动=G动h=×=
克服绳重及摩擦所做的额外功为W′=W额﹣W动=﹣= 克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为
=
=10%
4．人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来，物体A的密度为×103Kg/m3，体积为100dm3．在5000N的拉力F作用下，物体A在2s内匀速竖直上升2m（物体未露出水面），不计水的阻力，g=10N/Kg．求： （1）物体A受到的浮力． （2）拉力F做功的功率． （3）滑轮组的机械效率．
分析： （1）知道物体A的体积（浸没水中排开水的体积）利用阿基米德原理求物体A受到的浮力；
（2）由图知，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离S=2h，利用W=FS求拉力F所
做的总功，又知道做功时间，利用P=
求拉力F做功的功率；
（3）知道物体A的体积和密度，利用G=mg=ρVg求物体A的重力，知道拉力大小，利用
η=
解答： 解：
=求滑轮组的机械效率．
（1）物体A受到的浮力F浮为： F浮=ρ水gV排
﹣
=×103kg/m3×10N/kg×100×103m3 =1000N；
（2）拉力F移动的距离S为： S=2h=2×2m=4m，
拉力F所做的总功W总为： W总=FS=5000N×4m=20000J， 则拉力F做功的功率P为： P=
=
=10000W=10kW；
（3）物体A的重力G为： G=mg=ρ物gV物
﹣
=×103Kg/m3×10N/Kg×100×103m3 =9000N，
滑轮组的机械效率： η=
×100%
=×100%
===80%．
×100%
×100%
5．如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力．已知铝的密度ρ
铝
=×103kg/m3，水的密度ρ水=×103kg/m3，g取10N/kg．求：
（1）滑轮组的机械效率多大
（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大
解答： 解：（1）∵铝块重G1=ρ铝vg，
铝块的体积：