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滑轮组机械效率
7.滑轮组装置如图所示，若物体重为300N拉力大小为120N将重物匀速提高2m所用时间是10s绳重及滑轮之间的摩擦不计，求
（1）提起物体所做有用功
（2）拉力的功率
（3）该滑轮组机械效率..（2008•吴中区二模）利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m已知滑轮组机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求
（1）提升重物时做的有用功为多少？
（2）作用在绳子自由端的拉力为多大？
（3）用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是多大？.如图，已知动滑轮重为30N物体质量为12Kg绳重及摩擦均不计.则:
（1）物体所受重力多大？（g=10N/kg）
（2）匀速提起重物时所用的拉力多大？
（3）此时，该滑轮组的机械效率是多少？.利用如图所示的滑轮组把重480N的物体提高10m已知滑轮组的机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求:
（1）有用功、所用拉力和动滑轮的重量；
（2）用此滑轮组吊起600N的物体，滑轮组的机械效率又是多大？.川如图所示滑轮组提升重物.人用200N的拉力F在30s内使重为360N的物体匀速上升了6m.不计绳重和摩擦，求（I）人拉绳子做功的功率；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）若用此滑轮组将600N的重物匀速向上提升了10m则所用的拉力和拉力做的功各是多少？
25.分
（1）本题是滑轮组使用的另一种情况--将滑轮组水平使用来拉动重物，当滑轮组竖直拉动重物时，滑轮析组上升克服的是重物的重力；而此题中的滑轮组水平拉动重物，滑轮组向左移动时克服的是地面的摩擦力.所以，此时有几段绳子拉重物，拉力就是摩擦力的几分之一.但这是在理想情况下，不考虑额外功，机械效率为100%的情况下.如果考虑到机械效率，那么拉力还要用得更多，也就是n===
（2）功率P=题目要求拉力F的功率，也就是要先求出拉力做的功.但此题没有告诉绳端移动的距离，只有物体移动的速度，所以先需根据有几段绳子在拉重物，绳端移动的速度就是物体移动速度的几倍，求出绳端移动的速度.再根据功率P===Fv求出.
（3）先根据W=Pt求出1分钟做的功，也就是总功.再由机械效率为75%算出有用功，最终算出额外功.解
（1）••有三段绳子有拉重物，根据n===「•F摩擦=3Flin=3x6OONx75%=135ON「有三段绳子有拉重物，v撕=3v物=3xlcm/s=3cm/s=
0.03m/sP拉===F拄vM=600Nx
0.03m/s=18WWA=P^t=18Wx60s=1080JW有用二W总n=1080Jx75%=810JW额外=W总-W有用=1080J-8l0J=270J答（I）物体与地面的摩擦力是I350N.
（2）绳自由端拉力F的功率18W.
（3）绳自由端拉力F做功1分钟的过程中，额外功是270J..分（I）拉物体的力由三根绳子承担，由物体的速度和运动的时间可由s=vt计算出物体移动的距离，由承担拉析力的绳子股数可得出绳子头移动的距离已由W=F4计算拉绳子的力做的功，
（2）利用P=计算功率；
（3）已知滑轮组的机械效率和总功根据『求出有用功，利用W=fs即可求摩擦力f.解
（1）拉物体的力由两根绳子承担，而物体移动的距离s=vt=
0.2m/sx2s=
0.4m绳子移动的距离s*=2s=2x
0.4m=
0.8m拉力F做的功Wg=Fs=5Nx
0.8m=4J
（2）拉力F的功率P===2W；
（3）n=»/.WWfH=nW总=80%x4J=
3.2J；W有用=fsf===8N.答
（1）在2秒内拉力F做的功为4J
（2）拉力F的功率为2W；
（3）物体与地面间的摩擦力为8N..分首先根据如图装置确定绳了•段数n=5水平使用滑轮拉力克服摩擦力做功，与重力没有关系.可以先求有用析功，用有用功除以机械效率就可得到总功；拉力等于总功除以拉力移动的距离，拉力移动距离要利用S=nh计算；人拉绳的功率要用总功除以时间计算.解
（1）人做的有用功W有用=1h=300Nxlm=300J人做的总功Wa===500J
（2）拉力移动距离S=nh=5xlm=5m人的拉力F===100N
（3）人拉绳的功率P===50W答
（1）人做的总功为500J；
（2）人的拉力为100N；
（3）人拉绳的功率为50W.
12.某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N绳子自由端10s内被拉下2m在此过程中，求
①拉力F所做的功；
②滑轮组的机械效率；
⑤滑轮组中动滑轮的重（不计摩擦和绳重）；
④拉力的功率..如图所示每个滑轮的重为500N重物G的重量为I500N绳索重及摩擦均不计.则:
（1）人在匀速提升重物时所用拉力为多大？
（2）重物被匀速提起1m的过程中，人所做的总功为多大？
（3）此时滑轮组的机械效率为多大？.（2011•宜昌）建筑工地上，某施_L人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物.若不计摩擦和绳重.求
（1）利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N此时滑轮组的机械效率是80%拉力做功的功率是750W求重物在Imin内匀速上升的高度？
（2）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？.某人用如图所示的滑轮组匀速提升540N的重物，所用的拉力F为200N绳子自由端被拉动3m在此过程中求
（1）拉力F所做的功；
（2）滑轮组的机械效率（不计绳重及摩擦）；
（3）如果用此滑轮组匀速提升440N的重物，求滑轮组此时的机械效率？.某工地上用如图所示的滑轮组，匀速提升质量为500kg的物体，在物体上升
0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W此滑轮组的机械效率为80%不计绳重和摩擦.（g=l（）N/kg）求
（1）滑轮组做的有用功；
（2）物体上升的速度;
（3）动滑轮的重力；
（4）若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为多大？此时的机械效率为多少？.如图所示，工人将重为240N的物体匀速提起，在2s内绳端上升了3m若此时滑轮组的机械效率为80%不计绳重和摩擦.求
（1）拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力是多少？拉力的功率是多少？
（3）若将540N的物体匀速提高1m此时滑轮组的机械效率是多少？
18.（2006•泉州）用如图所示滑轮组将重6x102n的物体匀速提高2m拉力所做的功为2xl（）3j所用的时间为20s.求
（1）有用功；
（2）拉力的功率；
（3）该滑轮组的机械效率.用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G所用拉力F为200N将重物提升3m所用的时间为10s.求
（1）重物上升的速度；
（2）拉力所做的有用功
（3）拉力的功率；
（4）滑轮组的机械效率.（2009•岳阳•模）如图，用滑轮组将重900N的物体在10s内匀速提高2m所用的拉力为400N此过程中，求
（1）所做的有用功为多少？
（2）该滑轮组的机械效率为多少？
（3）拉力做功的功率为多少？.（2008•镇江）用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G所用拉力F为200N将重物提升3m所用的时间为10s不计绳重和摩擦，求
（1）做的有用功；
（2）动滑轮的重力；
（3）拉力的功率；
（4）滑轮组的机械效率..用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面的摩擦力Fi为1200N若此时滑轮组的机械效率为80%物体速度为lm/s.
①拉绳的速度是多少？
②拉绳的力F至少为多大？
③拉力的功率是多少？.用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭重6（X）0N它与地面间的摩擦力f为1500N若此时滑轮组的机械效率为80%；物体速度为lm/s
（1）2s内钢锭的重力所做的功；
（2）求拉绳子的速度是多少？
（3）求拉绳子的力F为多大？拉力F的功率是多少？
（4）在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行的建议..用如图的滑轮组水平地拉动物体.已知物重为1000N物体与地面间的摩擦力是240N当绳端的拉力是100N时物体以
0.5nVs的速度匀速移动.求
（1）人拉绳端的移动速度；
（2）滑轮组的机械效率..用如图所示的滑轮组，在水平地面上拉动重物G已知绳自由端拉力F为600N时，恰能让物体以lcm/s的速度匀速向前运动（绳子足够长），此时滑轮组的机械效率为75%求
（1）物体G与地面的摩擦力.
（2）绳自由端拉力F的功率.
（3）绳自由端拉力F做功1分钟的过程中，额外功是多少.
26.如图，用滑轮组拉物体A使它以2米/秒的速度沿水平面匀速运动，已知拉力F为5牛，滑轮组的机械效率为80%.求
（1）在2秒内拉力F做的功多大？
（2）拉力F的功率多大？
（3）物体与地面间的摩擦力为多大？
27.如图所示，已知物体A重1000N与地面的摩擦力是300N人通过滑轮组拉动物体使其在10s内匀速运动1m如果滑轮组的机械效率为60%求
（1）人做的总功；
（2）人的拉力；
（3）人拉绳的功率..分
（1）由公式W=Gh可以求出有用功析
（2）[tlW二Fs求出拉力的功，然后由功率公式求出拉力的功率；
（3）由效率公式求出滑轮组的效率.解
（1）WW=Gh=300Nx2m=600J；
（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3拉力移动的距离s=nh=3x2m=6m拉力的功W=Fs=120Nx6m=720J拉力的功率P===72W；
（3）滑轮组效率n=xlOO%=xlOO%=
83.3%答
（1）提起物体所做有用功为600J
（2）拉力的功率为72W；
（3）该滑轮组机械效率
83.3%..分从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数ns=nh；析3）知道物重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；
（2）知道物重和滑轮组的机械效率，利用『二=求拉力大小；
（3）在不计绳重和摩擦的情况下，利用先求出动滑轮的重，再利用这个公式求将重G・455N的物体吊起用的拉力，最后利用r）===求此时的机械效率.，解
（1）滑轮组所做的有用功WA=Gh=l8ONxlOm=18OOJ；
（2）由图知，n=3『二=/.F===75N；
（3）不计绳重和摩擦，F拉二，即75N=则G动二45N提升GZ=455N的重物时，Fji/===N=====91%.答
（1）提升重物时做的有用功为1800J；
（2）作用在绳子自由端的拉力为75N；
（3）用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是91%.
9.已知m=12kgg=1ON/kgGo=3ON求
（1）G=
（2）F=
（3）q=解（I）物体受到的重力为G=mg=l2kgxlON/kg=12ON；
（2）作用在绳子自由端的拉力为F=（G+Go）=x（12ON+3ON）=50N；
（3）设物体上升h则绳子拉下3h滑轮组的机械效率为n=====xl00%=80%.答
（1）物体所受重力为120N；
（2）匀速提起重物时所用的拉力为50N；
（3）此时，该滑轮组的机械效率是80%.
10.分从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数ns=nh；析
（1）知道物重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；知道物重和滑轮组的机械效率，利用n===求拉力大小；不计绳重和摩擦，利用F=（G物+G动）求动滑轮的重；
（2）求出了动滑轮的重，再利用F=（G物+G功）求将重G』600N的物体吊起用的拉力，最后利用求此时的机械效率.，解（I）滑轮组所做的有用功W『Gh=480Nxl0m=4800J；由图知n=3•Jq===F===2（X）N・••不计绳重和摩擦，...Fti=即2（X）N=则G动=120N；
（2）提升G，=600N的重物时，Fk/===240Nr）=====
83.3%.答
（1）提升重物时做的有用功为4800J拉力为2（X）N；动滑轮的重为120N；
（3）用此滑轮组匀速吊起重为600N的物体时，滑轮组的机械效率是
83.3%.点评本题考查了机械效率的计算，利用好绳子的重力和摩擦力不计时拉力F拄=和推导公式『==是本题的关键.11分由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2s=2h析
（1）根据W=Fs求出总功，根据P二求出人做功的功率；
（2）根据W=Gh求出人做的有用功，根据效率公式求出滑轮组的机械效率；
（3）根据F=（G物+G功）的变形式求出动滑轮的重然后可求用此滑轮组将600N的重物匀速向上的拉力再利用w=Fs求拉力做的功.解
（1）由图知n=2s=2h=2x6m=l2m人做的总功W^=Fs=200Nx12m=2400J；人做功的功率P===80W；
（2）人做的有用功Wn=Gh=360Nx6m=2160J滑轮组的机械效率q=x|00%=xl00%=90%；V不计摩擦和绳重F=（G沟+G动）•••所用动滑轮的重G动=2F-G=2x200N-360N=40N；若用此滑轮组将600N的重物，则拉力Fi=（G.i+G动）=（600N+40N）=320N；拉力做的功W尸Fis|=320Nx2x10m=6400J.答
（1）人拉绳子做功的功率为80W
（2）此滑轮组的机械效率为90%；
（3）则所用的拉力为320N拉力做的功为6400J.
12.已知n=2G=500NF=300Ns=2mt=IOs求
（1）W=？
（2）n=？
（3）G”J=
（4）P=解
（1）拉力做的功为W=Fs=300Nx2m=600J
（2）物体上升的高度为h===lm拉力做的有用功为W件产Gh=5OONxlm=5OOJ滑轮组的机械效率为n=xlOO%=xlOO%=83%;
（3）/F=（G+G动），「•动滑轮的重力为G动=2F-G=2x3（X）N-500N=100N；
（4）拉力的功率是P===60W.答（I）拉力做的功为600J；
（2）滑轮组的机械效率为83%；
（3）动滑轮的重力为G动=2F-G=2x30（）N-5（）（）N=1（）（）N；
（4）拉力的功率是60W.
13.分
（1）绳索重及摩擦均不计，提起物体所用的力是物重和动滑轮重的n分之一；析
（2）已知物体上升高度可以得到绳子作用点移动的距离；已知拉力和绳子自由端移动的距离，利用公式W=Fs得到总功；
（3）已知物重和物体上升高度，可以得到有用功；已知有用功和总功，利用公式n二计算机械效率.，已知G动=500NG物=1500Nh=lms=2h=2m求
（1）F=
（2）Wfi=
（3）n:？解（I）人在匀速提升重物时所用拉力为F=x（G秒+G功）=x（1500N+500N）=1000N；
（2）重物被匀速提起1m的过程中，人所做的总功为W总二Fs=1000Nx2m=2000J；
（3）拉力做的有用功为W/Gh=1500Nx1m=1500J；滑轮组的机械效率为n=xl（）0%=xl（X）%=75%.答（I）所用的拉力是1000N；
（2）人所做的总功是2000J；
（3）机械效率为75%.
14.解
（1）由题意知，拉力在Imin做的功为:Wfi=Pt=750Wx60s=45000J根据W总=Fs得s===90m由图知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以s=3h则h=s=x90m=30m答重物在Imin内上升的高度是30m.
（2）因为滑轮组由3段绳子承担物重，所以F=（G物+G动）G^=3x500N-12OON=3OON则F=（G物+G动）=x（I8OON+3OON）=700N答当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是700N.15•分
（1）根据W=Fs求出拉力做的功;析
（2）根据『二=求出机械效率；
（3）根据F=（G+G动）求出动滑轮重，根据好二求出机械效率.，己知物重G.540N拉力F=20（）N拉力移动距离s=3m物重G2=440N求
（1）拉力F所做的功W=；
（2）滑轮组的机械效率n尸？；
（3）滑轮组此时的机械效率r]2=解
（1）拉力做的功W=Fs=200Nx3m=600J；
（2）滑轮组的机械效率ni=xl00%=x100%=x100%=x100%=90%；
（3）F=（G+G动）动滑轮重G动=3F-Gi=3x2OON-540N=60N滑轮组此时的机械效率r）2=x100%=x100%=x100%=x100%=88%.答
（1）拉力F所做的功为600J；
（2）滑轮组的机械效率为90%；
（3）滑轮组此时的机械效率为88%.
16.解
（1）m=500kgg=10N/kg物体的重力为G=mg=500kgx10N/kg=5000N；而h=
0.8m滑轮组做的有用功为Wn=Gh=5000Nx
0.8m=4000J.
（2）从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，拉力移动的距离为:S=3h=3x
0.8m=
2.4m；而此滑轮组的机械效率为0=80%丁•所做的总功为W^===5000J；乂拉力F的功率为P=2500W「•做功的时间为t===2s则物体上升的速度为v===
0.4m/s.•/Wa=5000JS=
2.4m拉力的大小为F===N不计绳重和摩擦，F=（G+G动），即N=x（5000N+G动），解得G动=1250N.
（4）用该滑轮组吊起6250N的重物时拉力的大小为:F=（G+G动）=（6250N+1250N）=2500N；・・・滑轮组的机械效率为“====
83.3%.答
（1）滑轮组做的有用功为4000J.
（2）物体上升的速度为
0.4m/s.
（3）动滑轮的重力为1250N.
（4）若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为25OON此时的机械效率为
83.3%.
（1）由图知，n=3s=3hs=3mh=s=x3m=lin使用滑轮组做的有用功W行用=Gh=24（）Nxlm=240J；仔•・・使用滑轮组做的总功W总===300J；W^=Fsf===1（X）N•.不计绳重和摩擦拉力F=（G物+GQ即100N=（240N+G轮），G枪=3xlOON-240N=60N当提升540N物体时，拉力F=（GM+G轮）=（540N+60N）=200N此时滑轮组的机械效率n=xl（X）%=x1（X）%=X1（M）%=X1（）（）%=Xl（）0%=90%.答
（1）拉力所做的有用功是240J；
（2）拉力是100N；拉力的功率是150W；
（3）若将540N的物体匀速提高1m此时滑轮组的机械效率是90%.
18.解
（1）用滑轮组提升物体做的有用功W行川:Gh=6x102Nx2m=
1.2x103J
（2）拉力的做功功率P===l（X）W；
（3）滑轮组的机械效率n=xl00%=xl00%=60%.答⑴有用功为L2x103J；
（2）拉力的功率为100W；
（3）该滑轮组的机械效率为60%.点评本题考查了学生对有用功、总功、机械效率、功率的掌握和运用，能区分使用滑轮组时有用功和总功的计算方法是本题的关键.19解
（1）重物上升的速度v==
0.3m/s；
（2）拉力所做的有用功W有用=Gh=480Nx3m=1440J；
（3）读图可知s=3h=9m拉力所做的总功W^=Fs=2（）0Nx9m=1800J拉力的功率P===180W
（4）滑轮组的机械效率n==80%.答
（1）重物上升的速度是
0.3m/s；
（2）拉力所做的有用功是1440J；3拉力的功率是180W；4滑轮组的机械效率是80%.20解1WjW=Gh=900Nx2m=1800J3由图知，n=3s=3h=3x2m=6m拉力做功W=Fs=400Nx6m=2400J滑轮组的机械效率n===75%；3拉力做功功率p===240W.答⑴所做的有用功为1800J；2该滑轮组的机械效率为75%；3拉力做功的功率为240W.
21.解:1做的有用功:W行用=Gh=480N=3m=1440J.2动滑轮的重力6动=1^-6物=
3、2001^-48肥=120犯3拉力所做的功W总=FS=nFh=3x200Nx3m=1800J；拉力的功率P总===180W.4滑轮组的机械效率n=xl00%=x|00%=80%.答1做的有用功为1440J2动滑轮的重力为120N3拉力的功率180W4滑轮组的机械效率80%.
22.解1由图可知，经过动滑轮的绳子股数为3股，拉绳的速度是物体速度的3倍，故拉绳的速度v=lm/sx3=3m/s；答拉绳的速度是3m/s；2假设物体前进距离为s则克服摩擦力做的功Wr=Fis拉力做的功W=Fx3s=3Fsq=x100%=x100%=x100%=80%所以F=500N答拉绳的力F至少为500N；3P=Fv=5OONx3m/s=l5XW答拉力的功率是I500W.
23.解1钢锭在水平方向上移动，在重力方向上没有移动的距离，所以重力做功为0；2由图可知动滑轮的绳子段数n=3则拉绳子的速度v询二nv物=3xlm/s=3m/s；3丁Wf尸fs物；W有二fs为Wq=Fs纯;另s掰=3s物；由n====W F===625N；P===Fv绳功率P=Fv«E=625Nx3nVs=1875W4根据影响摩擦力的因素可知，将滑动摩擦变为滚动摩擦，可大大减小摩擦力；故建议为在物体下面装上轮子.答12s内钢锭的重力所做的功为0；2拉绳子的速度是3m/s；3拉绳子的力F为625N拉力F的功率是1875W；4在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下，如果想用更小的力拉动钢锭，可将墙上的滑轮和钢锭上的滑轮交换安置，这样就有四根绳子拉钢锭了，能省力.
24.解1由图知此滑轮组由3段绳子承担物体与地面的摩擦.所以v绳=3v物=3x
0.5m/s=
1.5m/s答人拉绳端的移动速度是
1.5rn/s.2n=答滑轮组的机械效率是80%.。
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