化关系如图乙所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图丙所示。（g取10N/kg），则满载时太阳能船受到的浮力是___________N；第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率是_________。
【答案】6?105 25% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由题意可知，排水量60t，则满载时太阳能船受到的浮力是
F浮?60?103kg?10N/kg?6?105N
[2]由题意可知，第50s到第100s的运动过程中，太阳能船移动的距离是
s?vt?0.5m/s?50s?25m
这段时间牵引力所做的功是
W牵?Fs?8?104N?25m?2?106J
总功是
W总?Pt?1.6?105W?50s?8?106J
那么太阳能船的效率是
2?106J???100%??100%?25%
W总8?106JW牵
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
s绳?2s物?3m
绳端运动的速度为
s绳3mv绳??=0.3m/s
t10s根据公式P?Fv可得，拉力大小为
F=P12W?=40N v绳0.3m/s[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
W有?fs物?60N?1.5m=90J
总功为
W总?Fs绳?40N?3m=120J
所以，滑轮组机械效率为
?=
W有W总?100%=90J?100%?75% 120J10．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0.1m3，密度为0.4×103kg/m3，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n?3，电动机拉着绳子的力
F?1(G?F浮?GA) n动物体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
F浮??液gV排?1?103kg/m3?10N/kg?0.1m3?1000N
故B错误； C．由??m得，A的质量 VmA??AVA?0.4?103kg/m3?0.1m3?40kg
A的重力
GA?mAg?40kg?10N/kg?400N
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
11F???F浮?GA?G动????1000N?400N?300N??300N
33由图乙可知，电动机工作时拉绳子的功率且保持不变，为
P?由P?W180J??180W t1sWFs??Fv可知，绳子自由端运动的最小速度 ttv绳?P180W??0.6m/s F300N则物体向下运动的最小速度
11v?v绳??0.6m/s?0.2m/s
33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
W有用??F浮?GA?h
总功
W总?Fs?滑轮组机械效率的最大值
1?F?GA?G动??3h??F浮?GA?G动?h 3浮F浮?GA1000N?400N??100%?66.7%F浮?GA?G动1000N?400N?300N??W有用W总??F?F浮浮?GA?G动?h?GA?h?
故D错误。
故选C。
11．工人师傅利用如图所示的两种方式将重均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是
A．甲乙两种方式都省一半的力 B．甲方式F1由150N保持不变 C．乙方式机械效率约为83.3% D．乙方式F2的功率为3W 【答案】BC 【解析】 【详解】
A．甲图中，F1为动力，已知OB＝2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1＝150N； 由图乙可知，n＝3，不计绳重和摩擦，则故 A 错误；
B．甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B正确； C．不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为：
11（G+G动）=（300N+60N）＝120N， 33??W有G300N===83.3% ， W总G?G动300N+60N故C正确；
D．乙方式中F2＝120N，绳子的自由端的速度为
v绳＝0.01m/s×3＝0.03m/s，
则乙方式F2的功率为：
P＝F2v绳＝120N×0.03m/s＝3.6W，
故 D 错误。
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v1， 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
∶3（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，η2，已知?∶1?2?4g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F2.则（ ）
A．v1=1 m/s 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A．物体下降速度为
B．η1=62.5%。 C．F2 =525 N D．F浮=120 N
v?h3m?=1m/s t3s因为有4段绳子，所以工人放绳的速度为
v1?4v物?4?1m/s?4m/s
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
s?4h?4?3m?12m
放绳子的做的有用功
W有用?Gh?160N?3m?480J
放绳子的做的总功
W总?Fs?50N?12m?600J
滑轮组的效率
?1?故B不符合题意；
W有用480J?100%??100%?80% W总600JCD．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F?1(G?G)可得，动滑轮重力 n动G动?4F?G?4?50N?160N?40N
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
?2??1??80%?60%
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
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中考物理机械效率的计算热点考点难点附答案
