1、专题专题 06 机械效率机械效率 一、一、有用功、额外功、总功的求解：有用功、额外功、总功的求解： 1、有用功：对机械、活动有用的功。 公式：W 有用Gh（提升重物）=W 总W 额=W 总；斜面：W 有用= Gh。 2、额外功：并非需要但又不得不做的功。 公式： W 额= W 总W 有用=G 动 h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、 滑轮组） ； 斜面： W 额=fL。 3、总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式： W 总=W 有用W 额=FS= W 有用；斜面：W 总= fL+Gh=FL。 二、二、机械效率的求解：机械效率的求解： 机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式： %100 总
2、有用 W W 常考机械的有用功、总功、机械效率计算常考机械的有用功、总功、机械效率计算 简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率 杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总W有用 Fs Gh W W 总 有 滑轮组 （竖直方 向提升物 体） W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h （不计绳重和 摩擦） W额=W总W有用 W额=G动h （不计 绳重和摩擦） Fn G Fnh Gh Fs Gh W W 总 有 动动总 有 GG G hGGh Gh W W 滑轮组 （水平方 向拉动物 体） W有用=fl W总=Fs W额=W总W有用 FS fl 斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl
3、 （f 为摩擦力） W额=W总W有用 W额=fl （f 为摩擦力） Fl Gh W W 总 有 flGh Gh 考点一：考点一：滑轮的机械效率（竖直提升物体）滑轮的机械效率（竖直提升物体） 1 （2019雅安）如图是用动滑轮提升货物 A 的示意图。用 300N 竖直向上的拉力 F 使 重 500N 的货物 A 在 10s 的时间内匀速竖直上升了 2m。求： （1）提升货物所做的有用功 W有； （2）拉力通过的距离及拉力的功率 P； （3）动滑轮的机械效率 。 2 （2019镇江）如图 1 所示，装有 0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接 触面积为 0.2m2。 桶的质量忽略不计，
4、g 取 10N/kg。 （1）求桶中水的质量。 （2）求这桶水对地面的压强。 （3） 某同学用图 2 所示的滑轮组将这桶水匀速提升 2m 的过程中， 所用拉力为 40N 求 该滑轮组的机械效率。 3 （2019襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为 600N 的货物匀速提升了 2m，做 了 1500J 的功。求： （1）滑轮组的机械效率； （2）当他用 400N 的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的 15%，求提升货物 的重。 4 （2019天津）用如图所示的滑轮组，将一重为 450N 的物体以 0.1m/s 的速度匀速向上 提起 2m，拉力 F 为 200N求： （1）滑轮组的机械效率；
5、 （2）拉力 F 的功率。 考点考点二：滑轮的机械效率（水平拉动物体）二：滑轮的机械效率（水平拉动物体） 5 （2019潍坊）一辆质量为 1.5 103kg 的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和 周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 8m 距离， 汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍， 滑轮组的机械效率为80%， g取10N/kg。 在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求： （1）做的有用功； （2）作用在绳子自由端的拉力。 6 （2020哈尔滨模拟）一辆质量是 3.5 103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织 人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个
6、过程中，水平拉力 F 是 1 103N，汽 车沿水平方向匀速移动了 2m，滑轮组的机械效率为 90%求： （1）拉力 F 做的总功和有用功为多大？ （2）汽车沿水平匀速移动时，受到的阻力大小？ （3）利用学过的知识，你还有什么办法可以使汽车从泥泞中开出来？（要求体现出 所用方法和涉及的物理知识） 7 （2020广东模拟）如图所示，一个质量为 60kg 的物体，通过滑轮组在 25N 拉力作用 下以0.2m/s做匀速直线运动， 已知物体受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍 （g10N/kg） 求： （1）物体所受的重力是多少？ （2）10s 绳自由端移动的距离是多少米？ （3）该滑轮组的机械效率是多少
7、？ 8 （2019重庆模拟）利用如图所示的滑轮组，用 F1000N 的力拉绳子自由端，货物 A 以 0.2m/s 的速度匀速直线运动 15s，整个过程中，滑轮组的机械效率为 75%求： （1）货物 A 在 15s 内移动的距离： （2）这个过程中拉力 F 的功率： 考点考点三：斜面的效率三：斜面的效率 9 （2019深圳）如图所示，斜面长 s8m，高 h3m。用平行于斜面 F50N 的拉力， 将重力为 G100N 的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时 t10s。求： （1）有用功 W有； （2）拉力做功的功率 P； （3）物体受到的摩擦力 f； （4）该斜面的机械效率 。 10 （2020广
8、东模拟）如图，斜面长 s1.5m，高 h0.3m。建筑工人将重为 1000N 的 货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力 F300N忽略绳子重 力。求： （1）该过程拉力 F 做的功； （2）该装置的机械效率； （3）货物箱在斜面上受到的摩擦力大小。 考点考点四：杠杆的效率四：杠杆的效率 11（2018东莞市） 如图是建筑工地上的起重机示意图， 起重机的电动机功率为3 103W， 当它把质量为 1t 的重物匀速提起 24m 时，用时 100s。 （g10N/kg）求： （1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？ （2） 若起重机 AB 长为 20m， 吊起
9、重物时 B 端的配重质量为 4t， 为使起重机不翻倒， 则 OB 长为多少？（不计摩擦和起重机自重） 12 （2019江都区校级二模）如图所示，一根均匀的细木棒 OC，OC4OA，B 为 OC 的中点。在 C 点施力将挂在 A 点的重为 90N 的物体匀速提升 0.1m，木棒的机械效率 为 90%，不计摩擦。 求： （1）提升该物体做的有用功； （2）C 点的拉力做的总功； （3）木棒的重力。 考点考点五：综合计算五：综合计算 13 （2019西湖区校级模拟）如图所示，已知斜面长 5m，高 3m，绳端拉力为 50N利 用这个滑轮装置将重为 100N 的物体在 5s 内从斜面的底端匀速拉到顶端，
10、在此过程 中： （1）绳自由端移动的距离是多少？ （2）拉力的功率是多少？ （3）拉力的机械效率是多少？ 14 （2019鄂尔多斯）举世嘱目的港珠澳大桥于 2018 年 10 月 24 日正式通车，是集桥、 岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油 机和滑轮组将高 h1m 的实心长方体 A 从海底以 0.1m/s 的速度匀速吊出海面；图乙 是物体 A 所受拉力 F1随时间 t 变化的图象。 （海1.0 103kg/m3，g 取 10N/kg，不计 摩擦、水的阻力及绳重） 。求： （1）物体 A 的密度。 （2）当物体 A 在计时起点的位置时，上表面受到海水的压
11、力。 （3）物体 A 露出水面前，柴油机对绳的拉力 F 做的功 W 随时间 t 的变化图象，如图 丙，求此过程滑轮组的机械效率。 15 （2019齐齐哈尔）图甲是某起重船的示意图，A 处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图 乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的 体积增加了 18m3，重物在空中匀速竖直上升了 3m，所用时间为 30s。已知动滑轮总 重为 2 104N，不计钢丝绳重及摩擦。 （海水1.0 103kg/m3） （1）求该重物的重力是多少？ （2）求钢丝绳拉力 F 做功的功率是多少？ （3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。 16 （2019
12、攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重 G9 104N 的货物 A 沿斜面向上匀速运动。货物 A 的速度为 v2m/s，经过 t10s，货物 A 竖 直升高 h10m。已知汽车对绳的拉力 F 的功率 P120kW，不计绳、滑轮的质量和 摩擦，求： （1）t 时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2）汽车对绳的拉力大小； （3）斜面的机械效率。 专题专题 06 机械效率机械效率 三、三、有用功、额外功、总功的求解：有用功、额外功、总功的求解： 1、有用功：对机械、活动有用的功。 公式：W 有用Gh（提升重物）=W 总W 额=W 总；斜面：W 有用= Gh。 2、额外功：并非需要但又
13、不得不做的功。 公式： W 额= W 总W 有用=G 动 h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、 滑轮组） ； 斜面： W 额=fL。 3、总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式： W 总=W 有用W 额=FS= W 有用；斜面：W 总= fL+Gh=FL。 四、四、机械效率的求解：机械效率的求解： 机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式： %100 总 有用 W W 常考机械的有用功、总功、机械效率计算常考机械的有用功、总功、机械效率计算 简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率 杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总W有用 Fs Gh W W 总 有 滑轮组 （竖直方 向提升物 体）
14、 W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h （不计绳重和 摩擦） W额=W总W有用 W额=G动h （不计 绳重和摩擦） Fn G Fnh Gh Fs Gh W W 总 有 动动总 有 GG G hGGh Gh W W 滑轮组 （水平方 向拉动物 体） W有用=fl W总=Fs W额=W总W有用 FS fl 斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl （f 为摩擦力） W额=W总W有用 W额=fl （f 为摩擦力） Fl Gh W W 总 有 flGh Gh 考点一：考点一：滑轮的机械效率（竖直提升物体）滑轮的机械效率（竖直提升物体） 1 （2019雅安）如图是用动滑轮提升货物 A 的
15、示意图。用 300N 竖直向上的拉力 F 使 重 500N 的货物 A 在 10s 的时间内匀速竖直上升了 2m。求： （1）提升货物所做的有用功 W有； （2）拉力通过的距离及拉力的功率 P； （3）动滑轮的机械效率 。 【解析】解： （1）提升货物所做的有用功： W有用Gh500N 2m1000J； （2）使用动滑轮时，n2，拉力端通过的距离： s2h2 2m4m， 拉力 F 做的总功： W总Fs300N 4m1200J； 拉力做功的功率： P120W； （3）动滑轮的机械效率： 100%83.3%。 答： （1）提升货物所做的有用功为 1000J； （2）拉力通过的距离、拉力的功率分别为
16、 4m、120W； （3）动滑轮的机械效率为 83.3%。 2 （2019镇江）如图 1 所示，装有 0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接 触面积为 0.2m2。 桶的质量忽略不计，g 取 10N/kg。 （1）求桶中水的质量。 （2）求这桶水对地面的压强。 （3） 某同学用图 2 所示的滑轮组将这桶水匀速提升 2m 的过程中， 所用拉力为 40N 求 该滑轮组的机械效率。 【解析】解： （1）水的体积 V0.01m3， 由 可得水的质量： mV1 103kg/m3 0.01m310kg； （2）这桶水所受的重力： Gmg10kg 10N/kg100N， 桶的质量忽略不计、自重不
17、计，则水桶对地面的压力： FG100N， 这桶水对地面的压强： p500Pa； （3）由图知，承担物重的绳子股数 n3，则滑轮组的机械效率： 100%83.3%。 答： （1）这桶水的质量为 10kg。 （2）桶对地面的压强为 500Pa。 （3）滑轮组的机械效率为 83.3%。 3 （2019襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为 600N 的货物匀速提升了 2m，做 了 1500J 的功。求： （1）滑轮组的机械效率； （2）当他用 400N 的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的 15%，求提升货物 的重。 【解析】解： （1）所做的有用功： W有用Gh600N 2m1200J， 由题
18、知，工人做了 1500J 的功，即 W总1500J， 滑轮组的机械效率： 100%80%； （2）当他用 400N 的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的 15%，则有用功占 总功的为 85%，即 85%， 由图知，n3，滑轮组的机械效率 ， 所以，此时提升的物重： G3F3 85% 400N1020N。 答： （1）滑轮组的机械效率为 80%； （2）当他用 400N 的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的 15%，提升货物的 重为 1020N。 4 （2019天津）用如图所示的滑轮组，将一重为 450N 的物体以 0.1m/s 的速度匀速向上 提起 2m，拉力 F 为 200N求： （
19、1）滑轮组的机械效率； （2）拉力 F 的功率。 【解析】解： （1）工人做的有用功： W有用Gh450N 2m900J， 由图可知，滑轮组绳子的有效股数 n3，拉力端移动距离 s3h3 2m6m， 拉力做的总功： W总Fs200N 6m1200J， 滑轮组的机械效率： 100% 100%75%； （2）由 v得做功时间： t20s， 拉力做功的功率： P60W； 考点考点二：滑轮的机械效率（水平拉动物体）二：滑轮的机械效率（水平拉动物体） 5 （2019潍坊）一辆质量为 1.5 103kg 的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和 周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段
20、需移动 8m 距离， 汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍， 滑轮组的机械效率为80%， g取10N/kg。 在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求： （1）做的有用功； （2）作用在绳子自由端的拉力。 【解析】解： （1）汽车在泥泞路段受到的阻力：f0.1mg0.1 1.5 103kg 10N/kg1.5 103N； 将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F拉f1.5 103N； 所做有用功：W有F拉s车1.5 103N 8m1.2 104J， （2）由图可知 n3，则绳子移动的距离：s绳3s车3 8m24m， 由 可得总功：W总1.5 104J； 由 W总Fs绳可得，作用在绳子
21、自由端的拉力：F625N。 答： （1）做的有用功为 1.2 104J； （2）作用在绳子自由端的拉力为 625N。 6 （2020哈尔滨模拟）一辆质量是 3.5 103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织 人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力 F 是 1 103N，汽 车沿水平方向匀速移动了 2m，滑轮组的机械效率为 90%求： （1）拉力 F 做的总功和有用功为多大？ （2）汽车沿水平匀速移动时，受到的阻力大小？ （3）利用学过的知识，你还有什么办法可以使汽车从泥泞中开出来？（要求体现出 所用方法和涉及的物理知识） 【解析】解： （1）由图可知 n3，则绳端移动
22、的距离：s绳3s车3 2m6m， 拉力 F 做的总功：W总Fs绳1 103N 6m6000J， 因为机械效率 ， 所以有用功：W有W总6000J 90%5400J； （2）由 W有f s车可得，汽车受到的阻力： f2700N； （3）除了使用滑轮组外，还可以通过增大车轮与地面间的摩擦力，使汽车从泥泞中 开出来，具体方法是：向车轮与地面接触处放一些小石块、砖块，增加接触面的粗 糙程度， 增大摩擦力； 让小汽车尽量坐满人， 增大汽车对地面的压力， 增大摩擦力。 答： （1）拉力 F 做的总功和有用功分别为 6000J、5400J； （2）汽车沿水平匀速移动时，受到的阻力大小为 2700N； （3）
23、向车轮与地面接触处放一些小石块、砖块，增加接触面的粗糙程度，增大摩 擦力；让小汽车尽量坐满人，增大汽车对地面的压力，增大摩擦力。 7 （2020广东模拟）如图所示，一个质量为 60kg 的物体，通过滑轮组在 25N 拉力作用 下以0.2m/s做匀速直线运动， 已知物体受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍 （g10N/kg） 求： （1）物体所受的重力是多少？ （2）10s 绳自由端移动的距离是多少米？ （3）该滑轮组的机械效率是多少？ 【解析】解： （1）由题知，m60kg，则物体所受的重力： Gmg60kg 10N/kg600N； （2）由图知，n3，拉力端移动速度： v3v物3 0.2m/s0
24、.6m/s， 10s 绳自由端移动的距离： svt0.6m/s 10s6m； （3）物体受到的滑动摩擦力： f0.1G0.1 600N60N， 拉力端移动距离 s3s物， 滑轮组的机械效率： 100%80%。 答： （1）物体所受的重力是 600N； （2）10s 绳自由端移动的距离是 6m； （3）该滑轮组的机械效率是 80%。 8 （2019重庆模拟）利用如图所示的滑轮组，用 F1000N 的力拉绳子自由端，货物 A 以 0.2m/s 的速度匀速直线运动 15s，整个过程中，滑轮组的机械效率为 75%求： （1）货物 A 在 15s 内移动的距离： （2）这个过程中拉力 F 的功率： 【解
25、析】解： （1）由 v可知货物 A 在 15s 内移动的距离： sAvAt0.2m/s 15s3m； （2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n2， 绳子自由端移动的速度： vnvA2 0.2m/s0.4m/s， 拉力的功率： PFv1000N 0.4m/s400W。 答： （1）货物 A 在 15s 内移动的距离为 3m： （2）这个过程中拉力 F 的功率为 400W。 考点考点三：斜面的效率三：斜面的效率 9 （2019深圳）如图所示，斜面长 s8m，高 h3m。用平行于斜面 F50N 的拉力， 将重力为 G100N 的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时 t10s。求： （1）有用功 W
26、有； （2）拉力做功的功率 P； （3）物体受到的摩擦力 f； （4）该斜面的机械效率 。 【解析】解： （1）物体克服重力所做的有用功： W有用Gh100N 3m300J； （2）拉力做的总功： W总Fs50N 8m400J， 拉力做功的功率： P40W； （3）物体克服摩擦力做的额外功： W额W总W有用400J300J100J， 由 W额fs 得，物体受到的摩擦力： f12.5N； （4）该斜面的机械效率： 100% 100%75%。 答： （1）有用功 300J； （2）拉力做功的功率 40W； （3）物体受到的摩擦力 12.5N； （4）该斜面的机械效率 75%。 10 （2020广东
27、模拟）如图，斜面长 s1.5m，高 h0.3m。建筑工人将重为 1000N 的 货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力 F300N忽略绳子重 力。求： （1）该过程拉力 F 做的功； （2）该装置的机械效率； （3）货物箱在斜面上受到的摩擦力大小。 【解析】解： （1）该过程拉力 F 做的功： W总Fs300N 1.5m450J； （2）有用功： W有用Gh1000N 0.3m300J， 该装置的机械效率： 100%66.7%； （3）额外功： W额W总W有用450J300J150J， 由 W额fs 可得货物箱在斜面上受的摩擦力大小： f100N。 答： （1）该过程拉力 F 做
28、的功为 450J； （2）该装置的机械效率为 66.7%； （3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小为 100N。 考点考点四：杠杆的效率四：杠杆的效率 11（2018东莞市） 如图是建筑工地上的起重机示意图， 起重机的电动机功率为3 103W， 当它把质量为 1t 的重物匀速提起 24m 时，用时 100s。 （g10N/kg）求： （1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？ （2） 若起重机 AB 长为 20m， 吊起重物时 B 端的配重质量为 4t， 为使起重机不翻倒， 则 OB 长为多少？（不计摩擦和起重机自重） 【解析】解： （1）起重机对重物的拉力：FGmg1 1
29、03kg 10N/kg1 104N， 对重物做的功：W机械Fs1 104N 24m2.4 105J， 提起重物做功的功率：P2.4 103W； 起重机的电动机做的功：W电P电t3 103W 100s3 105J； 起重机的机械效率： 100% 100%80%。 （2）物体的质量：m物1t103kg，配重的质量：m配重4t4 103kg； 由杠杆平衡条件得：m物g （ABOB）m配重g OB， 将数据代入得：103kg 10N/kg （20mOB）4 103kg 10N/kg OB， 解得：OB4m。 答： （1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是 2.4 103W；机械效率是 80%； （
30、2） 若起重机 AB 长为 20m， 吊起重物时 B 端的配重质量为 4t， 为使起重机不翻倒， 则 OB 长为 4m。 12 （2019江都区校级二模）如图所示，一根均匀的细木棒 OC，OC4OA，B 为 OC 的中点。在 C 点施力将挂在 A 点的重为 90N 的物体匀速提升 0.1m，木棒的机械效率 为 90%，不计摩擦。 求： （1）提升该物体做的有用功； （2）C 点的拉力做的总功； （3）木棒的重力。 【解析】解： （1）有用功：W有G物h90N 0.1m9J； （2）可得总功：W总10J； （3）因为 OC4OA，B 为 OC 的中点，所以 OB2OA； 由数学知识可知，当物体上
31、升 0.1m 时，B 点（杠杆的重心）将上升 0.2m； 不计摩擦，根据 和 W额G木h可得： 90%， 解得 G木5N。 答： （1）提升该物体做的有用功为 9J； （2）C 点的拉力做的总功为 10J； （3）木棒的重力为 5N。 考点考点五：综合计算五：综合计算 13 （2019西湖区校级模拟）如图所示，已知斜面长 5m，高 3m，绳端拉力为 50N利 用这个滑轮装置将重为 100N 的物体在 5s 内从斜面的底端匀速拉到顶端，在此过程 中： （1）绳自由端移动的距离是多少？ （2）拉力的功率是多少？ （3）拉力的机械效率是多少？ 【解析】解： （1）绳端移动的距离：s2s2 5m10m
32、； （2）拉力做功 W总Fs50N 10m500J， 功率：P100W； （3）有用功：W有用Gh100N 3m300J， 拉力的机械效率： 100% 100%60%。 答： （1）绳自由端移动的距离是 10m； （2）拉力的功率是 100W； （3）拉力的机械效率是 60%。 14 （2019鄂尔多斯）举世嘱目的港珠澳大桥于 2018 年 10 月 24 日正式通车，是集桥、 岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油 机和滑轮组将高 h1m 的实心长方体 A 从海底以 0.1m/s 的速度匀速吊出海面；图乙 是物体 A 所受拉力 F1随时间 t 变化的图象。
33、 （海1.0 103kg/m3，g 取 10N/kg，不计 摩擦、水的阻力及绳重） 。求： （1）物体 A 的密度。 （2）当物体 A 在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力。 （3）物体 A 露出水面前，柴油机对绳的拉力 F 做的功 W 随时间 t 的变化图象，如图 丙，求此过程滑轮组的机械效率。 【解析】解： （1）根据图乙可知，物体完全露出水面后，拉力：F13 105N，则物体的重力 G F13 105N， 由 Gmg 可得，物体的质量：m3 104kg， 由图乙可知，物体全部浸没时，物体 A 所受的拉力：F12 105N， 则物体浸没时受到的浮力：F浮GF13 105N2 105N1
34、 105N， 由F浮水gV排可得物体的体积： VV排10m3， 物体 A 的密度：3 103kg/m3； （2）由 v可得物体在 80s 内通过的距离：svt0.1m/s 80s8m，即在计时起点 时物体上表面在水中所处的深度 hs8m， 物体上表面受到的压强：p水gh1 103kg/m3 10N/kg 8m8 104Pa， 由 VSh 可得，物体的底面积：S10m2， 则物体 A 上表面受到海水的压力：FpS8 104Pa 10m28 105N； （3）根据图丙读出物体运动 80s，拉力做的功：W总2 106J， 而有用功：W有F1s2 105N 8m1.6 106J， 滑轮组的机械效率：
35、100% 100%80%。 答： （1）物体 A 的密度为 3 103kg/m3。 （2）当物体 A 在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力为 8 105N。 （3）滑轮组的机械效率为 80%。 15 （2019齐齐哈尔）图甲是某起重船的示意图，A 处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图 乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的 体积增加了 18m3，重物在空中匀速竖直上升了 3m，所用时间为 30s。已知动滑轮总 重为 2 104N，不计钢丝绳重及摩擦。 （海水1.0 103kg/m3） （1）求该重物的重力是多少？ （2）求钢丝绳拉力 F 做功的功率是多少？ （
36、3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。 【解析】解： （1）起重船增大的浮力： F浮水gV排1 103kg/m3 10N/kg 18 m31.8 105N， 因为起重船始终漂浮， 所以该重物的重力： GF浮1.8 105N； （2）由图知，n4，不计钢丝绳重及摩擦，钢丝绳的拉力： F（G+G动） （1.8 105N+2 104N）5 104N； 拉力端移动距离 s4h4 3m12m， 拉力做的总功： W总Fs5 104N 12m6 105J， 拉力做功的功率： P2 104W； （3）拉力做的有用功： W有用Gh1.8 105N 3m5.4 105J， 滑轮组的机械效率： 100%
37、90%。 答： （1）该重物的重力是 1.8 105N； （2）钢丝绳拉力 F 做功的功率是 2 104W； （3）该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为 90%。 16 （2019攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重 G9 104N 的货物 A 沿斜面向上匀速运动。货物 A 的速度为 v2m/s，经过 t10s，货物 A 竖 直升高 h10m。已知汽车对绳的拉力 F 的功率 P120kW，不计绳、滑轮的质量和 摩擦，求： （1）t 时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2）汽车对绳的拉力大小； （3）斜面的机械效率。 【解析】解： （1）由 P可得 t 时间内汽车对绳的拉力所做的功： WPt1.2 105W 10s1.2 106J； （2）10s 内货物移动的距离：s物vt2m/s 10s20m， 由图知，n3，拉力端移动距离：s3s物3 20m60m， 由 WFs 可得汽车对绳的拉力大小： F20000N； （3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力： F拉3F3 20000N60000N， 斜面的机械效率： 100%75%。 答： （1）t 时间内汽车对绳的拉力所做的功为 1.2 106J； （2）汽车对绳的拉力大小为 20000N； （3）斜面的机械效率为 75%。
