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专题11 功、功率、机械效率 —2022年中考物理真题分项汇编（全国通用）（第2期）
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这是一份专题11 功、功率、机械效率 —2022年中考物理真题分项汇编（全国通用）（第2期），文件包含专题11功功率机械效率解析版第2期docx、专题11功功率机械效率原卷版第2期docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
一、选择题
1.（2022·四川乐山）下列四幅图中，力有对物体做功的是（ ）。
A. 推车未推动；B. 提着滑板水平前行；
C. 搬石未搬起；D. 用绳子提升物体
【答案】D。
【解析】A．推车未推动，有力但是没有距离，劳而无功，故A不符合题意；
B．提着滑板水平前行，力与物体运动距离垂直，垂直无功，故B不符合题意；
C．搬石未搬起，有力但是没有距离，劳而无功，故C不符合题意；
D．用绳子提升物体，有力作用在物体上，并且在力的方向上移动了距离，故这个力做了功，故D符合题意。故选D。
2.（2022·四川乐山）如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（ ）。
A. 拉力F的功率为3W；
B. 1min内物体移动的距离为36m；
C. 1min内所做的有用功为1440J；
D. 该滑轮组的机械效率为85%
【答案】C。
【解析】A．拉力F的功率为
故A不符合题意；
B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为
1min内物体移动的距离为
故B不符合题意；
C．物体与地面间的滑动摩擦力为
1min内所做的有用功为
故C符合题意；
D．1min内所做的总功为
该滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。故选C。
3.（2022·河北）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. 动滑轮所受重力为10NB. 滑轮组所做的有用功为2000J
C. 工人所用拉力的功率为380WD. 滑轮组的机械效率为95%
【答案】D。
【解析】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为
故B错误；
C．由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为s=2h=2×5m=10m
工人所用拉力的功为
拉力的功率为，故C错误；
A．不计绳重及摩擦，所做的额外功为
动滑轮所受重力为，故A错误；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确。故选D。
4.（2022·四川眉山）小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）。
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。
A. ①③B. ②④C. ①②D. ③④
【答案】B。
【解析】①如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为
拉力F做功为
故①错误；
②动滑轮的重力为
故②正确；
③拉力F做的额外功为
故③错误；
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为
故④正确，故综上所述，②④正确，B正确。故选B。
5.（2022·湖南常德）如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法中正确的是（ ）。
A. F1＞F2，F1移动距离多B. F1＜F2，F2移动距离多
C. F1所做的额外功多D. 两装置的机械效率相同
【答案】D
【解析】AB．由图可知，左侧的滑轮组，n=2，则拉力为
F1移动距离为s1=2h
右侧的滑轮组，n=3，则拉力为
F2移动距离s2=3h
因此F1＞F2，F2移动距离多，故AB错误；
C．不计绳重和摩擦，提动滑轮做的功为滑轮组的额外功，两个动滑轮相同，提升相同的高度，故两个滑轮组做的额外功相同，故C错误；
D．不计绳重和摩擦滑轮组的机械效率与所提物重和滑轮重有关，与绳子的绕法无关，在提升相同物体到相同的高度，所做的有用功与额外功相同，故两装置的机械效率相同，故D正确。故选D。
6.（2022·邵阳）如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（ ）。
A. 绳子自由端移动的距离是1mB. 有用功为0.6J
C. 总功为5JD. 该装置的机械效率为80%
【答案】D。
【解析】A．由图可知，承担物重的绳子段数为n=3，当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离是
故A错误；
B．有用功为
故B错误；
C．拉力做的总功为
故C错误；
D．该装置的机械效率为
故D正确。故选D。
7.（2022·湖北武汉） 用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m，拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（ ）。
A. 66.7%，50WB. 66.7%，100WC. 75%，50WD. 75%，100W
【答案】D。
【解析】AB．一个动滑轮提升重物，一共有两段绳子分担物重，故n=2，这个动滑轮的机械效率
故AB不符合题意；
CD．绳子移动的距离为
拉力的功率分别是
故C不符合题意，D符合题意。故选D。
8.（2022·湖南岳阳）如图，用40N的拉力，在10s内将重100N的物体匀速提升3m，则该滑轮组（ ）。
A. 绳端移动的距离为6mB. 有用功为120J
C. 拉力做功的功率为36WD. 机械效率为80%
【答案】C。
【解析】A．将物体匀速提升3m，则绳端移动的距离为
故A不符合题意；
B．有用功为
故B不符合题意；
C．拉力做的功为总功，总功为
拉力做功的功率为
故C符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。故选C。
9.（2022·湖北随州）由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（ ）。
A. M是动滑轮；
B. 拉力F=2G；
C. 拉力F做的功为3Fh；
D. 拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同
【答案】B。
【解析】A．在拉力F的作用下，N会随着拉力一起移动，M不动，所以M是定滑轮，N是动滑轮，故A错误；
B．由于N是动滑轮，且n=2，不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦，拉力为F=2G
故B正确；
C．拉力F做的功为
故C错误；
D．配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍，故D错误。故选B。
10.（2022·四川达州）如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（ ）。
A. 拉力F大小为4NB. 绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C. 拉力F做功的功率为3WD. 拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
【答案】A。
【解析】B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离
s绳=ns物=3×100×10-2m=3m
绳子自由端移动的速度
故B正确，不符合题意；
AC．物体克服摩擦力做的有用功W有=fs物=12N×100×10-2m=12J
拉力做的总功
拉力F大小
拉力F做功的功率
故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功W额=W总-W有=15J-12J=3J
故D正确，不符合题意。故选A。
11.（2022·四川成都B）小武用如图所示滑轮组匀速提升500N的重物，10s内物体上升了1m，大滑轮重20N，每个小滑轮重10N，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为200N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列结论正确的是（ ）。
A. 动滑轮对重物做的功为520JB. 小武施加的拉力的功率为52W
C. 使用此滑轮组能匀速提起重为570N的物体D. 若机械效率为80%，则提升的物重为160N
【答案】BC。
【解析】A．由受力分析可知，动滑轮对重物的拉力F拉等于重物的重力G，即F拉=G=500N
重物上升的高度为h=1m，故由W=Fs可得，动滑轮对重物做的功为W=Gh=500N×1m=500J
故A错误；
B．由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端的拉力为
绳子自由端移动的距离为s=3h=3×1m=3m
故绳子自由端的拉力做的功为
故由可得，拉力的功率为
故B正确；
C．由题意可知，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为F大=200N，故由
可得，使用此滑轮组能匀速提起的物体的最大重力为
G大=3F大-G动=3×200N-20N=580N
故可知使用此滑轮组能匀速提起重为570N物体，故C正确；
D．该滑轮组的机械效率为
若机械效率为80%，解得此时物体的重力为G′=80N，故D错误。故选BC。
二、填空题
12.（2022·湖南长沙） 用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。
【答案】①1.2×104；②40；③大。
【解析】[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为
W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J
[2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为W总=Pt=3000W× 10s= 3×104J
起重机的机械效率为
[3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。
13.（2022·湖南郴州）用40N水平拉力拉着重为100N的物体，在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中，重力对物体做的功为______J，水平拉力对物体做功的功率为______W。
【答案】①0；②20。
【解析】[1]做功的两个要素是：一是要有作用在物体上的力；二是物体沿受力方向移动一段距离。物体受到的重力方向竖直向下，而物体是沿水平方向运动，所以重力没有做功。
[2]物体受到的水平拉力F=40N，沿水平直线移动了5m，所以拉力对物体做的功为
W=Fs=40N×5m=200J
拉力对物体做功的功率为。
14.（2022·四川德阳）如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。
【答案】① 600；②25。
【解析】[1]刘利同学对物体做的总功为
[2] 刘利同学对物体做的有用功为
刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功
物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力。
15.（2022·四川凉山） 工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为____________J，该滑轮组的机械效率为____________。
【答案】①100；②80%。
【解析】[1]由题意可知，不考虑绳重和摩擦，则工人师傅做的额外功，就是克服动滑轮的重力所做的功，动滑轮重为100N，动滑轮被匀速提升了1m，根据公式可知，工人师傅做的额外功
工人师傅做的额外功为100J。
[2]由题意可知，货物重为400N，被匀速提升了1m，所做的有用功
所做的有用功为400J，则总功
该滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率为80%。
16.（2022·湖北十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 _____；斜面的机械效率为 _____。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 _____的方法可以提高斜面的机械效率。
【答案】①下；②80% ；③减小木板粗糙程度。
【解析】[1]货物相对斜面向上运动，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。
[2]如图所示，斜面的长度为l，其高度
斜面的机械效率
[3]斜面与地面夹角和货物质量不变，即有用功保持不变，可通过减少额外功来提高斜面的机械效率。为了减少额外功，可减小摩擦力，压力不变时，可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦，所以可通过减小木板表面的粗糙程度来提高机械效率。
17.（2022·福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
【答案】①改变力的方向；②1600。
【解析】[1]滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力。
三、计算题
18.（2022·江苏苏州）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。
（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；
（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。
【答案】（1）150N；（2）75%，60J。
【解析】（1）滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力
（2）物体上升的高度h=vt=0.1m/s×10s=1m
有用功W有=Gh=300N×1m=300J
滑轮组的机械效率
克服动滑轮做的功W动=G动h=40N×1m=40J
额外功W额=W总-W有=400J-300J=100J
克服绳重和摩擦所做的额外功W=W额-W动=100J-40J=60J。
答：（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力是150N；（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，滑轮组的机械效率是150N，克服绳重和摩擦所做的额外功是60J。
19.（2022·湖北宜昌）如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g=10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：
（1）小华的拉力是多少？
（2）小华拉力的功率是多少？
（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）100N；（2）30W；（3）90%。
【解析】（1）由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小华的拉力
（2）绳子自由端移动的距离s=6h=6×50cm=300cm=3m
拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J
拉力的功率
（3）小华做的有用功
滑轮组的机械效率。
答：（1）小华拉力是100N；（2）小华拉力的功率是30W；（3）此过程中滑轮组的机械效率是90%。
20.（2022·广东广州）如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。
（1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程
①F的功率；（ ）
②斜面的机械效率。（ ）
（2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点；
①用“●”表示货物，在方框中画出货物在O点的受力示意图；（ ）
②货物到A点时为计时起点，在图2中面出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象；（ ）
（3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）：
①在图4中画出F的力臂l；（ ）
②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4___________ F3（选填“>”、“=”、“＜”）。
【答案】①125W；②50%；③见解析；④见解析；⑤见解析；⑥>。
【解析】（1）[1]货物沿斜面运动速度
则F的功率P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W
[2]克服重物的重力做的有用功W有=Gh=500N×0.5m=250J
推力做的总功W总=F1s1=250N×2m=500J
斜面的机械效率
（2）[3]在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，此过程中货物受到竖直向下的500N的重力；竖直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于货物在100N的水平向右的推力作用下匀速运动，则货物与货柜之间的摩擦力为100N，滑行时压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即向右滑行时受到水平向左100N的摩擦力。如图所示：
[4]从A点匀速运动到B点用时1s，则0~1s货物所受摩擦力和推力是一对平衡力，大小为f=F=100N
在B点撒去F，货物持续运动0.5s停在D点，则货物在0.2s内处于滑行阶段，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即0~1.2s货物所受摩擦力一直为100N，则绘制f-t图像如下：
（3）[5]过支点O作力F3的垂线段即为绳子的拉力F的力臂l，如图所示：
[6]绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，此时F4力臂比F3的力臂要短，而阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，F4大于F3。
21.（2022·湖北十堰）小明携带质量为10kg的行李箱乘坐高速列车从十堰到汉口。列车经过的部分站点时刻表如下：
请你根据以上信息，解决下列问题：（g取10N/kg）
（1）行李箱底部与水平行李架的接触面积约为0.2m2，求行李箱对行李架的压强；
（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为多少km/h？
（3）若列车在襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶，牵引力恒为3×105N，电能转化成机械能的效率为70%，求列车在此区间运行过程中消耗的总功率。
【答案】（1）500Pa；（2）180km/h；（3）2×107W。
【解析】（1）行李箱对行李架的压强
（2）十堰东站到襄阳东站运行的时间t=13∶27-12∶27=1h
十堰东站到襄阳东站运行的速度
（3）襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶的速度
电能转化成机械能的效率；
可得列车消耗的总功率。
答：（1）行李箱对行李架的压强是500Pa；（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为180km/h；（3）列车在此区间运行过程中消耗的总功率2×107W。
22.（2022·贵州黔东南）据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力，对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里，设计时速100公里。周末，小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩，人和车的总质量为1.5t，四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍（取g=10N/kg），求：
（1）因车发生故障，当车停在水平应急道上（人未下车）时，车对水平地面的压强；
（2）若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s，此过程小汽车牵引力的功率。
【答案】（1）；（2）。
【解析】（1）汽车和人的总质量
汽车和人对地面的压力等于人和车的总重力
汽车静止时对地面的压强
（2）车在某平直路段匀速行驶，牵引力等于摩擦阻力
此过程小汽车牵引力的功
汽车牵引力做功的功率 。
答：（1）汽车静止在水平地面时对地面的压强为7.5x10 Pa；（2）此过程中汽车牵引力所做的功。
23.（2022·贵州黔东南）如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；
（3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。
【答案】（1）；（2）；（3）80%。
【解析】（1）物体还未露出水面时，排开液体体积
还未露出水面时受到的浮力
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面处水的深度
它的下表面受到水的压强
它的下表面受到水的压力
（3）物体M的重力
此滑轮组的机械效率。
答：（1）还未露出水面时受到的浮力为；（2）它的下表面受到水的压力为；（3）此滑轮组的机械效率为80%。
24.（2022·青海）某建筑工人用300N的拉力，在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m，如图所示。若不计摩擦和绳重，请你完成下列计算：
（1）动滑轮的重力；
（2）工人做功的功率；
（3）该装置的机械效率。
【答案】（1）100N；（2）144W；（3）89%。
【解析】（1）由图可知，绳子的有效股数n=3，不计摩擦和绳重，动滑轮的重力
G动=3F-G=3×300N-800N=100N
（2）当水泥提升4m时，绳子自由端所移动的距离s=3×4m=12m
工人做的总功W总=Fs=300N×12m=3600J
工人做功的功率
（3）有用功W有=Gh=800N×4m=3200J
该装置的机械效率 。
答：（1）动滑轮的重力是100N；（2）工人做功的功率是144W；（3）该装置的机械效率是89%。站次
站名
到达时间
开车时间
运行时间
运行里程
1
十堰东
——
12∶27
——
0
2
襄阳东
13∶27
13∶31
60min
180km
3
汉口
15∶11
——
100min
460km
一、选择题
1.（2022·四川乐山）下列四幅图中，力有对物体做功的是（ ）。
A. 推车未推动；B. 提着滑板水平前行；
C. 搬石未搬起；D. 用绳子提升物体
【答案】D。
【解析】A．推车未推动，有力但是没有距离，劳而无功，故A不符合题意；
B．提着滑板水平前行，力与物体运动距离垂直，垂直无功，故B不符合题意；
C．搬石未搬起，有力但是没有距离，劳而无功，故C不符合题意；
D．用绳子提升物体，有力作用在物体上，并且在力的方向上移动了距离，故这个力做了功，故D符合题意。故选D。
2.（2022·四川乐山）如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（ ）。
A. 拉力F的功率为3W；
B. 1min内物体移动的距离为36m；
C. 1min内所做的有用功为1440J；
D. 该滑轮组的机械效率为85%
【答案】C。
【解析】A．拉力F的功率为
故A不符合题意；
B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为
1min内物体移动的距离为
故B不符合题意；
C．物体与地面间的滑动摩擦力为
1min内所做的有用功为
故C符合题意；
D．1min内所做的总功为
该滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。故选C。
3.（2022·河北）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. 动滑轮所受重力为10NB. 滑轮组所做的有用功为2000J
C. 工人所用拉力的功率为380WD. 滑轮组的机械效率为95%
【答案】D。
【解析】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为
故B错误；
C．由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为s=2h=2×5m=10m
工人所用拉力的功为
拉力的功率为，故C错误；
A．不计绳重及摩擦，所做的额外功为
动滑轮所受重力为，故A错误；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确。故选D。
4.（2022·四川眉山）小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）。
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。
A. ①③B. ②④C. ①②D. ③④
【答案】B。
【解析】①如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为
拉力F做功为
故①错误；
②动滑轮的重力为
故②正确；
③拉力F做的额外功为
故③错误；
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为
故④正确，故综上所述，②④正确，B正确。故选B。
5.（2022·湖南常德）如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法中正确的是（ ）。
A. F1＞F2，F1移动距离多B. F1＜F2，F2移动距离多
C. F1所做的额外功多D. 两装置的机械效率相同
【答案】D
【解析】AB．由图可知，左侧的滑轮组，n=2，则拉力为
F1移动距离为s1=2h
右侧的滑轮组，n=3，则拉力为
F2移动距离s2=3h
因此F1＞F2，F2移动距离多，故AB错误；
C．不计绳重和摩擦，提动滑轮做的功为滑轮组的额外功，两个动滑轮相同，提升相同的高度，故两个滑轮组做的额外功相同，故C错误；
D．不计绳重和摩擦滑轮组的机械效率与所提物重和滑轮重有关，与绳子的绕法无关，在提升相同物体到相同的高度，所做的有用功与额外功相同，故两装置的机械效率相同，故D正确。故选D。
6.（2022·邵阳）如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（ ）。
A. 绳子自由端移动的距离是1mB. 有用功为0.6J
C. 总功为5JD. 该装置的机械效率为80%
【答案】D。
【解析】A．由图可知，承担物重的绳子段数为n=3，当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离是
故A错误；
B．有用功为
故B错误；
C．拉力做的总功为
故C错误；
D．该装置的机械效率为
故D正确。故选D。
7.（2022·湖北武汉） 用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m，拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（ ）。
A. 66.7%，50WB. 66.7%，100WC. 75%，50WD. 75%，100W
【答案】D。
【解析】AB．一个动滑轮提升重物，一共有两段绳子分担物重，故n=2，这个动滑轮的机械效率
故AB不符合题意；
CD．绳子移动的距离为
拉力的功率分别是
故C不符合题意，D符合题意。故选D。
8.（2022·湖南岳阳）如图，用40N的拉力，在10s内将重100N的物体匀速提升3m，则该滑轮组（ ）。
A. 绳端移动的距离为6mB. 有用功为120J
C. 拉力做功的功率为36WD. 机械效率为80%
【答案】C。
【解析】A．将物体匀速提升3m，则绳端移动的距离为
故A不符合题意；
B．有用功为
故B不符合题意；
C．拉力做的功为总功，总功为
拉力做功的功率为
故C符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。故选C。
9.（2022·湖北随州）由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（ ）。
A. M是动滑轮；
B. 拉力F=2G；
C. 拉力F做的功为3Fh；
D. 拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同
【答案】B。
【解析】A．在拉力F的作用下，N会随着拉力一起移动，M不动，所以M是定滑轮，N是动滑轮，故A错误；
B．由于N是动滑轮，且n=2，不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦，拉力为F=2G
故B正确；
C．拉力F做的功为
故C错误；
D．配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍，故D错误。故选B。
10.（2022·四川达州）如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（ ）。
A. 拉力F大小为4NB. 绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C. 拉力F做功的功率为3WD. 拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
【答案】A。
【解析】B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离
s绳=ns物=3×100×10-2m=3m
绳子自由端移动的速度
故B正确，不符合题意；
AC．物体克服摩擦力做的有用功W有=fs物=12N×100×10-2m=12J
拉力做的总功
拉力F大小
拉力F做功的功率
故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功W额=W总-W有=15J-12J=3J
故D正确，不符合题意。故选A。
11.（2022·四川成都B）小武用如图所示滑轮组匀速提升500N的重物，10s内物体上升了1m，大滑轮重20N，每个小滑轮重10N，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为200N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列结论正确的是（ ）。
A. 动滑轮对重物做的功为520JB. 小武施加的拉力的功率为52W
C. 使用此滑轮组能匀速提起重为570N的物体D. 若机械效率为80%，则提升的物重为160N
【答案】BC。
【解析】A．由受力分析可知，动滑轮对重物的拉力F拉等于重物的重力G，即F拉=G=500N
重物上升的高度为h=1m，故由W=Fs可得，动滑轮对重物做的功为W=Gh=500N×1m=500J
故A错误；
B．由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端的拉力为
绳子自由端移动的距离为s=3h=3×1m=3m
故绳子自由端的拉力做的功为
故由可得，拉力的功率为
故B正确；
C．由题意可知，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为F大=200N，故由
可得，使用此滑轮组能匀速提起的物体的最大重力为
G大=3F大-G动=3×200N-20N=580N
故可知使用此滑轮组能匀速提起重为570N物体，故C正确；
D．该滑轮组的机械效率为
若机械效率为80%，解得此时物体的重力为G′=80N，故D错误。故选BC。
二、填空题
12.（2022·湖南长沙） 用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。
【答案】①1.2×104；②40；③大。
【解析】[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为
W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J
[2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为W总=Pt=3000W× 10s= 3×104J
起重机的机械效率为
[3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。
13.（2022·湖南郴州）用40N水平拉力拉着重为100N的物体，在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中，重力对物体做的功为______J，水平拉力对物体做功的功率为______W。
【答案】①0；②20。
【解析】[1]做功的两个要素是：一是要有作用在物体上的力；二是物体沿受力方向移动一段距离。物体受到的重力方向竖直向下，而物体是沿水平方向运动，所以重力没有做功。
[2]物体受到的水平拉力F=40N，沿水平直线移动了5m，所以拉力对物体做的功为
W=Fs=40N×5m=200J
拉力对物体做功的功率为。
14.（2022·四川德阳）如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。
【答案】① 600；②25。
【解析】[1]刘利同学对物体做的总功为
[2] 刘利同学对物体做的有用功为
刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功
物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力。
15.（2022·四川凉山） 工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为____________J，该滑轮组的机械效率为____________。
【答案】①100；②80%。
【解析】[1]由题意可知，不考虑绳重和摩擦，则工人师傅做的额外功，就是克服动滑轮的重力所做的功，动滑轮重为100N，动滑轮被匀速提升了1m，根据公式可知，工人师傅做的额外功
工人师傅做的额外功为100J。
[2]由题意可知，货物重为400N，被匀速提升了1m，所做的有用功
所做的有用功为400J，则总功
该滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率为80%。
16.（2022·湖北十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 _____；斜面的机械效率为 _____。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 _____的方法可以提高斜面的机械效率。
【答案】①下；②80% ；③减小木板粗糙程度。
【解析】[1]货物相对斜面向上运动，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。
[2]如图所示，斜面的长度为l，其高度
斜面的机械效率
[3]斜面与地面夹角和货物质量不变，即有用功保持不变，可通过减少额外功来提高斜面的机械效率。为了减少额外功，可减小摩擦力，压力不变时，可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦，所以可通过减小木板表面的粗糙程度来提高机械效率。
17.（2022·福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
【答案】①改变力的方向；②1600。
【解析】[1]滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力。
三、计算题
18.（2022·江苏苏州）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。
（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；
（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。
【答案】（1）150N；（2）75%，60J。
【解析】（1）滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力
（2）物体上升的高度h=vt=0.1m/s×10s=1m
有用功W有=Gh=300N×1m=300J
滑轮组的机械效率
克服动滑轮做的功W动=G动h=40N×1m=40J
额外功W额=W总-W有=400J-300J=100J
克服绳重和摩擦所做的额外功W=W额-W动=100J-40J=60J。
答：（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力是150N；（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，滑轮组的机械效率是150N，克服绳重和摩擦所做的额外功是60J。
19.（2022·湖北宜昌）如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g=10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：
（1）小华的拉力是多少？
（2）小华拉力的功率是多少？
（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）100N；（2）30W；（3）90%。
【解析】（1）由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小华的拉力
（2）绳子自由端移动的距离s=6h=6×50cm=300cm=3m
拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J
拉力的功率
（3）小华做的有用功
滑轮组的机械效率。
答：（1）小华拉力是100N；（2）小华拉力的功率是30W；（3）此过程中滑轮组的机械效率是90%。
20.（2022·广东广州）如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。
（1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程
①F的功率；（ ）
②斜面的机械效率。（ ）
（2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点；
①用“●”表示货物，在方框中画出货物在O点的受力示意图；（ ）
②货物到A点时为计时起点，在图2中面出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象；（ ）
（3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）：
①在图4中画出F的力臂l；（ ）
②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4___________ F3（选填“>”、“=”、“＜”）。
【答案】①125W；②50%；③见解析；④见解析；⑤见解析；⑥>。
【解析】（1）[1]货物沿斜面运动速度
则F的功率P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W
[2]克服重物的重力做的有用功W有=Gh=500N×0.5m=250J
推力做的总功W总=F1s1=250N×2m=500J
斜面的机械效率
（2）[3]在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，此过程中货物受到竖直向下的500N的重力；竖直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于货物在100N的水平向右的推力作用下匀速运动，则货物与货柜之间的摩擦力为100N，滑行时压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即向右滑行时受到水平向左100N的摩擦力。如图所示：
[4]从A点匀速运动到B点用时1s，则0~1s货物所受摩擦力和推力是一对平衡力，大小为f=F=100N
在B点撒去F，货物持续运动0.5s停在D点，则货物在0.2s内处于滑行阶段，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即0~1.2s货物所受摩擦力一直为100N，则绘制f-t图像如下：
（3）[5]过支点O作力F3的垂线段即为绳子的拉力F的力臂l，如图所示：
[6]绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，此时F4力臂比F3的力臂要短，而阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，F4大于F3。
21.（2022·湖北十堰）小明携带质量为10kg的行李箱乘坐高速列车从十堰到汉口。列车经过的部分站点时刻表如下：
请你根据以上信息，解决下列问题：（g取10N/kg）
（1）行李箱底部与水平行李架的接触面积约为0.2m2，求行李箱对行李架的压强；
（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为多少km/h？
（3）若列车在襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶，牵引力恒为3×105N，电能转化成机械能的效率为70%，求列车在此区间运行过程中消耗的总功率。
【答案】（1）500Pa；（2）180km/h；（3）2×107W。
【解析】（1）行李箱对行李架的压强
（2）十堰东站到襄阳东站运行的时间t=13∶27-12∶27=1h
十堰东站到襄阳东站运行的速度
（3）襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶的速度
电能转化成机械能的效率；
可得列车消耗的总功率。
答：（1）行李箱对行李架的压强是500Pa；（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为180km/h；（3）列车在此区间运行过程中消耗的总功率2×107W。
22.（2022·贵州黔东南）据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力，对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里，设计时速100公里。周末，小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩，人和车的总质量为1.5t，四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍（取g=10N/kg），求：
（1）因车发生故障，当车停在水平应急道上（人未下车）时，车对水平地面的压强；
（2）若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s，此过程小汽车牵引力的功率。
【答案】（1）；（2）。
【解析】（1）汽车和人的总质量
汽车和人对地面的压力等于人和车的总重力
汽车静止时对地面的压强
（2）车在某平直路段匀速行驶，牵引力等于摩擦阻力
此过程小汽车牵引力的功
汽车牵引力做功的功率 。
答：（1）汽车静止在水平地面时对地面的压强为7.5x10 Pa；（2）此过程中汽车牵引力所做的功。
23.（2022·贵州黔东南）如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；
（3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。
【答案】（1）；（2）；（3）80%。
【解析】（1）物体还未露出水面时，排开液体体积
还未露出水面时受到的浮力
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面处水的深度
它的下表面受到水的压强
它的下表面受到水的压力
（3）物体M的重力
此滑轮组的机械效率。
答：（1）还未露出水面时受到的浮力为；（2）它的下表面受到水的压力为；（3）此滑轮组的机械效率为80%。
24.（2022·青海）某建筑工人用300N的拉力，在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m，如图所示。若不计摩擦和绳重，请你完成下列计算：
（1）动滑轮的重力；
（2）工人做功的功率；
（3）该装置的机械效率。
【答案】（1）100N；（2）144W；（3）89%。
【解析】（1）由图可知，绳子的有效股数n=3，不计摩擦和绳重，动滑轮的重力
G动=3F-G=3×300N-800N=100N
（2）当水泥提升4m时，绳子自由端所移动的距离s=3×4m=12m
工人做的总功W总=Fs=300N×12m=3600J
工人做功的功率
（3）有用功W有=Gh=800N×4m=3200J
该装置的机械效率 。
答：（1）动滑轮的重力是100N；（2）工人做功的功率是144W；（3）该装置的机械效率是89%。站次
站名
到达时间
开车时间
运行时间
运行里程
1
十堰东
——
12∶27
——
0
2
襄阳东
13∶27
13∶31
60min
180km
3
汉口
15∶11
——
100min
460km
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