2024年天津市中考物理模拟题分类精选15.滑轮 斜面 机械效率（Word版附解析）

这是一份2024年天津市中考物理模拟题分类精选15.滑轮 斜面 机械效率（Word版附解析），共28页。
A．工人所拉绳子移动了15m
B．动滑轮所受重力为10N
C．滑轮组所做的有用功为2000J
D．滑轮组的机械效率为95%
【答案】D
【解答】解：A、由图知，承担重物绳子的段数n＝2，工人所拉绳子移动距离s＝nh＝2×5m＝10m，故A错误
B、由F＝（G+G动）可得，动滑轮重力G动＝2F﹣G＝2×200N﹣380N＝20N，故B错误；
C、滑轮组所做的有用功W有＝Gh＝380N×5m＝1900J，故C错误；
D、工人所用拉力的总功W总＝Fs＝200N×10m＝2000J，滑轮组的机械效率η＝＝＝95%，故D正确。
6．（3分）（2024•南开区一模）如图所示中的剪刀剪纸时的机械效率为80%，这表示（ ）
A．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸
B．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸
C．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有1J的功用于剪纸
D．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.8J的功用于克服额外阻力
【答案】B
【解答】解：小明在剪纸时，目的是剪纸，所以用于剪纸做的功是有用功，克服摩擦做的功为额外功，作用在剪子上的动力做的功为总功。所用剪刀的机械效率为80%，表示若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸，0.2J用于克服额外功做功，故ACD错误，B正确。
12．（2024东丽区一模）在城市的老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重350N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10s内匀速上升10m，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50N
B．工人所用拉力的功率为200W
C．滑轮组所做的有用功为3500J
D．滑轮组的机械效率为90%
【答案】AC
【详解】A．由图可知滑轮组动滑轮绕绳子的段数n=2，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
G动=nF-G=2×200N-350N=50N
故A正确；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=2×10m=20m
拉力做的总功
W总=Fs=200N×20m=4000J
拉力做功的功率
故B错误；
C．滑轮组所做的有用功
W有=Gh=350N×10m=3500J
故C正确；
D．滑轮组的机械效率
故D错误。
故选AC。
12．（2024津南区一模）如图所示，在某建设工地上工人把重1200N的物体沿着长5m、高1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为F＝300N。则（ ）
A．拉力做的功为1200J
B．斜面的机械效率为80%
C．提升物体所做的有用功为1200J
D．物体和斜面之间的摩擦力为60N
【答案】BCD
【详解】A．拉力做的功为
故A不符合题意；
BC．提升物体所做的有用功为
斜面的机械效率为
故BC符合题意；
D．额外功为
根据可得，物体和斜面之间的摩擦力为
故D符合题意。
故选BCD。
（多选）12．（3分）（2024宝坻区模拟）工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（ ）
A．绳端移动的距离为8m
B．此滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率为360W
D．若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体
【答案】CD
【解答】解：
A、由图知，n＝3，则有绳端移动的距离s绳＝nh＝3×2m＝6m，故A错误；
B、不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝≈88.9%，故B错误；
C、物体上升的速度v物＝＝＝0.4m/s，绳子自由端移动的速度v绳＝nv物＝3×0.4m/s＝1.2m/s，
不计绳重和摩擦时，拉力F＝＝＝300N，拉力做功的功率P＝Fv绳＝300N×1.2m/s＝360W，故C正确；
D、若工人对绳子最大拉力为500N时，由于不计绳重和摩擦，则最多可提起的最大物重G大＝nF大﹣G动＝3×500N﹣100N＝1400N，故D正确。
故选：CD。
（多选）12．（3分）（2024红桥区二模）工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（ ）
A．绳端移动的距离为8m
B．此滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率为360W
D．若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体
【解答】解：
A、由图知，n＝3，则有绳端移动的距离s绳＝nh＝3×2m＝6m，故A错误；
B、不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝≈88.9%，故B错误；
C、物体上升的速度v物＝＝＝0.4m/s，绳子自由端移动的速度v绳＝nv物＝3×0.4m/s＝1.2m/s，
不计绳重和摩擦时，拉力F＝＝＝300N，拉力做功的功率P＝Fv绳＝300N×1.2m/s＝360W，故C正确；
D、若工人对绳子最大拉力为500N时，由于不计绳重和摩擦，则最多可提起的最大物重G大＝nF大﹣G动＝3×500N﹣100N＝1400N，故D正确。
13．（2024河东区二模）用下图所示滑轮组送货物上楼，每件货物重为G₀，每次运送的数量不定，下图记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．该滑轮组中的动滑轮重力为
B．运送一件货物时，绳子的拉力F为
C．运送四件货物时，绳子的拉力 F为
D．运送四件货物时，滑轮组的机械效率为
【答案】BD
【详解】A．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为
由图可知，货物重为G₀时，机械效率为，则
解得该滑轮组中的动滑轮重力为
故A错误；
B．由图可知，承担物重的有效绳子段数，则运送一件货物时，绳子的拉力F为
故B正确；
C．运送四件货物时，绳子的拉力 F为
故C错误；
D．运送四件货物时，滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选BD。
12. （多选）（2024滨海新区二模）如图，将重为的物体沿斜面向上从底端匀速拉到高处，斜面长s为、高h为。若拉力F为，拉力的功率为，则（ ）
A. 斜面机械效率为B. 拉力做的总功为
C. 提升物体做的有用功为D. 物体由斜面底端运动到高处用时
【答案】AB
【解析】
【详解】B．拉力做的总功为
故B符合题意；
C．提升物体做的有用功为
故C不符合题意；
A．斜面机械效率为
故A符合题意；
D．根据公式
可得物体由斜面底端运动到高处用时为
故D不符合题意。
故选AB。
（多选）12．（3分）（2024•天津模拟）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J（不计绳重和摩擦）。下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F的功率是100W
B．动滑轮所受的重力为33N
C．物体A上升速度是0.3m/s
D．滑轮组的机械效率是90%
【答案】AD
【解答】解：A、物体A被提高了h＝4m，由于动滑轮随物体一起运动，动滑轮提升的高度也是h＝4m，有用功：W有用＝Gh＝900N×4m＝3600J，
拉力做的总功：W总＝W有用+W额＝3600J+400J＝4000J，
拉力的功率：P＝＝＝100W，故A正确；
B、不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，
由W额＝G动h得动滑轮重力：G动＝＝＝100N，故B错误；
C、物体上升的速度：v物＝＝＝0.1m/s，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝90%，故D正确。
故选：AD。
4．（2024•天津一中模拟）如图所示的滑轮组，用40N的拉力F将重为60N的物体竖直匀速提起，绳子自由端在10s内移动了5m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为60N
B．提升物体所做的有用功为400J
C．绳端拉力的功率为20W
D．滑轮组提升物体的机械效率为50%
【解答】解：A．由图可知，承担物重绳子的股数n＝2；因不计绳重和摩擦，则由F＝（G+G动）可知，动滑轮的重力为：G动＝nF﹣G＝2×40N﹣60N＝20N，故A错误；
B．物体上升的高度是h＝＝＝2.5m，提升物体所做的有用功为：
W有＝Gh＝60N×2.5m＝150J，故B错误；
C．绳端拉力做的总功是：W总＝Fs＝40N×5m＝200J，绳端拉力的功率为：
P＝＝＝20W，故C正确；
D．滑轮组提升物体的机械效率为：η＝＝＝75%，故D错误。
故选：C。
7．（2024•天津一中模拟）如图小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所用的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所用的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（ ）
A．F1＞F2，η1＝η2B．F1＞F2，η1＜η2
C．W1＜W2，η1＞η2D．W1＝W2，η1＞η2
【解答】解：
不计绳重与摩擦，使用定滑轮不能省力，甲图所用拉力等于物重；使用动滑轮可以省力，乙图所用拉力小于物重，所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力，即F1＞F2；
因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，由W有＝Gh可知两种情况的有用功相同；
甲是定滑轮，当有用功一定时，不计绳重与摩擦，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，则总功W1就少，所以定滑轮的机械效率η1高。
又因为乙是动滑轮，乙中所做的总功还包括对动滑轮所做的功，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功W2多，所以动滑轮的机械效率η2低。
综上所述，可知F1＞F2，W1＜W2，η1＞η2．故C正确，ABD错误。
故选：C。
12．（2024天津部分区二模）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重1200N的货物。当工人用的拉力拉绳时，货物没动；当工人用的拉力拉绳时，货物匀速上升。不计绳重和摩擦，下列结果正确的是（ ）
A．动滑轮的重为300N
B．用的力拉绳时，货物对水平面的压力为100N
C．货物匀速上升时，滑轮组的机械效率为60％
D．货物匀速上升时，滑轮组的机械效率为80％
【答案】AD
【详解】A．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，当工人用F2=500N的拉力拉绳时，货物匀速上升，把动滑轮和货物看成一个整体，整体受到竖直向下的重力G总、竖直向上的绳子拉力F拉，此时二力平衡，大小相等，即G总=F拉，即得，所以动滑轮的重为故A正确；
B．当绳端拉力为400N时，货箱对地面的压力F′=G货-（3F1-G动）=1200N-（3×400N-300N）=300N故B错误；
CD．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货物匀速上升高度为h，则绳子自由移动距离为提升货物做的有用为
拉力所做的总功为货物匀速上升时，滑轮组的机械效率为故C错误，D正确。
故选AD。
17. （2024南开区三模）如图所示，将重力为G的物体匀速提升h，拉力的大小为F，在此过程中所作的额外功大小为__________，用这个滑轮组提升重力为2G的物体时，该滑轮组的机械效率__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。（不计绳重和摩擦）
【答案】 ①. 3Fh﹣Gh ②. 变大
【详解】[1]不计绳重和摩擦，由题意可知，物体上升的高度为h，此过程中所做的有用功为W有＝Gh，由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，则此过程所做的总功为W总＝Fs＝3Fh
故在此过程中所作的额外功大小为W额＝W总﹣W有＝3Fh﹣Gh
[2]由题意可得，该滑轮组的机械效率为
提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大，故用这个滑轮组提升重力为2G的物体时，该滑轮组的机械效率变大。
14．（2024东丽区一模）如图，工人站在水平地面上，用竖直向下的拉力通过滑轮组将一个物体匀速提升，物体的重力为600N，滑轮组的机械效率为75%，则在拉动物体的过程中，工人所用的力为 N。

【答案】400
【详解】由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，该滑轮组的机械效率
解得工人所用的力F=400N。
19．（2024•天津一中模拟）如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6N，实验时要竖直向上匀速拉动测力计，由图可知拉力大小为 2.4 N，若钩码上升的高度为8cm；滑轮组做的有用功是 0.48 J，该滑轮组的机械效率为 83.3% 。（结果保留一位小数）
【解答】解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数是F＝2.4N；
（2）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝6N×0.08m＝0.48J；
（3）拉力移动距离：s＝nh＝3×8cm＝24cm＝0.24m，
拉力做的总功为W总＝Fs＝2.4N×0.24m＝0.576J；
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%。
故答案为：2.4；0.48；83.3%。
23．（6分）（2024•河北区二模）用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
（1）实验时应沿竖直方向 匀速 向上拉动弹簧测力计；
（2）第4次实验时所做的有用功为 0.3 J，滑轮组的机械效率η＝ 80% ；
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 大 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 无关 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 A 。
A.换用更轻的动滑轮
B.加快提升物体的速度
【解答】解：（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动。
（2）第4次实验时所做的有用功为：W有＝Gh＝6.0N×0.05m＝0.3J；W总＝Fs＝2.5N×0.15m＝0.375J；滑轮组的机械效率为：。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；
分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）A．换用更轻的动滑轮，所做的额外功越少，机械效率越高，故A符合题意；
B．加快提升物体的速度。机械效率不变，故B不符合题意。
故选：A。
故答案为：（1）匀速；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）A。
23．（6分）（2024•河东区一模）如图所示滑轮组，工人师傅利用它站在地面上用150N的拉力向下拉绳，提升重为240N的物体，物体在10s内匀速上升1m。不计绳重和摩擦，请解答下列问题：
（1）请在图中画出该滑轮组的绕线；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）见解答图；
（2）拉力的功率为30W；
（3）滑轮组的机械效率为80%。
【解答】解：
（1）图中有一个动滑轮和一个定滑轮，工人师傅利用它站在地面上用150N的拉力向下拉绳，则绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过动滑轮，然后再绕过定滑轮，依次绕成，如图所示：
（2）由图可知，承担物重的绳子股数n＝2，
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，
人的拉力做的总功：W总＝Fs＝150N×2m＝300J，
则工人做功的功率：P＝＝＝30W；
（3）人做的有用功，W有＝Gh＝240N×1m＝240J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）见解答图；
（2）拉力的功率为30W；
（3）滑轮组的机械效率为80%。
23．（8分）（2024•红桥区一模）某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子自由端的拉力为750N，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮的总重是多大？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）使用滑轮组做的有用功：
W有用＝Gh＝2700N×2m＝5400J；
（2）由图可知，承担物重的绳子股数n＝4，则s＝4h，
使用滑轮组做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝750N×4×2m＝6000J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝90%；
（3）不计绳重和摩擦力，
绳子自由端拉力：F＝×（G物+G动），
即：750N＝×（2700N+G动），
解得：G动＝300N。
答：（1）工人做的有用功是5400J；
（2）该滑轮组的机械效率是90%；
（3）动滑轮的总重力是300N。
22．（6分）（2024•河北区一模）某建筑工人用300N的拉力，在24s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）动滑轮的重力是100N；
（2）工人做功的功率是150W；
（3）该装置的机械效率是88.9%。
【解答】解：（1）由图可知，绳子的有效股数n＝3，不计摩擦和绳重，由F＝（G+G动）得动滑轮的重力：
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＝3h＝3×4m＝12m，
工人做的总功为：
W总＝Fs＝300N×12m＝3600J，
工人做功的功率为：
P＝＝＝150W；
（3）有用功为：
W有＝Gh＝800N×4m＝3200J，
该装置的机械效率为：
η＝×100%＝×100%≈88.9%。
答：（1）动滑轮的重力是100N；
（2）工人做功的功率是150W；
（3）该装置的机械效率是88.9%。
23．（2024东丽区一模）水平地面上放着重为100N的正方体物块，现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图所示，已知平行于斜面的拉力为60N，物体移动的距离为2m，升高1m，求：
（1）斜面的机械效率；
（2）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。
【答案】（1）83.3%；（2）10N
【详解】解：（1）拉力做的有用功
拉力做的总功
斜面的机械效率
（2）克服摩擦力所做的额外功
物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小
答：（1）斜面的机械效率为83.3%；
（2）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为10N。
22．（6分）（2024•和平区二模）体重较重的小明和体重较的小亮在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示，已知座椅和动滑轮的总重为150N，小亮在10s内将小明匀速拉高2m，小亮拉力的功率为150W（不计绳重和摩擦），求：
（1）小亮的拉力为多大？
（2）小明的重力为多大？
（3）该滑轮组的机械效率为多少？
（4）若小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮，小亮的重力为500N，该滑轮组的机械效率为 76.9% 。
【答案】（1）小亮的拉力为250N；
（2）小明的重力为600N；
（3）该滑轮组的机械效率为80%；
（4）76.9%。
【解答】解：
（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，由P＝可知，小亮拉力做的功：W总＝Pt＝150W×10s＝1500J，
由W＝Fs可得，小亮的拉力：F＝＝＝250N；
（2）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，小明的重力：G＝nF﹣G动＝3×250N﹣150N＝600N；
（3）小亮拉力做的有用功：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J，
该滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；
（4）不计绳重和摩擦，小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮，该滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈76.9%。
答：（1）小亮的拉力为250N；
（2）小明的重力为600N；
（3）该滑轮组的机械效率为80%；
（4）76.9%。
22．（2024南开区二模）在建筑工地，电动机利用滑轮组提升水泥，如图所示。电动机用30s的时间，将4000N的水泥匀速提升6m，电动机牵引绳子的拉力F为2400N。吊篮和绳子的质量忽略不计。求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率（百分号前保留1位小数）。
【答案】（1）960W；（2）83.3%
【详解】解：（1）由图可知，动滑轮上提升重物的绳子的股数为n=2，绳子自由端移动的距离为s=2h=2×6m=12m绳子自由端移动的速度为
拉力F做功的功率为
（2）滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F做功的功率960W；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%。
22．（2024西青区二模）小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m，用时20s。（）求：（1）建筑材料的重力；（2）拉力F的功率；（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）800N；（2）150W；（3）80%
【详解】解：（1）建筑材料的重力
（2）滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
拉力做的总功拉力的功率
（3）有用功为
滑轮组的机械效率
答：（1）建筑材料的重力是；（2）拉力的功率是；（3）滑轮组的机械效率是。
23. （2024武清区三模）如图所示，重为620N的工人站在水平地面上，利用滑轮组将重为580N的建筑材料运送到二楼，工人用200N的拉力竖直向下匀速拉绳子，使建筑材料在30s内匀速提升了3m，g取10N/kg（绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）。求：
（1）运送材料时工人做的功；
（2）此滑轮组的机械效率（保留到小数点后一位）；
（3）若工人双脚与地面的总接触面积为，则在提升建筑材料的过程中，工人对地面的压强。
【答案】（1）1800J；（2）96.7%；（3）14000Pa
【解析】
【详解】解：（1）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，拉力端移动的距离
s=nh=3×3m=9m
拉力做的总功
W总=Fs=200N×9m=1800J
（2）有用功
W有=Gh=580N×3m=1740J
此滑轮组的机械效率
（3）在提升建筑材料的过程中，地面对工人的支持力
F支=G-F=620N-200N=420N
工人对地面的压力和地面对工人的支持力是相互作用力，大小相等，地面对工人的支持力
F压=F支=420N
在提升建筑材料过程中，工人对地面的压强
答：（1）运送材料时工人做的功是1800J；
（2）此滑轮组的机械效率是96.7%；
（3）若工人双脚与地面的总接触面积为，则在提升建筑材料的过程中，工人对地面的压强是14000Pa。
24．（7分）（2024•红桥区三模）如图所示，小明通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求：
（1）绳自由端的速度的大小；
（2）动滑轮重；
（3）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率。
【答案】（1）绳自由端的速度的大小为0.3m/s；
（2）动滑轮重为120N；
（3）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率为83.3%。
【解答】解：（1）物体上升的速度：v物＝＝＝0.1m/s，
由图可知滑轮组绳子的有效股数3，则自由端绳子移动的速度：v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s；
（2）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝3F﹣G＝3×200N﹣480N＝120N；
（3）不计绳重和摩擦，当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝×100%＝83.3%。
答：（1）绳自由端的速度的大小为0.3m/s；
（2）动滑轮重为120N；
（3）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率为83.3%。
22．（6分）（2024•天津模拟）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为600N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为400N。求：
（1）工人做的有用功；（2）此过程中该装置的机械效率。
【答案】（1）工人做的有用功为3600J；（2）此过程中该装置的机械效率为75%。
【解答】解：（1）工人做的有用功：W有＝Gh＝600N×6m＝3600J；
（2）由图可知n＝2，此过程中该装置的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝75%。
答：（1）工人做的有用功为3600J；（2）此过程中该装置的机械效率为75%。
25. （2024南开区三模）如图所示，在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小程同学用3N的拉力缓慢匀速拉动绳子自由端，使钩码在4s内升高0.1m。已知每个钩码受到的重力为2N。求：在此过程中（1）拉力的有用功率；（2）拉力做的总功；（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）0.15W；（2）0.9J；（3）66.7%
【详解】解：（1）三个钩码的总重力
拉力做的有用功
拉力的有用功率
（2）由图知，n＝3，拉力端移动距离
拉力做的总功
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）拉力的有用功率为0.15W；
（2）拉力做的总功为0.9J；
（3）滑轮组的机械效率为66.7%。
23．（6分）（2024•天津模拟）如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N．某同学在2s将物体沿竖直方向匀速提升10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示。
求：（1）滑轮组的机械效率是多少？
（2）该同学提升物体的功率是多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由图可知，弹簧测力分度值为0.2N，所以绳子自由端的拉力F＝2.4N，
通过动滑轮绳子段数n＝3，
W有＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J，
W总＝Fs＝Fnh＝2.4N×3×0.1m＝0.72J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝83.3%；
（2）该同学提升物体的功率：
P＝＝＝0.36W。
答：（1）滑轮组的机械效率是83.3%；
（2）该同学提升物体的功率是0.36W。
25．（2024•天津一中模拟）工人师傅要将质量80kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用300N的拉力在20s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，求：
（1）工人做功的功率；
（2）斜面的机械效率；
（3）物体和斜面之间的摩擦力。
【解答】解：（1）工人做功：
W总＝Fs＝300N×5m＝1500J，
工人做功的功率：
P＝＝＝75W；
（2）工人做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×1.5m＝1200J，
斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%；
（3）克服摩擦力所做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J，
由W额＝fs可得，物体和斜面之间的摩擦力：
f＝＝＝60N。
答：（1）工人做功的功率为75W；
（2）斜面的机械效率为80%；
（3）物体和斜面之间的摩擦力60N。
22. （2024河西区二模）如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知物重，动滑轮重。在工人拉力F作用下，重物匀速上升，30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩擦。求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）240W；（2）83.3%
【详解】 解：（1）有用功为
额外功为
总功为
拉力做功的功率为
（2）滑轮组的机械效率
答：（1）拉力做功的功率为240W；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%。
22.（2024和平区三模） 在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体，额外功与有用功之比为1∶3；再匀速提升重为G2的物体，先后两次滑轮组提升物重之比为1∶3；若不计绳重和摩擦，求：
（1）先后两次绳端拉力之比F1∶F2；
（2）先后两次机械效率之比η1∶η2。
【答案】（1）2∶5；（2）5∶6
【解析】
【详解】解：（1）不计绳重及摩擦时，额外功W额＝G动h
有用功为W有＝G1h
额外功与有用功之比1∶3，即
先后两次滑轮组提升物重之比为1∶3，即故G1∶G2∶G动＝3∶9∶1
由受力分析知，绳子拉力为
故先后两次绳端拉力之比为
（2）机械效率为
故先后两次机械效率之比为
答：（1）先后两次绳端拉力之比F1∶F2为2∶5；
（2）先后两次机械效率之比η1∶η2为5∶6。实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15