中考物理 母题题源系列 专题12 滑轮组的机械效率（含解析）

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1、专题12滑轮组的机械效率【1】（xx年荆州卷）如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件.己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)（1）求工件在水下的深度；（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；（4）不计动滑轮

2、体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.【答案】见解析所示点睛：（1）已知超声波在海水中传播的速度以及传播的时间，利用s＝vt可以得到工件所在的深度；（2）已知海水的密度和工件所在的深度，利用P＝ρgh计算受到的压强；（3）已知作用在动滑轮上的绳子股数和自由端的拉力以及动滑轮的重力，可以得到滑轮组对水下工件的拉力；已知工件重力和滑轮组对它的拉力，可以得到工件受到的浮力；已知浮力和海水的密度，利用公式V＝V排＝得到工件的体积；（4）工件在水下匀速上升时，拉力做功为

3、总功，克服重力做的功与浮力做的功之差为有用功，利用η＝可以得到滑轮组的机械效率。【2】（xx年潍坊卷）如图所示，工人用滑轮组提升重为400N的货物所用拉力恒为240N，货物被匀速提升10m。求:（1）工人做的功（2）滑轮组的机械效率【答案】（1）4800J；（2）83.3%。（2）由题意知，提升物体做的有用功是：W有=Gh=400N×10m=4000J，所以，滑轮组的机械效率是：η=W有/W总×100%=4000J/4800J×100%≈83.3%点睛：本题考查使用滑轮组做功和机械效率的计算，解题

4、的关键是知道根据动滑轮上绳子的段数及求绳子自由端移动的距离，难度不大。【3】（xx年达州卷）如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力F1为400N，此时滑轮组的机械效率η1为75%（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，g=10N/kg）。（1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用的滑轮组是下列中的_____图。（2）工人的质量为60kg，双脚与地面接触面

5、积为2.5×10﹣3m2，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了4×104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮力_____。（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为180W，求物体上升的速度_____。【答案】A300N0.2m/s擦以及水的阻力均忽略不计，当物体完全露出水面时，F＝（G物+G动）G动＝3F﹣G物＝3×400N﹣90kg×10N/kg＝300N，此时人对地面压力：F压＝G人﹣F＝60kg×10N/kg﹣400N＝200N，物体完全浸没在水中时对滑轮组的拉力：F拉

6、'＝G物﹣F浮，完全露出后物体对滑轮组拉力F拉＝G物，所以物体被打捞出水面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，人对地面压力变小，压强变小，由p＝可得物体完全露出水面后，人对地面压力增大量：△F＝△pS＝4×104Pa×2.5×10﹣3m2＝100N，所以物体完全浸没在水中时人对地面压力F压'＝F压+△F＝200N+100N＝300N，此时人对绳子自由端拉力：F'＝G人﹣F压'＝60kg×10N/kg﹣300N＝300N，且F'＝（F拉'+G动）＝（G物﹣F浮+G动），所以：F浮＝G物+G动

7、﹣3F'＝90kg×10N/kg+300N﹣3×300N＝300N；（3）由P＝＝Fv可得，物体完全浸没在水中时绳子自由端的速度：v＝＝0.6m/s，由v＝nv物可得，物体的上升速度：v物＝＝0.2m/s。点睛：（1）由物体完全露出水面时的绳子自由端拉力、物体质量和机械效率，根据η＝计算通过动滑轮绳子的段数，从而确定所使用的滑轮组；（2）绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，由F＝（G物+G动）计算出动滑轮重力；先计算出物体被打捞出来后人对地面压力，物体被打捞出水面后对滑轮组拉力增大，绳

8、子自由端拉力随之变大，人对地面压力变小，压强变小，由F＝pS计算人对地面压力变化量，从而计算物体浸没时对绳子自由端拉力，由F'＝（F拉'+G动）＝（G物﹣F浮+G动）计算出物体受到的浮力；（3）由P＝＝Fv计算物体完全浸没在水中时绳子自由端的速度，由v＝nv物计算物体的上升速度。【4】（xx年遂宁卷）质量为60kg的工人站在水平地面上，用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体，水池底面积为15m2，物体重2000N、体积为0.1m3，物体未露出水面前，此装置机械效率为80%．（不