2020-2021培优机械效率的计算辅导专题训练及答案

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题

1．如图所示，工人师傅用 500N 的拉力向下拉绳，使重为 900N 的物体在 10s 内匀速上升了 3m ，此过程中忽略绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A ．人通过滑轮组做的有用功为 1500J

B ．拉力 F 的功率为 150W

C ．动滑轮重为 200N

D ．滑轮组的机械效率为 90％ 【答案】D 【解析】 【详解】

A ．人通过滑轮组做的有用功是

900N 3m 2700J W Gh ==?=有用

A 错误；

B ．物体在10s 内匀速上升了3m ，托着动滑轮的绳子有两条，那么人手拉的绳子那端移动距离是

23m 6m s =?=

移动的速度是

6m 0.6m/s 10s

s v t =

== 可知拉力F 的功率为

F 500N 0.6m/s 300W P Fv ==?=

B 错误；

C ．由题意可知，忽略绳重和摩擦，托着动滑轮的绳子有两条，那么

2G G F +=动物

解得

2-2500N -900N 100N G F G ==?=动物

即动滑轮重为100N ，C 错误； D ．滑轮组的总功是

500N 6m 3000J W Fs ==?=总

由上述可知，滑轮组的机械效率为

2700J

100%100%90%3000J

W W η=

?=

?=有用总

D 正确。 故选D 。

2．一台起重机将3600N 的货物提高4m ，如果额外功是9600J ，则该起重机做的有用功是_______J ，机械效率是______。 【答案】1.44×104 60% 【解析】 【分析】

起重机是用来提升重物的，所以对重物做的功是有用功，总功是指有用功与额外功的和，从而根据机械效率的公式，，可求得机械效率。 【详解】

[1]该起重机做的有用功

43600N 4m 1.4410J W Gh ==?=?有

[2]该起重机的机械效率

44

1.4410J 100%100%60%1.4410J 9600J

W W η?=?=?=?+有总

3．如图的装置中，物体B 重为30N ，每个滑轮重均为6N ，不计绳重及滑轮的摩擦。现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ，物体B 也随滑轮匀速上升。则物体A 受到的摩擦力为_________N ，滑轮组的机械效率为_________%（百分号前保留2位小数）。

【答案】8 83.33 【解析】 【分析】

【详解】

[1]物体B 重30N ，动滑轮重6N ，滑轮组需要提升的动滑轮与物体B 总重为

30N+6N=36N

三段绳子与动滑轮接触，不考虑绳子重及摩擦，则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加

36N 312N ÷=

的力，物体才能匀速上升，以物体A 为研究对象，其左边的绳子对其施加了向左的12N 的

拉力，它受到的向右的拉力为20N ，物体A 处于匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，则其受到的向左的摩擦力为

20N －12N=8N

[2]滑轮组的机械效率为

''B B B 30N 83.33%33312N

W G h G h G F s W Fs Fs F h F η=======??有总

4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F A 、F B 匀速提升重力为G A 、G B 的A 、B 两物体，不计绳重和摩擦．若G A ＞G B ，则η甲_____η乙；若F A =F B ，则G A _____G B ．（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞ ＜ 【解析】 【分析】 【详解】

不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%，因物体的重力G 越大，

1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，G A ＞G B 时，η甲＞η乙；由图可

知，n 甲=2，n 乙=3，由F=（G+G 动）可得，提升物体的重力：G=nF ﹣G 动，则F A =F B 时，提升物体的重力关系为G A ＜G B ．

5．如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105W ，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F 随时间t 的变化关系如图乙所示，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】5610? 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

356010kg 10N/kg 610N F =??=?浮

[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

0.5m/s 50s 25m s vt ==?=

这段时间牵引力所做的功是

46810N 25m 210J W Fs ==??=?牵

总功是

561.610W 50s 810J W Pt ==??=?总

那么太阳能船的效率是

66210J

100%100%25%810J

W W η?=?=?=?牵

总

6．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重4.2×103N 的物体时，物体5s 内上升了10m ，此过程中有用功为_____J ，钢丝绳移动的速度为_____m/s ；若此时滑轮组的机械效率为70%，则拉力F 为_____N ，拉力F 的功率为_____W 。

【答案】4.2×104 6 2000 1.2×104 【解析】 【分析】 【详解】

[1]滑轮组在匀速起吊物体的过程中做的有用功为

34有物 4.210N 10m 4.210J W G h ==??=?

[2]看图可知绳子股数n =3。钢绳末端移动距离为

310m 30m s nh ==?=

则钢绳移动的速度为

绳30m 6m s 5s

s v t =

=

= [3]由滑轮组机械效率

有物物总100100100s W G h G

W F nF η=

?%=?%=?% 得

3物 4.210N 2000N 370G F n η?===?%

[4]拉力功率

4绳总

绳2000N 6m s 1.210W Fs W P Fv t t

=

===?=?

7．如图所示，在40N 的水平拉力F 作用下，将重700N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为100N 。则滑轮组的机械效率为________；若物体的运动速度为0.2m/s ，则拉力F 的功率为________W 。

【答案】83.3% 24 【解析】 【详解】

[1]从图中可以看到，有三根绳子托着动滑轮，那么绳端移动的距离s 与重物水平移动的距

离's 的关系是'

1

3

s s =

，由于物体沿水平地面做匀速直线运动，水平方向受力平衡，可知动滑轮对重物的拉力是

'100N F f ==滑

则滑轮组的机械效率为

''

1

100N 3100%100%100%83.3%40N s W F s W Fs s

η?=?=?=?≈?有用总

[2]若物体的运动速度为0.2m/s ，那么绳端移动的速度

330.2m/s 0.6m/s v v ==?=绳物

可知拉力F 的功率为

40N 0.6m/s 24W P Fv ==?=绳

8．在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N 的钩码匀速向上提升，拉力为2N ，2s 内钩码上升0.2m 。此过程中有用功为_____J ，拉力做功的功率为_____W ，动滑轮的机械效率为_____%。

【答案】0.6 0.4 75％ 【解析】 【分析】 【详解】

[1]拉动的过程中做的有用功就是克服钩码重力所做的功，即为

=3N 0.2m=0.6J W G s =?物物有

[2]绳子移动的距离为

=20.2m=0.4m s ns =?绳物

拉力所做的功为

=2N 0.4m=0.8J W Fs =?总绳

拉力的功率为

0.8J

==0.4W 2s

W P t =

总 [3]动滑轮的机械效率为

0.6J

=

=75%0.8J

W W η=

有总

9．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N 的物体，拉力F 的大小为30N ．物体与地面之间的摩擦力大小为45N ，若物体在1s 内运动了2m ，A 处的绳子拉力为_____N ，滑轮组的机械效率为________．（滑轮组摩擦力及绳重不计）

【答案】45 50% 【解析】 【分析】 【详解】

[1]如图，物体与地面之间的摩擦力大小为f=45N，物体A向左做匀速直线运动，A处的绳子拉力与物体与地面之间的摩擦力平衡，故绳子拉力为45N；

[2]如图，绳子股数n=3，物体移动的距离s=2m，滑轮组对物体做的有用功为：

45N2m=90J

W fs

==?

有

，

拉力做的功即总功为：

330N32m=180J

W F s

=?=??

总

，

滑轮组的机械效率为；

90J

100%100%50%

180J

W

W

η=?=?=

有

总

10．如图，拉力F将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m，用时 1s。运动时，物体与地面之间的摩擦力为 30N，此时滑轮组的机械效率为 80%。下列说法正确的是（）

A．拉力F＝10N B．克服动滑轮重力做额外功 7.5J

C．动滑轮重 7.5N D．拉力的功率是 37.5W

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即n=3，该滑轮组的机械效率

W fs f

W Fns nF

η===

有用物

总物

则绳子自由端的拉力

30N

12.5N

3380%

f

F

η

===

??

故A错误；

B．滑轮组对物体做的有用功

30N1m30J

W fs

==?=

有用

滑轮组做的总功

312.5N 31m=37.5J W F s =?=??总

额外功为

37.5J 30J 7.5J W W W =-=-=额总有用

由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于 7.5J ，故B 错误； C ．由B 知对动滑轮重力做的额外功小于 7.5J ，动滑轮上升的高度为1m ，根据W Gh =知，动滑轮重小于 7.5N ，故C 错误； D ．拉力做的总功为37.5J ，用时 1s ，由W

P t

=

得拉力的功率为 37.51s

J

37.5W W P t =

==总 故D 正确。 故选D 。

11．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G 1=G 2的重物至相同的高度h ，若所用拉力F 1=F 2，已知甲的机械效率50%，则（不计绳重及摩擦）（ ）

A ．乙的机械效率75%

B ．乙的机械效率80%

C ．拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比3：2

D ．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比3：1 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．已知甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，由公式=有用W Gh 可知，甲、乙两个滑轮组所做的有用功相同；甲图滑轮组绳子的股数n =3，故S 甲=3h ，乙图滑轮组绳子的股数n =2，故S 乙=2h ，而拉力F 1=F 2，则甲、乙两个滑轮组所做的总功为

113W F S F h ==甲总甲

222W F S F h ==乙总乙

所以甲的机械效率为

11

50%33W Gh G W F h F η=

=

=

=有用甲总

乙的机械效率为

22

22W Gh G W F h F 有用乙总

η=

=

= 因为12F F =，

1

50%3G F =，所以 2

75%2G F η=

=乙 故A 正确，B 错误；

C ．拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比为

123

2

W F S W F S =

=总甲甲乙总乙

故C 正确； D ．因为

150%W Gh

W Gh G h

η=

=

=+有用甲总

动

化简得1G G =动，由

275%W Gh

W Gh G h

η=

=

=+有用乙总

动

解得23

G

G =

动，所以 G 动1：G 动2=G ：

3

G

=3:1 故D 正确。 故选ACD 。

12．如图所示，一工人利用如图所示的滑轮组在10s 内将质量为40kg 的物体匀速提升3m ，此过程中工人对地面的压强为6000Pa 。已知工人与地面的接触面积为500cm 2，工人的质量和动滑轮质量之和为80kg ，不计绳重和摩擦。则下列说法错误的是（ ）

A ．工人用提升400N 重物的过程中，动滑轮做的有用功为1200J

B ．工人用提升400N 重物的过程中，绳子自由端移动的速度为0.6m/s

C ．用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为80%

D ．工人的质量为60kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．动滑轮做的有用功

40kg 10N/kg 3m=1200J ===W G h m gh ??物物动有

故A 正确，不符合题意；

B ．由图知，绳子段数n =2，物体匀速提升3m ，绳子自由端移动距离s =6m ，绳子自由端移动的速度为

6m 0.6m/s 10s

s v t =

== 故B 正确，不符合题意；

CD ．工人对地面的压强为6000Pa ，工人与地面的接触面积为500cm 2=0.05m 2，所以工人对地面的压力

26000P N a 0=.30005m F pS ==?

设动滑轮质量为m 动，则人的质量

m 人=80kg -m 动

因为n =2，所以

()()11

-=-

+=-g+22

F G F G G G m g m m g =人拉人物动人物动 代入数据，得出m 动=20kg ，m 人=60kg ，故D 正确，不符合题意。 用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为

()=100%=1200%=100%=75%6+6+0000+00W G h

G W G h N

G G N N

G η=???有物物总物动物动

故C 错误，符合题意。 故选C 。

13．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（ ）

A ．拉力的大小为450 N

B ．分别用两种方法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大

C ．用图乙绕法匀速提升400N 重物时，机械效率为80%

D ．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F B 做功少 【答案】C 【解析】 【详解】

A ．忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，图甲中n =2，由

W Gh Gh G

W Fs Fnh nF

η=

===有用总 可得拉力F A 的大小：

900N 500N 290%

A G F n η=

==?，故A 错误； BD ．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F A 和F B 做功相同），机械效率也相同，故B 、D 错误； C ．图甲中，根据(2

)1

A F G G =

+动可得动滑轮的重力： 122500N 900N 100N G F G =-=?-=动；

忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率

W Gh G

W Gh G h G G η=

=

=++有用总

动动

，

则用图乙绕法匀速提升400N 重物时，其机械效率为：

400N

100%80%400N 100N

G G G η''=

=?='++动，

故C 正确。

14．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g ）在2s 内把重物G 1和G 2提高10cm ，已知F l 和F 2的大小均为2N ，不计绳重及摩擦（g 取10N/kg ）。下列说法中不正确的是（ ）

A ．重物G 1的重力大小为5.5N

B ．乙滑轮组所做的有用功是0.7J

C ．F 1和F 2做功的功率之比为3:4

D ．两个滑轮组的机械效率之比为4:3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A ．从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是

0.05kg 10N/kg 0.5N G m g ==?=动动

把动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知

113F G G =+动

解得1 5.5N G =，重物G 1的重力大小为5.5N ，A 正确，不合题意；

B ．在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知

2242F G G =+动

解得27N G =，重物升高的高度是20.1m h =，乙滑轮组所做的有用功是

227N 0.1m 0.7J W G h ==?=乙有用

乙滑轮组所做的有用功是0.7J ，B 正确，不合题意； C ．重物G 1移动的速度是

1110.1m 0.05m/s 2s

h v t =

== 甲图中绳端移动的速度是

11330.05m/s 0.15m/s v v ==?=绳

重物G 2移动的速度是

2220.1m 0.05m/s 2s

h v t =

== 乙图中绳端移动的速度是

22440.05m/s 0.2m/s v v ==?=绳

那么可知F 1和F 2做功的功率之比是

12121234P P F v F v ==绳绳：：：

F 1和F 2做功的功率之比为3:4，C 正确，不合题意； D ．甲滑轮组所做的有用功是

11 5.5N 0.1m 0.55J W G h ==?=甲有用

所做的总功是

112N 30.1m 0.6J W F s ==??=甲总

乙滑轮组所做的总功是

222N 40.1m 0.8J W F s ==??=乙总

由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是0.7J W =乙有用，那么两个滑轮组的机械效率之比是

0.55J 0.7J

::22:210.6J 0.8J

W W W W ηη===甲有用乙有用甲乙甲总乙总:

两个滑轮组的机械效率之比是22:21；D 错误，符合题意。 故选D 。

15．如图所示，重300N 的物体在20N 的水平拉力F 的作用下，以0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s ，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）

A ．拉力F 的功率为12W

B ．物体与地面间的滑动摩擦力为32N

C ．绳子自由端移动的距离为2m

D ．滑轮组做的有用功为120J

【答案】A 【解析】 【详解】

A ．拉力F 的功率为

20N 0.2m s 3=12W p Fv ==??

故A 正确；

B ．滑轮组的机械效率为

100%100%100%33W fh f W F h F

η=

==有用总 所以物体与地面间的滑动摩擦力为 3380%20N=48N f F η==??

故B 错误；

C ．绳子自由端移动的距离为

330.2m s 10s=6m s vt ==??

故C 错误；

D ．滑轮组做的有用功为

20N 0.2m s 10s 380%=96J W W Fs ηη=????有用总＝＝

故D 错误。 故选A 。

16．如图所示，用规格相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将两个重力相同的物体G 1和G 2在相同时间内匀速提升相同高度，若不计绳重和摩擦，比较甲、乙两滑轮组，下列说

A ．甲滑轮组省力，乙滑轮组的机械效率大

B ．乙滑轮组省力，乙滑轮组的机械效率大

C ．乙滑轮组省力，甲滑轮组的机械效率大

D ．甲、乙滑轮组做的有用功相同，甲、乙滑轮组机械效率一样大 【答案】D 【解析】 【详解】

由题知，动滑轮重相同，提升的物体重也相同，不计绳重及摩擦，拉力

1

F G G n

=+物动（），由图知，n 甲=3，n 乙=2，则绳端的拉力分别为：

1

3F G G =+甲物动（），

1

2

F G G =+乙物动（），

所以F F 甲乙＜，则甲滑轮组更省力；因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，由W G h =有用物、W G h =额动可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，因为W W η=有用总

，所以两滑轮组的机械效率相同；综上所述，

故选D 。

17．如图所示，拉力 F 为 5N ，物体 A 以 0.1m/s 的速度在物体 B 表面向左做匀速直线运动（B 表面足够长）；物体 B 静止在地面上，受到地面对它的水平向左 4 N 的摩擦力，弹簧测力计示数为 12N 。下列说法正确的是（ ）

A ．物体A 受到的摩擦力为 10N

B ．拉力 F 的功率为 1.5W

C ．滑轮组的机械效率为 80%

D ．拉力 F 增大到 15N 时，物体 B 开始向左运

动

【解析】 【分析】 【详解】

A ．物体

B 静止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物体B 受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A 对它向左的摩擦力，所以两个摩擦力之和为12N ，即

AB 4N 12N f +=

则AB 8N f =；根据相互作用力的知识可知，物体A 受到的摩擦力为

AB 8N f f ==

故A 错误；

B ．由图知，水平使用滑轮组，n =2，拉力端移动速度

220.1m/s 0.2m/s v v ==?=物

则拉力做功的功率

5N 0.2m/s 1W W Fs P Fv t t

=

===?= 故B 错误； C ．滑轮组的机械效率

8N 100%=100%80%25N

100%W f W nF η=

??==??有总 故C 正确；

D ．若拉力F 增大到15N 时，A 在运动过程中，A 对B 的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A 和B 之间的摩擦力不变，所以物体B 的运动状态不会改变，即物体B 仍然静止，不会向左运动，故D 错误。 故选C 。

18．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30N ，滑轮组下端挂有质量为30kg 的物体B ，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连，物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左的力F 拉动物体A ，可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B 上升的速度大小为6cm/s 。若不计绳重及绳与滑轮的摩擦，g 取10N/kg ，则下列说法中正确的是（ ）

A ．物体A 所受滑动摩擦力大小为100N

B ．F 的大小为220N

C ．F 做功的功率为42W

D ．提升物体B 时滑轮组的机械效率约为90. 9% 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．物体B 的重力

B B 30kg 10N/kg=300N G m g ==?

由图可知，3n =，不计绳重及滑轮的摩擦，A 右侧绳子对滑轮组的拉力

()B 11

300N+30N =110N 33

()F G G =+=拉动

因A 物体向右做匀速直线运动，则由二力平衡条件可得A 物体所受滑动摩擦力

110N f F ==拉

故A 错误；

B ．用水平向左的力F 拉动A 可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，因A 对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A 受到的摩擦力大小不变，又因为A 右侧绳子对A 的拉力和对滑轮组的拉力由同一根绳子承担，所以两个拉力大小相等，由力的平衡条件可得，此时水平向左的拉力

()B 11

=110N+300N+30N =220N 3()3

F f F f

G G =+++=?拉动

故B 正确； C ．拉力端移动速度

336cm/s=18cm/s=0.18m/s v v ==?物

拉力做功的功率

220N 0.18m/s=39.6W W Fs P Fv t t

=

===? 故C 错误；

D ．匀速提升物体B 时，A 对滑轮组的拉力

'220N-110N=110N F F f =-=拉

因为滑轮组的机械效率

33W Gh Gh G

W Fs F h F

η=

===?有用总 所以此时滑轮组的机械效率

B '

300N 100%90.9%33110N

G F η'=

=?≈?拉 故D 正确。

故选BD 。

19．体重为800N 的工人用图甲所示装置提升重物，AOB 是轻质杠杆，O 为支点，OA ∶OB =1∶2，动滑轮的机械效率随提升物体重力变化的图像如图乙，若提升重物的过程中绳子始终是竖直的，不计绳重与摩擦，g 取10N/kg 。则下列说法正确的是（ ）

A ．动滑轮的重力是400N

B ．用该装置匀速提起2000N 的物体，人对地面的压力是600N

C ．若工人在2s 内将重物匀速提升了0.4m ，人对绳子的拉力为300N ，则拉力的功率240W

D ．该装置的机械效率为68%时，提升重物的重力是800N 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由图乙可知，当提升重物G =600N 时，动滑轮的机械效率为60%，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率

600N

=60%600N+G W Gh G W Gh G h G G η=

=

==++有总动动动

解得

G 动=400N

故A 正确；

B ．由图知n =2，用该装置匀速提起2000N 的物体，杠杆A 端施加的拉力

() 11

(2000N 400N)1200N 22

A F G G =

+=+=动 由杠杆平衡条件可得F A ×OA =F B ×OB ，杠杆B 端施加的力

11

1200N 600N 22

A B A F OA F F OB ?=

==?= 人对地面的压力

800N 600N 200N B F G F =-=-=压人

故B 错误；

C ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，二者都是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，拉力端移动

距离等于物体升高距离的4倍，拉力端移动的速度等于物体升高速度的4倍，则拉力端移动的速度

0.4m 4440.8m /s 2s

h v v t ==?

=?=物 拉力做功功率

300N 0.8m /s 240W W Fs

P Fv t t

=

===?= 故C 正确；

D ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，不计绳重与摩擦，AOB 是轻质杠杆、质量不计；所以使用该装置做的额外功W 额=G 动h ，该装置的机械效率

68%W Gh Gh G

W Fs Gh G h G G η=

=

===++有总动动 68%400N

G

G =+

解得

G =975N

故D 错误。 故选AC 。

20．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果正确的是（ ）

A ．0s~1s 内，地面对物体的支持力是10N

B ．1s~2s 内，拉力F 做的功是62.5J

C ．2s~3s 内，拉力F 的功率是300W

D ．2s~3s 内，滑轮组的机械效率是62.5% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．从图乙可以看到，时间从第2s 到第3s 时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物

体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即

340N 120N F G G =+=?=拉动

由题意可知，0s~1s 内，地面对物体的支持力符合关系式

'

3120N F F G G +=+=支拉动

从图甲可以看到，'

30N F =拉，解得30N F =支，A 错误；

B ．从图甲可以看到，1s~2s 内，拉力F 的大小是50N ，物体上升的高度是1.25m ，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是

33 1.25m 3.75m s h ==?=

拉力F 做的功是

50N 3.75m 187.5J W Fs ==?=

拉力F 做的功是187.5J ，B 错误；

C ．2s~3s 内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F 的大小是40N ，绳端移动的速度

3 2.5m/s 7.5m/s v =?=绳

根据P Fv =可知，拉力F 的功率

40N 7.5m/s 300W P Fv ==?=绳

拉力F 的功率是300W ，C 正确； D ．2s~3s 内，物体上升的高度

3.75m-1.25m 2.5m h ==

拉力F 的大小是40N ，则滑轮组的机械效率

100N 2.5m 100%100%100%83.3%40N 3 2.5m

W Gh W Fs η?=?=?=?≈??有用功总功

滑轮组的机械效率约是83.3%，D 错误。 故选C 。