人教版八下物理机械效率相关练习题、变式以及答案解析.pdfVIP

5.为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑

轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的

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高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示．若重物与地面的接触面积S=5×10m，

不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：

（1）在1～2s内，若重物上升1.25m，拉力F做的功W。

（2）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。

（3）若绳子能承受的最大拉力是1500N，小李体重600N，他站在地面向下拉绳子使物

体匀速上升，最大能提升多重的物体？

【思路点拨】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距

离s=3h.

（1）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉

力F的作用点下降的速度，利用W=Fs求此时拉力做功；根据拉力和物体的重力，求出动滑

轮的重力；

（2）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉

力F的作用点下降的速度，利用求拉力做功功率，知道拉力F和物重G

大小，以及S与h的关系，利用公式求滑轮组的机械效率。

（3）当绳子的拉力超过小李的体重时，他就会被拉起，所以要想站在地面向下拉绳子，

绳子的最大拉力为600N，再根据动滑轮上的绳子段数求出物体的最大重力。

【答案与解析】（1）在1～2s内，拉力F=50N，重物上升高度h=1.25m；

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拉力F的作用点下降的距离，

拉力做的功：；

绳子自由端的拉力：

动滑轮的重力为：；

（2）由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，，拉力，

∵从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n=3，

∴拉力F的作用点下降的速度，

拉力做功功率（总功率）：；

滑轮组的机械效率：

（3）绳子能承受的最大拉力是1500N，所以物体的最大重力为：；

所以：。

答：（1）在1～2s内，拉力F做的功为187.5J；

（2）在2～3s内，拉力F的功率为300W，滑轮组的机械效率为83.3%；

（3）最大能提升1750N的物体。

【总结升华】本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率的计算，能从题目提

供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。

6.（2012营口）测滑轮组机械效率时，所用实验装置如图所示。

（1）实验中要竖直向上____________拉动弹簧测力计。

（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算其机械效率为____________。

实验物重物体上升绳自由端上升机械

拉力F/N

次数G/N高度h/m距离s/m效率