圖像題03簡單機械、機械效率

（多選）1.（2023?成都）如圖甲所示裝置，小歡用力F向下拉繩子，使物體M在水平地面勻速移

動，地面ab、be粗糙程度不同。物體M重為400N,動滑輪重為5N,ab=2m,bc=3m。物體M

從a點到c點過程中，拉力F與M移動距離的關系如圖乙，不考慮物體大小對運動的影響，忽略

繩子重力及滑輪轉軸摩擦，對此過程的分析，下列結論正確的是（）

甲乙

A.繩子自由端移動的距離15m

B.拉力F做的功為840J

C.拉力F在ab段做的額外功等于在be段做的額外功

D.物體從ab段到be段，滑輪組的機械效率變大

【解答】解：A、物體M從a點到c點過程中，通過的距離為2m+3m=5m,繩子的有效段數為2,

故繩子自由端移動的距離：s=2h=2X5m=10m

故A錯誤；

B、ab=2m,bc=3m,繩子自由端移動的距離分別為：

si=2X2m=4m,S2=2X3m=6m,由圖乙知繩子的拉力分別為60N和100N,拉力做的功為：

W=Wi+W2=F1s1+F2S2=60NX4m+100NX6m=840J；

故B正確；

C、本題中，克服摩擦力做的功為有用功，忽略繩子重力及滑輪轉軸摩擦，故克服動滑輪的重力

做的功為額外功，ab段和在be段動滑輪提升的高度不同，根據W=Gh,故拉力F在ab段做的

額外功不等于在be段做的額外功；

D、使物體M在水平地面勻速移動，根據二力平衡，物體受到的滑動摩擦力等于水平面上繩子的

拉力的大小，因100N大于60N,故可知be段物體受到的滑動摩擦力大，滑輪組的機效率為:

<"有fh/_1

"一——勿方+"新〃-fh+GJi-7+G—一—=

總有額外J動,動1+;

動滑輪的重力不變，物體從ab段到be段，滑動摩擦力變大，故滑輪組的機械效率變大，故D正

確。

故選：BDo

2.（2022?通遼）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知物體M所受的重力為550N,卷揚機加在

繩子自由端的拉力F將物體M在20s內沿豎直方向勻速提升10m,拉力F做的功W隨時間t的

變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）

，〃〃〃〃〃，〃〃

F

卷揚機

亙

/〃〃〃〃/

/

1M

甲乙

A.拉力F為350N

B.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

C.動滑輪重為50N

D.該滑輪組的機械效率為83.3%

【解答】解：

A.由圖乙可知，在20s內拉力F做的功：W總=6000J,

由圖甲可知，滑輪組繩子的有效股數n=2,

則物體M沿豎直方向勻速提升10m時，繩子自由端移動的距離：s=nh=2X10m=20m,

由W總=Fs可得，拉力：F=?=嚶M=30°N，故A錯誤；

B.繩子自由端移動的速度：v=]=^=lm/s,故B錯誤；

1

C.忽略繩重及摩擦，由F=￡（G+G動）可得，動滑輪的重力：6動=1^-6=2義30（^-55（^=

50N,故C正確；

D.拉力做的有用功：W有Gh=550NX10m=5500J,滑輪組的機械效率：

T]=x100%=xl00%?91.7%,故D錯誤。

故選：C=

（多選）3.（2022?青島）如圖甲所示，工人師傅利用動滑輪將重360N的貨物勻速提起，拉力F=

200N,貨物上升的高度h與所用時間t關系的圖象如圖乙所示，不計繩重和摩擦。下列說法正確

的是（）

A.動滑輪的重力G動=20N

B.貨物上升的速度v=0.4m/s

C.拉力F的功率P=80W

D.動滑輪的機械效率n=90%

【解答】解：A、不計繩重和摩擦，由F=號（G+G動）可得，動滑輪的重力:

G動=2F-G=2X200N-360N=40N,故A錯誤;

B、由貨物上升的高度h與所用時間t關系的圖象可得，貨物上升的速度:

v~7~-0-4m/s,故B正確；

C、繩子移動的速度v繩=2v=2X0.4m/s=0.8m/s,

拉力F的功率P=""=Fv繩=200NX0.8m/s=160W,故C錯誤;

tI網

D、不計繩重和摩擦，動滑輪的機械效率n=*==感整而=9。％，故

D正確。

故選：BDo

4.（2022?鎮江）如圖1所示，輕質杠桿可繞O轉動，A點懸掛一重為12N的物體M,B點受到電

子測力計豎直向上的拉力F,杠桿水平靜止，已知OA=AB=BC,則F為6N。保持杠桿水

平靜止，將F作用點從B移至C,此過程中F方向保持不變,F的力臂記為1,則F的大小變小，

F與（;）的關系圖線為圖2中的①；將M從A移至B,再重復上述步驟，F與（3）的關系圖

線為圖2中的②（選填數字序號）。

【解答】解：（1）由圖1可知，0為杠桿的支點，B點拉力F的力臂OB=OA+AB=2OA,A點

作用力的力臂為0A,

由杠桿平衡條件可得：FXOB=GXOA,

nAnAii

解得：F=^xG=^xG=1G=/xl2N=6N；

（2）由題意可知，保持杠桿水平靜止，將F作用點從B移至C,此過程中F方向保持不變，

根據杠桿平衡條件可得：FX1=GXOA,

1

解得：F=GxtMxj……I,

由題意可知，此過程中物體M的重力G和力臂OA不變，拉力F的力臂1變大，則拉力F變小;

（3）將M從A移至B,由杠桿平衡條件可得：FX1=GXOB,

1

解得：F=GxOBxy……II,

由數學知識可知，I、II兩式中拉力F與3的關系圖線均為正比例函數，

由圖1可知，OB>OA,則n式的斜率大于I式的斜率，

1

因此將M從A移至B,F與7的關系圖線為過原點且斜率比圖線①大的圖線②。

故答案為：6；小；②。

5.（2023?南充）某人始終雙腳站在地上，用滑輪組從水池底勻速提起實心圓柱體A,如示意圖甲。

A從離開池底到剛要離開水面的過程中，其底面受到水的壓強與時間關系pA-t如圖乙。A從剛

離開池底到拉出水面并繼續向上運動的過程中，人對地面的壓強與時間關系p人-t如圖丙。A未

露出水面之前裝置的機械效率為口1，A離開水面后裝置的機械效率為口2。已知人的質量為60kg,

人雙腳站地時，與地面的接觸面積為SOOcn?,A的底面積為200cm2,qi：r）2=15：16,p水=1.0

33

X10kg/mo不計摩擦和繩重及水的阻力，g=10N/kg,A不吸且不溶于水，A底部與池底不密合,

忽略液面高度變化，圖甲中①②③④段繩均豎直。

(1)求池水深度和A的上升速度；

(2)求A的高度和未露出水面受到的浮力；

(3)求A未露出水面前人對繩的拉力和A全部露出水面后人對繩的拉力；

(4)求動滑輪的重力。

【解答】解：(1)由圖乙可知最大壓強為4Xl()4pa,深度最深，

根據液體壓強公式P=Pgh可得h池水=方=1.0x103%%要ION/的=4m；

由圖乙可知物體A從池底到離開水面底面壓強不斷減小，用時20s,

可得A的上升速度v=|==0.2m/s；

(2)由圖丙知人對地面的壓強與時間關系，第15s時壓強最大為0.4X10'pa,物體A剛要離開

水面；第20s時壓強最小為0.2Xl()4pa,物體A剛完全離開水面；

物體A的高度：h=vt=0.2m/sX5s=lm,

物體A的體積：V=Sh=200X10-4m2xim=2X10「2m3,

A未露出水面受到的浮力：F浮=p；KgV=1.0X103kg/m3xi0N/kg><2X10-2m2=200N；

(3)人的重力G=mg=60kgX10N/kg=600N,

由圖丙知人對地面的壓強與時間關系，

第15s時壓強最大為0.4義104Pa,物體A剛要離開水面，

此時人對地面壓力為F=pS=0.4X104PaX500X10-4m2=200N；

第20s時壓強最小為0.2義104Pa,物體A剛完全離開水面，

此時人對地面壓力為F=pS=0.2X104PaX500X104m2=100N；

由二力平衡可知，人的重力等于繩對人的拉力加上地面對人的支持力(地面對人的支持力和人對

地面的壓力大小相等)

所以，A未露出水面前人對繩的拉力F=600N-200N=400N,

A全部露出水面后人對繩的拉力F=600N-100N=500N；

(4)由圖甲可知，滑輪組繩子的段數n=2,

當A未露出水面前人對繩的拉力F=400N,此時G物+G動-F浮=2F=2X400N=800N,

G—F

物浮

機械效率T|l二

協一;

G物z-F浮p+動G

當A全部露出水面后人對繩的拉力F=500N,此時G物+G動=2F=2X500N=1000N,

0物

機械效率T]2=

因為“1：r)2—15：16,即16Tli=15T]2,

Gy200NG"

7曰物物

1寸10X—而麗一-13X1000N

解得G物=800N,

則動滑輪的重力：G

6.（2023?鼓樓區校級模擬）如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的

物體緩緩上升，不計繩重和摩擦。現改變的物體的重力G,則動滑輪的機械效率n與物體重力G

C.0D.0

【解答】解：

動滑輪的重力不可忽略，若不計繩重和摩擦，則克服動滑輪重力所做的功為額外功；

物重增大，有用功逐漸增大，有用功在總功中所占的比例增大，則機械效率逐漸增大，但機械效

率不可能增大到100%,只能接近100%,所以機械效率增大得越來越緩慢，機械效率T1與物體重

力G的關系并不成正比，故B正確，ACD錯誤。

故選：Bo

7.（2023?福田區模擬）如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知物體M所受的重力為550N,卷揚機

加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內沿豎直方向勻速提升10m,拉力F做的功W隨時間

t的變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）

淌

卷揚機

甲乙

A.動滑輪重為40N

B.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

C.拉力做功功率為300W

D.該滑輪組的機械效率為83.3%

【解答】解：AC.由圖甲可知n=2,

則物體M沿豎直方向勻速提升10m時，繩子自由端移動的距離：s=nh=2X10m=20m,

由圖乙可知，在20s內拉力F做的功：W總=6000J,

w

由W.B=FS可得，繩子自由端的拉力為：F=l=^M=300N，

1

忽略繩重及摩擦，由F=rG+G動）可得，動滑輪的重力：6動=旺-6=2乂3001^-55（^=50W

W.

拉力做功的功率為：P=—3=與罌=300W,故A錯誤，C正確；

B.繩子自由端移動的速度：v=|=^=lm/s,故B錯誤；

D.所做的有用功：W有Gh=550NX10m=5500J,

滑輪組的機械效率：11=W變X1OO%=||^X1OO%-91.7%,故D錯誤。

故選：Co

8.（2023?大豐區校級模擬）如圖所示，某輕質木板的左端可繞O點轉動，右端放一重為G的物塊。

當物塊向木板的左端勻速滑動時，在豎直向上的拉力F的作用下，木板始終在水平位置保持靜止。

則拉力F與物塊滑動時間t的關系圖象可能是（）

動力臂為OA=L,杠桿受到物體的壓力（阻力）P=G,阻力臂為OB,

物塊向左做勻速滑動，則阻力臂OB=OA-vt=L-vt,

因杠桿平衡，

故有：FXOA=FZXOB=GX（OA-vt）,

即：FXL=GX（L-vt）,貝l]F=G—苧t,

因G、v、L為常數，所以拉力F與運動時間t是一次函數關系，當t增大時，F減小，變化關系

為直線，故A正確。

故選：Ao

9.（2023?泉州二模）如圖，在學校科技節活動中，質量為M的小華騎著一輛質量為m的獨輪車，

以速度v從A點勻速通過一重為G的水平獨木橋，獨木橋的兩端由兩根豎直支柱支撐著。圖中

能表示B端支柱所受壓力F與時間t的關系是（）

【解答】解：重為G、長為L的水平獨木橋的兩端由兩根豎直支柱A、B支撐著，分別對水平獨

木橋的支持力為FA、FB，水平獨木橋受到重力為G,

獨輪車對獨木橋的壓力為F=（m+m人）g,

以A為支點，獨輪車對獨木橋的壓力的力臂為vt,根據杠桿平衡條件：FBL=GX■!￡+（m+m人）

gvt,

則FB=2<J+）（m+m人）gvt,

壓力與支持力是一對相互作用力，所以B端支柱所受壓力F=FB=g5+：（m+m人）gvt,

由此可知B端支柱所受壓力F與時間t是一條一次函數的圖象（不經過原點）。

故選：Co

10.（2023?萊陽市模擬）用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M,已知被提升的物體M重力為

760N,M的體積為3Xl（/3m3,在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M

以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖

乙所示，不計繩重和摩擦力大小（g取10N/kg）.下面分析中（）

①動滑輪的重力為40N

②當物體M沒有露出水面的過程中，該滑輪組提升貨物的機械效率為95%

③此過程中，繩子自由端的拉力F大小為400N

④當物體M沒有露出水面時，動滑輪下端掛鉤上繩子的拉力為730N

甲乙

A.只有①②正確B.只有②③④正確

C.只有③④正確D.只有①③正確

【解答】解:

（1）由v=*得物體運動的時間:

h_10m

二20s,

~v~0.5m/s

根據圖乙可知，此過程中繩子自由端拉力F做的總功是8000J,

由圖甲可知，滑輪組由2段繩子承擔物重，則拉力端移動距離s=2h=2X10m=20m,

由M^=Fs得拉力：

w

F=l=^=400N,故③正確；

（2）當物體M沒有露出水面時，物體受到的浮力：

F浮=p；rkgV排=「水8丫=1X103kg/m3X1ON/kgX3X103m3=30N,

不計繩重和摩擦力大小，繩子自由端的拉力F=義（G-F浮+G動），

則動滑輪的重力：G動=2F-G+F浮=2X400N-760N+30N=70N,故①錯誤;

（3）當物體M沒有露出水面時，動滑輪下端掛鉤上繩子的拉力：

Ftj=G-F浮=760N-30N=730N,故④正確；

（4）當物體M沒有露出水面時，滑輪組的機械效率:

“有（G—尸浮）九（G—F浮）九G—F浮760-30/V

11=W~r=—而—=-Fnh-=nF=2x400N義100%=91.25%,故②錯誤。

故選：Co

11.（2023?青銅峽市二模）用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N,不計端重和

摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，下列說法正確的是（）

甲乙

A.反映繩子自由端運動的圖線是B

B.動滑輪重為50N

C.3s內對物體做的有用功為900J

D.該滑輪組的效率為83.3%

【解答】解：A、由圖甲可知，n=3,則拉力端移動距離s=3h,所以圖乙中上面的傾斜直線A

是繩子自由端運動的s-t圖像，而下面的傾斜直線B是物體運動的s-t圖像，故A錯誤；

B、不計繩重和摩擦，拉力F=9（G+G動），則動滑輪重力：G動=3F-G=3X80N-200N=40N,

故B錯誤；

C、由圖乙可知，t=3s時，物體運動的高度h=1.5m,對物體做的有用功亞有=611=20（^乂1.5m

=300J,故C錯誤；

D、滑輪組的機械效率：Ti=Uxl00%=^xl00%=^xl00%=gxl00%=^Mx

VV總,,rSrTin.YLrDXOU/V

100%~83.3%,故D正確。

故選：D。

12.（2023?廣水市模擬）如圖甲所示，虛線框內是由兩個相同的滑輪安裝成的滑輪組。利用該滑輪

組提升重為270N的物體所用的拉力為100N。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示。不計繩

重和摩擦，則（）

A.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

B.滑輪組中動滑輪重ION

C.拉力的功率為50W

D.該滑輪組的機械效率為90%

【解答】解：滑輪組省力但費距離，則繩子自由端移動距離s大于物體上升的高度h,

由圖乙可知，在t=4s內，物體上升的高度h=2m,繩子自由端移動距離s=6m,

由5=如可得，滑輪組承擔物重的繩子股數：n=^=舞=3。

A、繩子自由端移動的速度：

v=*=舞=1.5m/s,故A錯誤；

B、不計繩重和摩擦，拉力F=^（G+G動），則動滑輪的重力：

G動=3F-G=3X100N-270N=30N,故B錯誤；

C、拉力做功的功率：

T47"q

P=、=，=Fv=100NX1.5m/s=150W,故C錯誤；

D、滑輪組的機械效率：

證有用Gh.GhG270N.nno/nno/士frnh施

n=析-=芯=成就=/=3X100Nxl00%=90%,故D正確；

總

故選：D。

13.（2023?玉溪一模）用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同的物體，每次物體提升的高度均為1m,

滑輪組的機械效率與物體的重力關系如圖乙所示。不計繩重和摩擦，下列分析正確的是（）

A.滑輪組中A滑輪可以省功

B.動滑輪的重力為5N

C.滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少

D.每次提升重物時，滑輪組做的額外功為10J

【解答】解：A、使用任何機械都不能省功，所以滑輪組中A滑輪可以省功，故A錯誤；

B、由圖乙可知，提升物重G=10N時，滑輪組的機械效率n=50%,

不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率為：口=1警=和%下==行給—=50%,

VV工Ull-ruCr-rCrlU/V-rtr

總動動動

則動滑輪重力為：

G動=10N,故B錯誤；

C、滑輪組的機械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯誤；

D、由題知，利用滑輪組每次物體被提升的高度均為1m,提升動滑輪上升的高度也都是1m。不

計繩重和摩擦，每次提升重物時，滑輪組做的額外功都為：W額=G動h=10NXlm=l（）J,故D

正確。

故選：D。

14.（2023?秦都區校級三模）如圖甲所示，用一個重為200N的動滑輪分別勻速提升重物A、B,在

卷揚機拉力的作用下，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖乙中圖線a、b所示。

已知重物A的重力為800N,兩次提升物體的過程中，卷揚機拉力的功率保持不變，且不計繩重

和輪與軸間的摩擦。下列說法正確的是（）

A.重物A上升的速度為20cm/s

B.重物B的重力為4000N

C.卷揚機拉力的功率為200W

D.提升重物B時動滑輪的機械效率為95%

【解答】解：A、由圖甲可知n=2,由乙圖圖象可知，提升物體A時，繩子自由端移動的距離SA

=40cm=0.4m,所用的時間tA=2.0s,

則繩子自由端的速度為：VA=件=40f=20cm/s=0.2m/s,

LA乙3

11

則物體A上升的速度：V物A=TA=2X20cm/s=10cm/s,故A錯誤；

BC、不計繩重和摩擦時拉力：F="（GA+G動）=Jx（800N+200N）=500N,

T/I7展

根據P=].=F=FV可知，拉力的功率：P=FvA=500NX0.2m/s=100W,故C錯誤；

由圖乙可知，提升物體B時，繩子自由端豎直移動的速度：VB=獸=與器=5cm/s=0.05m/s,

在這兩次提升物體的過程中，卷揚機拉力F的功率保持不變，由P=Fv可得，物體B時的拉力:

rPwow

FB/=US7?=20o0nn0nKNT,

由F=*（G+G動）可得，物體B受到的重力：GB=2FB-G動=2X2000N-200N=3800N,故B

錯誤；

CD、根據n膂=普=蠱=裊可知，提升物體B時動滑輪的機械效率：9=察

VVrSrililfirZrg

3800/V

故正確。

2X2000N=95%,D

故選：Do

15.（2023?雁塔區校級模擬）小明關注到長沙4.29樓房坍塌救援現場用到了起重機，其中涉及到滑

輪知識，他設計了圖甲所示模型裝置，虛線框內是由三個相同的滑輪安裝成的滑輪組，每個滑輪

重10N,利用該滑輪組提升質量為10kg的物體，拉力的功率為150W,物體和繩子自由端的運動

情況如圖乙所示，不計繩重，g取10N/kg,貝!]()

A.滑輪組是由一個定滑輪、兩個動滑輪構成的

B.拉力為40N

C.該滑輪組的機械效率為66.7%

D.物體上升1m過程中，滑輪組克服摩擦力做的功為50J

【解答】解：A、由圖乙可知，在t=2s內，物體上升高度h=2m,繩子自由端移動距離s=6m,

滑輪組承擔物重的繩子段數：n=?=舞=3,由三個相同的滑輪安裝成的滑輪組，如下圖所示,

滑輪組應該由兩個定滑輪、一個動滑輪構成的，故A錯誤；

B、繩端速度v=*=舞=3m/s,由P=3=牛=Fv可得，繩端拉力F=§==50N,故B

錯誤;

C、滑輪組的機械效率n=狂=瞿=等=1"裝舞"9“66.7%,故C正確;

D、物體上升高度h'=lm,有用功W^fMGhnmghnlOkgXlON/kgXlmulOOJ,繩端拉力做的

總功W,&=Fs=Fnh'=50NX3Xlm=150J,

額外功W額=W.g1-W有=150J-100J=50J,

其中克服動滑輪重力做的額外功W動=G動1/=10NXlm=10J,

不計繩重，所以克服摩擦做的額外功Wf=w額-W動=500J-10J=40J,故D錯誤。

故選：Co

16.（2023?香洲區校級三模）如圖所示，使用滑輪組勻速提升質量為mi的物體，每個滑輪的質量為

m2,在相同的時間內物體被提升的高度均為1m,不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

乙

A.滑輪組中A滑輪可以省功

B.動滑輪的重力為5N

C.滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少

D.每次提升重物時，滑輪組做的額外功為10J

【解答】解：A.根據功的原理，使用任何機械都不能省功，故A錯誤；

B.由圖乙可知，提升物重G=10N時，滑輪組的機械效率n=50%,

不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率

T|=X100%=777~~騁—x100%=hx100%=x100%=”給x100%=

卬乂小行卬+4Gh+G-hG+GF10N+GF

總有用額外動動動

50%

解得動滑輪重力為G動=10N,故B錯誤；

C.滑輪組的機械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯誤；

D.由題知，利用滑輪組每次物體被提升的高度均為1m,提升動滑輪上升的高度也都是1m,不

計繩重和摩擦，每次提升重物時，滑輪組做的額外功都為W額=6動11=1（^乂1111=10），故D正

確。

故選：D。

17.（2023?新吳區二模）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知物體M所受的重力為550N,卷

揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內沿豎直方向勻速提升10m,拉力F做的功W隨

時間t的變化圖像如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）

A.拉力F為350N

B.動滑輪重為50N

C.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

D.該滑輪組的機械效率為83.3%

【解答】解：

A.由圖乙可知，在20s內拉力F做的功：W總=6000J,

由圖甲可知，滑輪組繩子的有效股數n=2,

則物體M沿豎直方向勻速提升10m時，繩子自由端移動的距離：s=nh=2X10m=20m,

由W總=Fs可得，拉力：F=/=喘?=300N,故A錯誤；

B.忽略繩重及摩擦，由F=5（G+G動）可得，

動滑輪的重力：G動=nF-G=2X300N-550N=50N,故B正確；

C.繩子自由端移動的速度：v=*=舞=hn/s,故C錯誤；

D.拉力做的有用功：W有=Gh=550NX10m=5500J,

滑輪組的機械效率：n=薩、100%=II耨X100%-91.7%,故D錯誤。

故選：Bo

18.（2023?蒼溪縣模擬）用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率9與物重G物的關系，改變G

物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出n與G物的關系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，

則下列說法正確的是（）

A.此滑輪組動滑輪的重為5N

B.當G物=15N時，滑輪組機械效率為n=75%

C.同一滑輪組的機械效率n隨G物的增大而增大，最后等于100%

D.G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組的機械效率仍不改變

【解答】解：

A、由圖可知，G物i=12N時，滑輪組的機械效率ni=80%,

不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率警=亦/）=＞一,

總動動

即：8。％=交黑?

動

解得動滑輪重力：G動=3N,故A錯誤；

G

、同理可得，當物時，滑輪組的機械效率：

BG=15Nn'=cLJU一，J/VIkJ1Vxl00%?83.3%,

物動

故B錯誤；

C、由圖像可知，同一滑輪組機械效率口隨G物的增大而增大；但使用滑輪組時，不可避免地要克

服動滑輪重做額外功，所以總功一定大于有用功；由公式9=工筍知機械效率一定小于io。％，

&

故C錯誤；

G物

D、不計繩重和摩擦，G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，由公式TI=「的可知,該滑輪組的機

"物十"動

械效率不變，故D正確。

故選：D。

19.（2023?泰山區校級二模）小明利用如圖甲所示的滑輪組將一長方體物塊勻速打撈出水面，拉力

F隨物體被提升高度h變化的關系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，滑輪組的機械效率為90%,

不計繩重和摩擦，下列說法中（）

甲乙

①動滑輪重600N

②物塊的高度為1.1m

③物塊完全浸沒在水中時受到的浮力為1800N

④將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為720J

A.只有①③正確B.只有②④正確

C.只有③④正確D.只有①④正確

【解答】解：

③滑輪組繩子的有效股數n=3,由圖乙可知，物塊浸沒時繩子的拉力Fi=1400N,

11

繩重和摩擦忽略不計，由F=/（G+G動-F浮）可得：1400N="（G+G動-F浮）-------（1）

當物塊完全離開水面后繩子的拉力F2=2000N,

11

由F=^（G+G動）可得：2000N=@x（G+G動）-------------------（2）

由（1）（2）可得：F浮=1800N,故③正確；

②將物塊從水面相平到完全拉出水面的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h'=l.lm-0.6m

=0.5m,即物塊的高度為h'=0.5m,故②錯誤，

①繩重和摩擦忽略不計，物塊完全離開水面后，滑輪組的機械效率：

n=x]oo%=x]oo%=x]oo%,

W點（G+G/G+G動

r

BP90%=7^-x100%-------------（3）

由（2）（3）可得：G=5400N,G動=600N,故①正確；

④將物塊提升至上表面與水面相平的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h'=0.6m,拉力F

=1400N,

繩子自由端移動的距離：s=nh'=3X0.6m=1.8m,

此過程中拉力F做的功W=Fs=1400NX1.8m=2520J,故④錯誤。

故選：Ao

20.（2023?無為市三模）如圖甲，用滑輪組將重為120N的物體勻速提起，在5s內繩子自由端移動

的距離為3m,如圖乙是拉力F與繩自由端移動距離s的關系圖象，不計繩重和摩擦。則下列說

法正確的是（）

A.物體上升的速度是0.6m/s

B.拉力的功率為40W

C.動滑輪重是20N

D.該滑輪組的機械效率為80%

【解答】解：A、由圖甲可知n=3,物體上升的高度：h=J=^=lm,

nD

則物體上升的速度：v=：=^=0.2m/s,故A錯誤；

B、由圖乙可知拉力F=50N,

拉力做的總功：V\&=Fs=50NX3m=150J,

w.

拉力做功的功率：P=—，=*?=30W,故B錯誤；

C、因為不計繩重和摩擦時F=W（G+G動），所以動滑輪的重力：6動=疝-6=3*50+120N=

30N,故C錯誤；

D、拉力做的有用功：Ww=Gh=120NXlm=120J,

滑輪組的機械效率：i]=薩X1OO%=揣xl00%=80%,故D正確。

故選：Do

21.（2023?漢陰縣二模）用甲、乙兩個滑輪組分別將兩個物體在相同時間里勻速提升相同高度，拉

力分別為F甲、F乙，此過程相關數據如圖所示，則下列說法正確的是（）

A.F甲比F乙小

B.乙的機械效率更高

C.F甲功率比F乙的功率小

D.甲、乙裝置中的兩個物體質量m甲比m乙大

【解答】解：D、由圖可知，甲滑輪組中，n甲=3；乙滑輪組中，n乙=2；

由圖丙可知，甲、乙滑輪組的總功和額外功分別為：

W總甲=1200J、W額甲=600J,W總乙=800J、W額乙=200J,

甲、乙滑輪組做的有用功分別為：W有甲=W總甲-W額甲=1200J-600J=600J,

W有乙=W總乙-W額乙=800J-200J=600J，

即W有Ep=W有乙，

由于物體上升的高度相同，由W^=Gh可知，物重G甲、G乙的大小關系為：G甲=6乙，

由6=1118可知，111甲=111乙，故D錯誤；

A、由s=nh可知，繩子自由端移動距離分別為：s甲=n甲h=3h,s乙=n乙h=2h

即s甲＞s乙，

W,C八W,

由WLFS可知,兩滑輪組中，繩端拉力分別為:F產—=半,F乙==嬰=

\r-j-f（v[c3,乙

400/

~fT9

即F甲=F乙，故A錯誤;

線100%=50%,1］乙

B、甲、乙滑輪組的機械效率分別為：T|甲=r7r-----X100%=

總甲

w

X100%=黑（X100%=75%,

嘎乙800/

即n甲乙，故B正確；

C、甲、乙裝置中拉力做功的功率分別為：P^=—=P乙=上臺=竿,

即PT>P乙，故C錯誤。

故選：Bo

22.（2023?岱岳區一模）如圖甲所示，用動滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起,

拉力F隨提升高度h變化的關系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率為87.5%,

繩重和摩擦忽略不計，下列說法中正確的是（）

①物塊的邊長為0.5m

②動滑輪重為300N

③提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機械效率大于87.5%

④將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650J

A.只有①④B.只有②④C.只有③④D.只有①③

【解答】解：①動滑輪繩子的有效股數n=2,由圖乙可知，物塊浸沒時繩子的拉力Fi=1375N,

11

繩重和摩擦忽略不計，由F=（（G+G動-F浮）可得：1375N=*（G+G動-F浮）------I

當物塊完全離開水面后繩子的拉力F2=2000N,

11

由F=/（G+G動）可得：2000N=2（G+G動）-------------------II

由III可得：F浮=1250N,

因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,

P一

所以‘由F浮=p.V排可得，物塊的體積：V=V上行=I。*]03k憂KON/的=°」25m3,

由V=I?可得，物塊的邊長：L=沙=加.125-=o.5m,故①正確;

小者1y后

②繩重和摩擦忽略不計，物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率n=而亙=—

"總w/VV額外

Gh_G

Gh+G^h-G+G^

由nm可得：G=3500N,G動=500N,故②錯誤；

③繩重和摩擦忽略不計，提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機械效率：

、-有_玳有_6F@h_G-F浮_3500N-1250N

11—W~.~wJrW—（G-F,^）h+G±—G-F.^+G.-3500N—1250N+500N~8i-8/b,

總有額外'部動存動

則動滑輪的機械效率小于87.5%,故③錯誤；

④將物塊提升至上表面與水面相平的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h=0.6m,拉力F=

1375N,

繩子自由端移動的距離：s=nh=2X0.6m=1.2m,

此過程中拉力F做的功W=Fs=1375NX1.2m=1650J,故④正確。

故選：Ao

23.（2023?雁塔區校級二模）如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知物體M所受的重力為550N,

卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內沿豎直方向勻速提升10m,拉力F做的功W

隨時間t的變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）

卷揚機

鄉4也A

甲乙

A.動滑輪重為50N

B.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

C.拉力做功功率為30W

D.該滑輪組的機械效率為83.3%

【解答】解：AC.由圖甲可知n=2,

則物體M沿豎直方向勻速提升10m時，繩子自由端移動的距離：s=nh=2X10m=20m,

由圖乙可知，在20s內拉力F做的功：W,e=6000J,

w,

由W總=Fs可得，繩子自由端的拉力為：F=T=嘿*=300N,

1

忽略繩重及摩擦，由F=/（G+G動）可得，動滑輪的重力：G動=nF-G=2X300N-550N=50N,

W.

拉力做功的功率為：P=—3=與罌=300亞，故A正確，C錯誤；

B.繩子自由端移動的速度：v=]=^=lm/s,故B錯誤；

D.所做的有用功：W：&=Gh=550NX10m=5500J,

滑輪組的機械效率：n=例9X1OO%=1|需X100%心91.7%,故D錯誤。

故選：Ao

24.（2023?惠山區校級一模）如圖甲所示的裝置，A是重10N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大

拉力分別為100N和60No質量為50kg的小張同學將A提升到高處，施加的拉力F隨時間變化

關系如圖乙所示，A