题型之三有关机械效率的综合题功与能内容包罗万象，计算公式繁多.形式往往把滑轮、功与功率、机械效率综合起来，要求我们把握知识间的内在联系，正确应用相应公式进行计算. （2022·聊城）一辆重2×10４N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶，司机找来一小型拖拉机绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N的水平拉力，将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s.若每一个车轮与地面接触面积为0.05m２.（1）求汽车对路面的压强；（2）求拉力F做的功和功率；（3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力.点拨：（1）卡车对地面的压力等于其自身重力，利用压强公式可求得汽车对路面的压强；（2）利用速度公式变形s=vt求出汽车前进的距离，根据动滑轮特点求出绳子移动的距离，再利用功的计算公式W=Fs和求出拉力做的功和功率；（3）根据机械效率求得有用功，再利用W=Fs变形求得牵引力，汽车匀速前进，牵引力等于车所受的阻力. 1.（2022·孝感）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物 体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m.图乙是滑轮组工作时的拉力 F与绳自由端移动距离s的关系图. （1）计算物体上升的速度.8\n （2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_________，并列式计算出该物理量. （3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率.2.（2022·哈尔滨）如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10kW 重物重3500N，动滑轮重500N.机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略 不计. （1）滑轮组的机械效率是多少？ （2）若要求重物以1m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？3.（2022·昆明）用如图所示的滑轮，使一个铁块以0.2m/s的速度匀速上升了1m，已 知铁块的体积为10－３m３,求： 8\n （1）铁块的重力； （2）若不计滑轮、绳子的重和摩擦，绳子受到的拉力F； （3）拉力F的功率； (4)若实际作用于绳子的拉力为50N，这个滑轮的机械效率.（其中ρ铁=7.9×10３ kg/m3、g取10N/kg)4.（2022·苏州）小华参加体育中考的跳绳考试时，她在1min内连续跳了150次，获得跳绳项目的满分.已知小华的质量为45kg，每只鞋底与地面的接触面积为150cm2，跳起时重心升高的平均高度为4cm，g取10N/kg.求： （1）小华站在操场上等待时对地面的压强； （2）小华跳一次所做的功； （3）小华跳绳的平均功率.5.（2022·东营）“蛟龙号”创造了“中国深度”——下潜7062m.今年“蛟龙号”将远 赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘.已知：海水密度为1.03×10３kg/m３，声音 在海水中的传播速度是1500m/s，g取10N/kg.求：8\n （1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？ （2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离短.母船与“蛟龙号”信息传递要借助 于声呐.在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？ （3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×10３N，它受到的 浮力是多少？ （4）任务完成后，起重机把重2.2×10５N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置 原理如图，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲 板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率 是多少？ （5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？8\n6.（2022·扬州）水平地面上的圆桶装有体积为0.01m３的水，圆桶与地面接触面积为0.2 m２，g取10N/kg，ρ水=1.0×10３kg/m３，桶自重忽略不计，求： （1）这桶水的质量. （2）这桶水对地面的压强. （3）如图，若用动滑轮将此桶水匀速提升1m，所用拉力60N，求动滑轮的机械效率.7.（2022·孝感）如图所示，已知斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N.利用这个滑轮 装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端.在此过程中： （1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？8\n （2）绳端移动的距离是多少？ （3）拉力的功和功率各是多少？（4）拉力的机械效率是多少？题型之三 有关机械效率的综合题例3（1）轮胎与地面的接触面积：S=4×0.05m2=0.2m2，汽车对路面的压强：＝=1×105Pa；（2）由得，汽车前进的距离：s1=vt=0.2m/s×10s=2m，绳子移动的距离：s2=2×2m=4m，拉力F做的功：W总=Fs2=3750N×4m=1.5×104J，拉力F的功率：P===1.5×103W；（3）因为η=，所以W有用=ηW总=1.5×104J×80%=1.2×104J，因为W有用=F1s1，所以摩擦力f=F1===6000N.针对训练8\n1.(1)物体上升的高度h=s=×3m=1m由得，物体上升的速度v物===0.2m/s(2)拉力做的功W=F·s=50N×3m=150J（3）滑轮组提升重物所做的功为有用功W有=G·h=105N×1m=105J由η=,得滑轮组的机械效率为η==×100%=70%2.（1）设重物被提升高度为h,则机车对滑轮组所做总功W总=(G物+G轮)×h有用功W有=G物×hη=W有/W总=G物/(G物+G轮)=3500N/(3500N+500N)=87.5%（2）重物以1m/s的速度匀速上升，机车的速度v=2m/s.机车的功率最大时，提升的重物的重量最大，此时绳的拉力为F则F=P/v=10×1000W/（2m/s）=5000N2F=G′物+G轮则G′物=2×5000N-500N=9500N3.（1）铁块的重力G=mg=ρVg=7.9×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=79N；（2）不计滑轮、绳子的重和摩擦，拉力F=G=×79N=39.5N；（3）拉力移动速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力的功率P===Fv=39.5N×0.4m/s=15.8W；（4）滑轮的机械效率η==×100%=×100%=×100%=79%.4.（1）小华对地面的压力：F=G=mg=45kg×10N/kg=450N；小丽对地面的压强：＝=1.5×104Pa；（2）跳一次所做的功：W1=Fs=Gh=450N×0.04m=18J；（3）跳150次所做的功：W=nW1=150×18J=2700J，平均功率：P===45W.5.（1）蛟龙号壳体受到海水的压强：p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa；8\n（2）由公式可得，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：t===1.8s；（3）“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮=G排=5×103N；（4）滑轮组承担物体重力的绳子股数：n===4，所以滑轮装置的机械效率：η=====0.8=80%；（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：低温和压强.6.（1）一桶桶装纯净水的体积V=0.01m3，由ρ=可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg；（2）这桶水所受的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N桶自重忽略不计，水桶对地面的压力：F=G=100N，对地面的压强：＝=500Pa；（3）由图知，承担物重的绳子股数n=2，则：η====×100%≈83.3%.7.（1）物体沿斜面向上运动的速度：==1m/s；（2）绳端移动的距离：s′=2s=2×5m=10m；（3）拉力的功W总=Fs=50N×10m=500J，功率：P===100W；（4）有用功：W有用=Gh=100N×3m=300J，拉力的机械效率η==×100%=60%.8
