滑轮（5个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用）

走进重高 物理培优8-- 滑轮

思维导图目录：

考点一、水平放置时，拉力与摩擦力分析，及效率功率等

考点二、竖直放置时，拉力与重力关系，及效率功率等

考点三、滑轮组的实验探究

考点四、滑轮组与杠杆、浮力等结合计算分析

考点五、滑轮组在生活中的应用

【注意】使用滑轮组时，不仅考虑动滑轮重力，有些还要考虑滑轮的摩擦。

考点一、水平放置时，拉力与摩擦力分析，及效率功率等

1．[2018·宁波]如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是 (　D　)

A．F2的功率为0.6W

B．弹簧测力计读数为9N

C．物体A和地面之间有摩擦力

D．如果增大F2，物体A可能向左运动

【解析】右侧动滑轮n＝2，当B向左运动的速度为0.1m/s时，F2的速度为0.2m/s，则F2的功率P＝3N×0.2m/s＝0.6W；左侧动滑轮n＝3，所以弹簧测力计的读数为3×3N＝9N；B物体受到向左的拉力为2×3N＝6N，B匀速运动，故A受到B向左的摩擦力为6N，向右的拉力F1＝4N，要使物体A静止，A必须受力平衡，所以A受到地面向右2N的摩擦力。如果增大F2，能加快B物体向左运动，但B对A的压力一定，接触面不变，则B对A的摩擦力不变，所以物体A不会向左运动。

2．(2019·绵阳)用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是(　D　)

A．F1＝F2      B．F2＜F1＜2F2          C．F1＝2F2      D．F1＞2F2

3、如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确有（　D　）

A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左

B．滑轮移动的速度为0.2m/s

C．绳子拉物体A的功率为2W

D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N

【解析】以B为研究对象，本题中它在水平方向受到两个力的作用：弹簧测力计对它向左的拉力，物体A对它的向右的摩擦力。当B与A发生相对运动时，无论如何拉滑轮，B相对于地面是静止的，所以B始终处于平衡状态，拉力和摩擦力是一对平衡力，根据弹簧测力计的示数，可以知道B受到的摩擦力为3N，方向向右。此滑轮是动滑轮，绳子移动速度是滑轮移动速度的2倍，所以滑轮移动速度为0.1m/s。若不计各种摩擦和滑轮重、弹簧测力计重、绳重等，A对绳子的拉力等于拉力F的一半，绳子拉物体A的力为5N，拉力的功率为1w

4．[杭州中考]如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1m/s(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦)。那么在此过程中(　C　)

A．物体M与地面间的摩擦力为5N

B．物体M与地面间的摩擦力为10N

C．水平拉力F做功的功率为20W

D．1s内滑轮对物体M做功为10J

【解析】如图所示，n＝2，物体做匀速运动，物体M与地面间的摩擦力f＝nF＝2×10N＝20N；弹簧测力计移动的速度v′＝nv物＝2×1m/s＝2m/s，拉力F做功的功率P＝Fv′＝10N×2m/s＝20W，1s内滑轮对物体M做功W＝fs＝fv物t＝20N×1m/s×1s＝20J。

5、如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计示数的关系，正确的是(　D　)

A．FA＝FB＝FC   B．FA＝FB＝3FC

C．2FA＝FB＝3FC  D．3FA＝2FB＝6FC

6、如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重力都是100 N，物体与水平面间的摩擦力都是30 N，当物体做匀速直线运动时，则物体分别作用于各绳端的拉力F1＝__30__N，F2＝__15__N，F3＝__60__N。

7、如图用100N的力拉着物体A以2m/s的速度匀速前进，若A受到的摩擦力是20N，那么连接A和滑轮的那段绳对A的拉力是　 80 　N，物体B受的摩擦力是　40 　N，B的速度是　4 　m/s；若运动前A、B相距10m。经过2s钟A、B相距　2 　m，

8．[2018·遂宁]小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为__0.1__m/s，物体A受到B施加的摩擦力__水平向右__(选填“水平向左”“水平向右”或“为零”)，水平拉力F为__36__N，水平拉力F的功率为__3.6__W。

考点二、竖直放置时，拉力与重力关系，及效率功率等

1．(2018·广东)A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图1所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图2的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)(　B　)

A．1个  B．2个  C．3个  D．4个

2．[2018·黄石改编]为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是 (　C　)

A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度

B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少

C．动滑轮实验中测力计的读数等于物体与滑轮总重的一半

D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下时最省力

【解析】用动滑轮提升重物上升h高度，测力计上升2h高度；拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时，提起动滑轮需要做功，故做功较多；用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，即定滑轮可以改变力的方向但不能省力。

3．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A 沿水平方向以0.01m/s的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75％，运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍。不计绳重、滑轮摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。则下列计算结果不正确的是（ C  ） 

A．绳子自由端受到拉力的功率是2W     B．人所受到的合力为零

C．绳子自由端运动的速度是0.01m/s        D．人对地面的压力是410N

4．利用两个滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、摩擦力均不计，下图的几种组合中最省力组合(　C　)

　 　   A　　　　B　　 　　C　　　 　　D

【解析】A图省一半力；B图全是定滑轮，不省力；C图n＝3，物重由3根绳子分担，最省力；D图省一半力。

5．[台州中考]小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是(　C　)

A．两个滑轮均为定滑轮

B．人将绳子拉过1m，物体也上升1m

C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200N

D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向

【解析】定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向；动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，省力但要费距离。本题中的装置为一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组。

6.如图是胖子和瘦子用滑轮组锻炼身体的简易装置（忽略轮重及滑轮和绳之间的摩擦）。

⑴瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G匀速上升。

⑵胖子固定不动，瘦子用力F2拉绳使货物G匀速上升。

下列说法中正确的是（  C ）

A、滑轮A、B、C都是定滑轮   B.F1=G  C.滑轮 A、 C的作用相同   D.F1<F2

【解析】（1）不随物体上下移动的滑轮是定滑轮，跟随物体上下移动的滑轮是动滑轮；
（2）以滑轮B为对象受力分析，可得到F1与G的关系；以滑轮C为对象受力分析，可得到F2与G的关系，进而得到两个拉力的大小关系。
【解答】当瘦子不动时，滑轮B根据物体上下移动，它是动滑轮；当胖子不动时，滑轮B不随物体上下移动，它是定滑轮；而A和C始终都是定滑轮，故A错误，C正确；
因为滑轮C是定滑轮，所以瘦子的拉力F2=G；滑轮B受到胖子向上的拉力F1，向下的物体重力和拉力，而重力和拉力相等，所以F1=2G，因此F1＞F2  ， 故B、D错误。故选C

7.用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则（ C  ）
   

A. 利用滑轮组所做的有用功是450J B. 绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C. 拉力的功率是99W D. 滑轮组的机械效率是80%

【解答】A.利用滑轮组所做的有用功：W有用=Gh=300N×3m=900J，故A错误；
B.由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度，故B错误；
C.不计摩擦和绳重，拉力，拉力做的总功：W总=Fs=165N×6m=990J。拉力做功的功率：，故C正确；
D.滑轮组的机械效率：，故D错误。

8、如图所示的滑轮组挂上砝码a、b后恰好静止(动滑轮和绳子的重力及摩擦不计)。若再在a、b下面各挂上一个质量相等的小砝码，将出现的情况是(　C　)

A. a下降       B．保持静止

C．a上升       D．a如何运动取决于小砝码的质量

9、如图所示，用l0N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m，滑轮的效率为80％，下列说法正确的是 (  A  )

A．拉力做的有用功为8J      B.拉力F的功率为4W
  C. A的重力为5N    D.滑轮重力为4N

【解答】A.拉力做的总功为W总=Fs=l0N×1m=10J，W有用=W总×=10J×80％=8J，故A正确；
        B.拉力F的功率为P=FV=l0N×=4W×0.2m/s=8W，故B错误；
        C.A的重力为4N,由公式,解得G=4N，故C错误；
        D.W额外=W总-W总=10J-8J=2J​，G动×1米=2J​，解得G动=2N，滑轮重力为2N ，故D错误。

10．工人师傅用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为__100__ N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是__250__N，滑轮组的机械效率为__80%__。(不考虑绳重和摩擦)

11．如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400 N的拉力F在1 min内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。则在这段时间内：

(1)拉力F所做的有用功是多少？

(2)拉力F做功的功率是多少？

(3)滑轮组的机械效率是多大？

【解】(1)拉力F所做的有用功为：W有＝Gh＝900 N×5 m＝4 500 J。

(2)拉力F移动的距离s为：s＝3h＝3×5 m＝15 m，

拉力F所做的总功为：W总＝Fs＝400 N×15 m＝6 000 J，

则拉力F做功的功率P为：P＝100 W。

(3)滑轮组的机械效率为：η＝75%。

12．[2018·泸州]如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间变化的图像如图丙所示。已知在2～4s内重物上升的竖直高度为2m，求：

(1)在4～6s内，重物克服重力做功的功率。

(2)在2～4s内，绳自由端下降的平均速度。

(3)在0～2s内，重物对地面的压力大小。

【答案】(1)由图丙可知，在4～6s内，重物做匀速直线运动，其速度：v3＝2.0m/s，重物克服重力做功的功率P＝Gv3＝80N×2.0m/s＝160W。

(2)由图甲可知，承重绳子的股数n＝2，已知在2～4s内重物上升的竖直高度为2m，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m，所用的时间t＝4s－2s＝2s，则在2～4s内，绳自由端下降的平均速度v＝＝＝2m/s。

(3)由图丙可知，物体在4～6s内做匀速直线运动，由图乙可知，此时的拉力F3＝50N，因为不计绳重和摩擦，则F＝(G物＋G动)。动滑轮的重力G动＝nF3－G物＝2×50N－80N＝20N，在0～2s内，由图乙可知，此时的拉力F1＝30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力且处于静止状态，由力的平衡条件得：F支＋2F1＝G物＋G动，则地面对物体的支持力F支＝G动＋G物－2F1＝20N＋80N－2×30N＝40N。根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力F压＝F支＝40N。

考点三、滑轮组的实验探究

1、小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0 N，每个钩码的重力为0.5 N；实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将其填写在预先设计好的记录表中(见下表)

分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系为__F＝__；在动滑轮的重力大于或等于物体的重力条件下，使用动滑轮__不省力__。

2．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

(1)在表中的空格处填上适当的数据。(机械效率保留一位小数)

(2)在实验操作中应竖直向上__匀速__拉动弹簧测力计。

(3)从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，__增加物重__可以提高滑轮组的机械效率。

(4)滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与__动滑轮重(或绳与滑轮的摩擦等)__ 有关。(写出一种影响因素即可)

考点四、滑轮组与杠杆、浮力等结合计算分析

1．如图所示，当在绳子的自由端挂上70N的物体B静止时，物体A浸没在容器内的水中。当在B下面再挂上20N的物体静止时，物体A有二分之一的体积浸在容器内的水中。已知物体A的质量为20kg，g取10N/kg。不计绳重和摩擦，则下列计算结果不正确的是（ D  ）

A.物体A的体积是8×10-3m3                   B.物体A的密度是2.5×103kg/m3

C.物体A浸没在水中时受到的浮力是80N       D.动滑轮的质量是4kg

2.如下图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h（物体未拉出水面），若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是（   D  ）

A.       B.          C. W有＝Gh       D.

【解答】因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，物体竖直匀速上升过程中，受到的浮力：F浮=ρgV排=ρgV；

由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3h，绳子拉力做的总功：W总=Fs=F×3h=3Fh；

动滑轮对物体的拉力：F′=G-F浮=G-ρgV，

动滑轮对物体的拉力做的功为有用功，则有用功：W有=F′h=（G-ρgV）h，故C错误；

有用功的功率：，故D正确；

滑轮组的机械效率：，故AB错误。

3、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正确的是（　D　） 

1. 此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N
   B. 动滑轮重力为70N
   C. 当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N
   D. 当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%

【解答】A.由图像可知，20秒内F做的功为8000J，物体上升的距离为10m，绳子自由端拉力F移动的距离为20m（动滑轮上有2段绳子承担），因此拉力F=W/S=8000J/20m=400N；故A正确，不符合题意；
B.物体在水中受到的浮力为F浮=ρ水V排g=103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=30N，G物=mg=76kg×10N/kg=760N，因此动滑轮下端持钩上绳子上的拉力为G物-F浮=760N-30N=730N，因此动滑轮自重为G动=2F-730N=2×400N-730N=70N；故B正确，不符合题意；
C.由以上分析计算已得动滑轮下端挂钩绳子的拉力为730N；故C正确，不符合题意；
D.物体在没有露出水面的过程中，克服动滑轮下端挂钩绳子上的力做功是有用的，绳自由端F做功是总功，因此η====91.25%；故D错误，符合题意。

4．(2018·威海)如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA∶OB＝1∶2，每个滑轮重100N。当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为____400____N，物体M对地面的压力为____4500____N。(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)

5．如图所示工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为0.1m3、密度为2.7×103kg/m3实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），水面到池底的深度为12m。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：（1）水池底部受到水的压强；    （2）金属块受到的浮力大小；

（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力为多大？

（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为多大？

【解答】解：（1）水池底部受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×12m＝1.2×105Pa；

（2）因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积：V排＝V＝0.1m3，

金属块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N；

（3）由ρ＝得金属块的质量：m＝ρ铝V＝2.7×103kg/m3×0.1m3＝270kg，

金属块的重力：G＝mg＝270kg×10N/kg＝2700N；

由图可知，n＝2，不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，拉力：

F＝（G﹣F浮）＝×（2700N﹣1000N）＝850N；

（4）由图知，n＝2，绳端移动距离s＝2h′＝2×0.5m＝1m，

若实际所用拉力为1000N，则总功为：W总＝Fs＝1000N×1m＝1000J，

使用滑轮组所做的有用功：W有用＝（G﹣F浮）h＝（2700N﹣1000N）×0.5m＝850J，

此时该滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝85%。

答：（1）水池底部受到水的压强为1.2×105Pa；

（2）金属块受到的浮力大小为1000N；

（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力为850N；

（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为85%。

考点五、滑轮组在生活中的应用

1．(2018·河南)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为_____1×104___N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了_____15___cm。(g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)

2．某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自已等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮组悬挂起（摩擦不计，动滑轮重不计）在绳子末端的托盘上放一些码砝，使木板水平平衡。如果该同学身高h,质量m1，平躺到木板上后在托盘中再加上质量为m2的码砝，木板再次水平平衡。

（1）在测人体重心之前，先“在绳子末端的托盘上放一些码砝，使木板水平平衡，这样做的目的是什么？____________。

（2）请你选用相关数据（字母表示）推导该同学重心到“O”的距离是多少（要求写出推导的过程）。

【答案】（1）排除测量时，木板重对实验的影响

（2）滑轮组对木板的拉力  F=2G=2m2g重心到“O”的距离  L=FL0/G=2m2gh/m1g=2m2h/m1

这是滑轮与杠杆的综合，只需把两个机械分开进行分析，并通过相连的线上受力相同这个等量关系，就可以解决了。

3.残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起匀速上升时，试求：

（1）运动员竖直向下拉绳的力；   

（2）吊椅对运动员的支持力。 

【答案】（1）解:设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析，则有：2F=（m人+m椅）g解得F=400N。
（2）解:设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析，则有：F+FN=m人g 解得FN=250N。  

【解析】（1）将运动员和吊椅看作一个整体，受到向下的总重力，向上的拉力2个且大小相等，根据 2F=（m人+m椅）g 计算即可；
（2）对运动员进行受力分析，受到向上的支持力和拉力，向下的重力，根据F +FN=m人g 计算支持力即可。

4、用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知：电动机工作时拉绳子的功率恒为1100W，箱子质量为300kg、体积为0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s。求：（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g＝10N/kg，水的密度：1.0×103kg/m3）

（1）箱子在水中时受到浮力最大是多少？     

（2）电动机把箱子提升到地面做的总功？

（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值？

【解答】（1）箱子浸没在水中时V排＝V＝0.1m3，此时排开水的体积最大，所受到浮力最大，

所以最大浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1×103N；

（2）电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，将箱子从水底提到地面用时t＝24s，

由P＝得，电动机所做的总功：W总＝Pt＝1100W×24s＝2.64×104J；

（3）在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；

由η＝＝＝＝可知，动滑轮对箱子的拉力越大，滑轮组的机械效率越大，即出水后滑轮组的机械效率最大。

箱子的重力：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N；

出水后，滑轮组的最大机械效率：η最大＝×100%＝×100%＝93.75%。

答：（1）箱子在水中时受到浮力最大是1×103N；

（2）电动机把箱子提升到地面做的总功为2.64×104J；

（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值是93.75%。

5、电梯是高层住宅必备的交通工具，如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg，某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦

（1）电梯匀速上升的高度是多少？

（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？

（3）电梯满载匀速上升时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？

【答案】解：（1）h=vt=2米／秒×（8-2）秒=12米；

（2）W=Fs=Gh=400千克×10牛／千克×12米=4.8×104焦；

（3）F拉=G载+G箱－F=(1000+500－400)千克×10牛／千克=1.1×104牛

P拉=F拉v=1.1×104牛×2米／秒=2.2×104瓦；
答：（1）电梯匀速上升的高度是12米；
（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是4.8×104焦；
（3）电梯满载匀速上升时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是2.2×104瓦。

6、玻璃装运车间常用“低压吸盘吊车”进行吊运玻璃（如图a所示)，先将6个吸盘压在玻璃上，然后启动抽气机使吸盘内的气压减小，在大气压作用下将玻璃“吸”起，再启动电动机牵引滑轮组上的绳子就可以将玻璃吊起。图b为低压吸盘吊车结构示意图

假设6只吸盘及支架共重为500牛，每个滑轮重100牛，在某次吊装过程中，吊车将一块重为900牛的玻璃以0.2米/秒的速度吊高2米，不计抽气管和绳重，不计绳子与滑轮的摩擦，根据信息回答下列问题：

（1）若圆形吸盘的直径为10厘米，当时的气压为1.0×105Pa，则吸盘内的气压至少要达到多少以下才能把玻璃“吸”起？（6只吸盘内的气压相同，取π＝3进行计算）
（2）在提升该玻璃的过程中，该吊升机械的机械效率为多大？
（3）如果此时电动机的效率为75%，则电动机消耗的电功率为多大？

【答案】解：（1）6个吸盘的面积：S=6S0=πr2=6×3×0.052=0.045m2；
吸盘受到的压强：
则吸盘内的气压至少要达到p内=p0-△p=1.0×105Pa-2×104Pa=8×104Pa；
（2）吊升机械效率：；
（3）电动机的拉力：，
由Pη=Fv得，电动机消耗的电功率：。
答：（1）吸盘内的气压至少要达到8×104Pa以下才能把玻璃“吸”起；
（2）该吊升机械的机械效率为60%；
（3）电动机消耗的电功率为400W