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1、1 机械功和机械能提高训练 1为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙 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 如图丙和丁所示。 （不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（） A0s1s 内，地面对物体的支持力是10N B1s2s 内，拉力F做的功是187.5J C2s3s 内，拉力F的功率是100W D2s3s 内，滑轮组的机械效率是62.5% 【解答】 解： （1）由图乙可知，在01s 内，拉力 F=30N 取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和 G动， 向上的支持力
2、F支，及三根绳子向上的拉力F作用，处于静止状态； 地面对重物的支持力F支=G F=G 3F拉+G动=100N330N+G动=G动+10N ；故 A错误； （2）由图可知在23s 内，重物做匀速运动，v3=2.50m/s ，拉力 F3=40N， 因为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， 所以拉力F 的作用点下降的速度v3 =3v3=32.50m/s=7.5m/s ， 拉力做功功率（总功率）： P总=F3V3=40N7.5m/s=300W，故 C错误； 滑轮组的机械效率： =100%=100%=100% 83.33%，故 D错误； （3）在 12s 内，拉力F2=50N，重物
3、上升高度h2=1.25m 拉力 F 的作用点下降的距离s2=3h2=31.25m=3.75m， 2 拉力做的功： W=F2S2=50N3.75m=187.5J ；故 B正确。 故选： B 。 2如图甲所示，是建设罗泊湾大桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A 在距 江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景。A在下降到江底之前，始终保持0.1m/s 的速度不变。如图 4 乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力 F随时间 t 变化的图象（江水的密度为=1.0 10 3kg/m3， g 取 10N/kg） 。则（） AA从开始下降直到江面时钢缆绳对A做的功为5 10 4J BA下降
4、过程中重力的功率为510 3W CA的密度为1.6 10 3kg/m3 D当 A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压强为510 3 Pa 【解答】 解： A、由图乙可知，在020s 内，圆柱体A从开始下降直到江面时， 由二力平衡条件知，圆柱体A的重力： G=F=3 10 4N， 由 v=得，圆柱体A下降的距离： s=vt=0.1m/s20s=2m ， 则 A从开始下降直到江面时钢缆绳对A做的功： W=Fs=3 10 4N2m=6 104J，故 A错误； B、A下降过程中重力的功率： P=Gv=310 4N0.1m/s=3 103 W ，故 B错误； C、30s 后圆柱体 A完全浸没在江
5、水中，此时拉力F =110 4N， 由力的平衡条件得，圆柱体A受到的浮力： F浮=G F=310 4N1104N=2104N， 由 F浮=gV排得，圆柱体A的体积： 3 V=V排=2m 3， 圆柱体 A的质量： m=310 3kg， 圆柱体 A的密度： A=1.5 10 3kg/m3 ，故 C错误； D、在 20s30s 时，圆柱体A从开始浸入江水到完全浸入江水中，所用的时间为t =30s20s=10s， 圆柱体 A下降的高度就等于圆柱体A的高度： h=vt=0.1m/s 10s=1m ， 则圆柱体A的底面积： S=2m 2， 当 A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，对A受力分析，圆柱体A受到重
6、力、浮力、江底的支持力的作 用， 则江底的支持力F支=G F浮=310 4N2104N=1104N， 根据力的作用是相互的可知，圆柱体A对江底的压力： F压=F支=110 4N， 则圆柱体A对江底的压强：p=510 3 Pa ，故 D正确。 故选： D 。 3如图所示，用甲、乙两个滑轮组匀速提起重物，已知两滑轮组所使用的滑轮完全相同，不计绳重与 摩擦，下列说法正确是（） A作用在绳端的拉力相等时，乙所提起的物重为甲的1.5 倍 B当所提物重相等、重物上升速度相等时，乙的拉力的功率更大 C当提起等重的物体时，乙较省力且机械效率更高 D若乙提起的物体比甲重，乙的机械效率比甲高 【解答】 解： 由图
7、知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n1=2， n2=3；由题知，两滑轮组中动滑轮的重力相同，设动滑 轮的重力为G轮， 4 A、不计绳重与摩擦，拉力F=（G+G轮） ，则 F1=（G1+G轮） ，F2=（G2+G轮） ， 若作用在绳端的拉力相等，即F1=F2，则（G1+G轮）=（G2+G轮） ， 化简得： G2=1.5G1+0.5G轮，即乙所提起的物重等于甲的1.5 倍加上动滑轮重力的一半，故A错； B、当所提物重相等时，拉力分别为：F1=（G+G轮） ，F2=（G+G轮） ， 拉力端移动的速度分别为：v1=2v物， v2=3v物， 因为拉力的功率P=Fv， 则甲的拉力功率：P1=F1v1=（G+
8、G轮） 2v物=（G+G轮）v物， 乙的拉力功率：P2=F2v2=（G+G轮） 3v物=（G+G轮） v物， 所以甲、乙的拉力的功率相等，故B错； C、当提起等重的物体时，拉力F1=（ G+G轮） ，F2=（ G+G轮） ，则 F1F2，乙较省力； 不计绳重与摩擦，则滑轮组的机械效率=，由于物重、动滑轮重力均相同， 所以两滑轮组的机械效率相等，故C错； D、不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率 =，若乙提起的物体比甲 重，则乙的机械效率比甲高，故D正确。 故选： D 。 4跳绳是一种健身运动，旁人看起来似乎很简单，然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位 同学对此作了专门研究：跳绳者的质量m=50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所 给条件可估算出此跳绳者在1min 内克服重力做功的平均功率为（） A168.75W B135W C 75W D67.5W 【解答】 解：由题意知： 该同学的重力G=mg=50kg 10N/kg=500N；