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专题12.3 机械效率
知识点1：有用功和额外功
1.有用功：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提
升物体时，W = Gh
有用
2.额外功：使用机械时，对人们没有用但不得不做的功叫额外功。
3.额外功的主要来源：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。②克服机械的摩擦所做
的功。
4.人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的之和。即：W =W +W
总 有用 额
5.若人对机械的动力为F，则：W = FS
总
知识点2：机械效率
（1）定义：有用功与总功的比值，叫机械效率。
（2）公式：η= ×100％
一、滑轮组机械效率计算类问题需要学习的基础知识
1. 用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功求法（1）有用功W =Gh
有用
（2）总功W =Fs
总
（3）额外功W =W —W
额外 总 有用
（4） s=nh
其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离， n是动滑轮上的绳子段数。
2. 滑轮组机械效率的求解
（1）用滑轮组提升物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。
（2）滑轮组机械效率公式：η＝（W /W ）×100％
有用 总
η＝（W /W ）×100％= (G / nF ) ×100％
有用 总
二、斜面机械效率计算类问题需要学习的基础知识
1.用斜面提升物体的模型图
2. 用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法
（1）有用功W = Gh
有用
（2）总功W = F s
总
（3）额外功W =W —W
额外 总 有用
其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，
一般斜面倾斜角给出。
3. 斜面机械效率的求解
（1）用斜面提升物体时，有用功和总功的比值.称为斜面的机械效率。
（2）斜面机械效率公式：η＝（W /W ）×100％
有用 总
η＝（W /W ）×100％= (Gh / F s) ×100％
有用 总
知识点1：有用功和额外功
【例题1】如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动 5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．试
问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了 。
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少？
（4）斜面的机械效率为多少？
【答案】（1）利用斜面搬运货物主要是为了省力；
（2）0.24m/s；（3）24W；（4）80%．
【解析】（1）使用斜面可以省力；
（2）货物在水平面上运动的距离为s=1.2m，所用时间为t=5s；
在水平面上运动的速度为：v= = =0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W =F′s=500N×3m=1500J；
总
做的有用功：W =Gh=800N×1.5m=1200J；
有
则斜面的效率：η= = ×100%=80%；
知识点2：机械效率
【例题2】（2020辽宁抚顺）如图所示，小吉用 的拉力，在 内将重 的物体匀速提高 。
不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）A. 动滑轮重为 B. 滑轮组的机械效率为62.5%
C. 拉力做功为 D. 拉力的功率为
【答案】AD
【解析】A．不计绳重及摩擦，据滑轮组的特点有
,故A正确；
BC．小吉所做的有用功
W =G h=500N×2m=1000J
有 物
拉力做的总功
W =Fs=200N×3×2m=1200J
总
那么滑轮组的机械效率
,故BC错误；
D．拉力的功率
,故D正确。1.有用功 (W有用）是指人们为了达到工作目的______要做的功。额外功(W额）是指利用机械时不想需要
但_____的功。总功(W总）是指外力所做的功，即有用功和额外功的总____。机械效率是有用功与总功的
比值，分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素：有用功与总功。任何机械的机械效率都小于
______.
【答案】必须。不得不做。和。1.
【解析】根据有用功、额外功、总功、机械效率的定义解答本题即可。此外还需要掌握机械效率的计算公
式:η= ×100％。提高机械效率的途径：尽可能增加提升物体的重力；减轻机械的自身重量；合理
地减少部件间的有害摩擦。
2.湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的装置
提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳
重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F做功为5×103 J
B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N
C．动滑轮重为300N
D．滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
【解析】A．由图知，n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×5m＝10m，
拉力F做功：W ＝Fs＝1000N×10m＝1×104J，故A错；
总
B．已知绳子末端的拉力F为1000N，则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为1000N，故B错；
C．拉力做的有用功：W ＝Gh＝1600N×5m＝8×103J，
有用
拉力做的额外功：W ＝W ﹣W ＝1×104J﹣8×103J＝2×103J，
额总 总 有用
此过程中克服绳重和摩擦做功W ＝500J，
额1提升动滑轮做的额外功：W ＝W ﹣W ＝2×103J﹣500J＝1.5×103J，
额2 额总 额1
由W＝Gh可得动滑轮重力：
G ＝ ＝ ＝300N，故C正确；
轮
D．滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ×100%＝80%，故D错。
3.如图，在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。则拉力
做的有用功为 J，斜面的机械效率为 。
【答案】5；62.5%。
【解析】知道物体重力和斜面高，利用 W=Gh求拉力做的有用功；知道拉力和斜面长，利用 W=Fs求拉力F
对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
（1）拉力做的有用功：W =Gh=5N×1m=5J；
有用
（2）拉力F对物体做的总功：W =Fs=2N×4m=8J，
总
斜面的机械效率：η=W /W =5J/8J×100%=62.5%。
有用 总
一、选择题
1.（2020湖北咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组
的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示｡不计摩擦，下列分析正确的是（ ）
A. 动滑轮的重力为5NB. 该滑轮组的机械效率可以达到100%
C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【答案】D
【解析】A．由图象可知，当物重为10N时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率
η=
动滑轮重力为
G =
动
故A错误；
B．使用滑轮组时，不计摩擦，由η 可知机械效率不可能达到100%，故B错误；
C．由图可知，物体 的重力越大，滑轮组的机械效率越高，与拉力做功的多少无关，故C错误；
D．每次提升重物时，不计摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组做的额外功为
W =G h=10N×0.5m=5J
额 动
故D正确。
2.（2020·湖南常德）如图所示，用F 的力将物体B匀速提升h， F 做功600J，若借助滑轮组用F 的力把
1 1 2
物体B匀速提升相同高度，F 做功为1000J。下列说法正确的是（ ）
2
A. 两个过程中的拉力F= 3F B. F 做功的功率比F 做功的功率小
1 2 1 2
C. 滑轮组机械效率为40% D. F 做功的距离为3h
2
【答案】D
【解析】A．F 做功600J，由 可知
1由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s=3h，F 做功1000J，由 可知
2 2
所以 ，故A错误；
B．题中没有给出两次运动的时间，所以无法比较两个力做功的功率，故B错误；
C．因为用 F 的力将物体 B 匀速提升，所以物体 B 的重力 G 等于拉力 F ，所以滑轮组的有用功为
1 1
滑轮组的总功等于拉力F 做的功，即
2
所以滑轮组的机械效率
故C错误；
D．由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s=3h，即F 做功的距离为3h，故D
2 2
正确。
的
3.（2020·四川成都）如图甲所示 装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为
100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上
升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A. 动滑轮的重力为9N
B. 第2s内拉力F的功率为40W
C. 此装置最多能匀速运载80N的货物D. 此装置提升重物的最大机械效率为85%
【答案】BC
【解析】A．由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则
根据
即
解得G =5N
动
故A错误；
B．第2s内绳子自由端的速度为
第2s内拉力F的功率为
故B正确；
C．当拉力最大为50N时，可以拉动物重为
绳子B不断，故C正确；
D．由C可得，重物最重为80N，则最大的机械效率为
故D错误。
4.如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N．不计绳重和摩擦下
列说法正确的是（ ）A．绳子自由端移动的速度为2m/s
B．动滑轮的总重为100N
C．滑轮组的机械效率为83.3%
D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小
【答案】A
【解析】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动速度、有用功、总功和机械效率的计算，
还考查了物体重力对机械效率的影响，根据题图确定n的大小是本题的突破口。
（1）由图知，n＝4，绳子自由端移动距离s＝4h，利用速度公式求绳子自由端移动速度；（2）不计绳重
及摩擦，拉力F＝ （G+G ），据此求动滑轮所受的重力；
动
（3）利用W＝Fs求拉力做的总功，利用W＝Gh求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
（4）增大滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦、减小动滑轮重。
A、由图知，n＝4，绳子自由端移动的距离：s＝4h＝4×1m＝4m，
绳子自由端移动的速度：v＝ ＝ ＝2m/s，故A正确；
B、不计绳重及摩擦，拉力F＝ （G+G ），可得动滑轮所受的重力：
动
G ＝4F﹣G＝4×150N﹣400N＝200N，故B错误；
动
C、拉力做的功：W ＝Fs＝150N×4m＝600J，
总
有用功：W ＝Gh＝400N×1m＝400J，
有用
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ×100%≈66.7%，故C错误；
D、若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，
机械效率会变大，故D错误。
5．（2019湖南株洲）在测量图甲所示滑轮组机械效率η的实验中，通过改变物重G或动滑轮重G 进行
动多次实验，得到了形如图乙所示的效率与物重或动滑轮重的关系，图中纵轴表示机械效率的倒数 η﹣1，若
不计绳重与摩擦，则橫轴可能表示（ ）
A．G B．G﹣1 C．G D．
动
【答案】BC
【解析】由图可知，物体由3段绳子承担，
此滑轮组的机械效率η＝ ＝ ＝ ＝ ＝1+
则η﹣1＝1+ ＝1+（G﹣1×G ），
动
已知图中纵轴表示机械效率的倒数η﹣1，由此可知，若不计纯重与摩擦，则橫轴可能表示G﹣1或G
动
6.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的
拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6 m
B．物体受到的拉力为750N
C．拉力F的功率为750W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D．
【解析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=ns 求出绳子自由端沿水平方向移动；
A
（2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，
根据F=f=0.4G求出物体受到的拉力；
A（3）根据W=Fs求出拉力F做的功，根据P= 求出拉力F的功率；
（4）根据W =Fs 求出拉力做的有用功，根据η= ×100%求出滑轮组的机械效率．
有 A A
二、填空题
7．（2020齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的
拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
【答案】4；80%。
【解析】（1）由图知，n＝2，绳端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）滑轮组的机械效率：
＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝80%；
η
8．（2019湖南娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是____（选填“定滑轮”“动滑轮”或
“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是____J。
【答案】滑轮组；10。
【解析】（1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方
向；用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；
（2）由题知，使用杠杆做的总功W =100J，η=90%，
总
可得做的有用功：
W =W ×90%=100J×90%=90J，
有用 总
则利用杠杆做的额外功：
W =W -W =100J-90J=10J。
额 总 有用
9.（2019四川达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小
车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过
程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小为
N．
【答案】2×104；80%；1×103。
【解析】（1）小车质量m＝1t＝1000kg，
其重力G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，
钢绳做的有用功：
W ＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，
有用
（2）不计车长、拉力端移动距离s＝2L＝2×5m＝10m，
拉力做的总功：
W ＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J，
总
整个装置的机械效率：
η＝ ＝ ×100%＝80%；
（3）不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的
功为额外功，
W ＝W ﹣W ＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，
额 总 有用
由W ＝fL可得摩擦力：
额
f＝ ＝ ＝1×103N。
10．（2019江苏南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重 4.2×103N的物体时，
物体5s内上升了6m，此过程中有用功为 J，钢丝绳移动的速度为 m/s；若滑轮组的机械效率为
70%，则额外功为 J，拉力F为 N，其功率为 W。【答案】2.52×104；3.6；1.08×104；2000；7.2×103。
【解析】根据有用功等于物重与物体升高的高度的积；根据速度公式可求物体上升的速度，由 v ＝nv 可
绳 物
求钢丝绳移动的速度，根据η＝ 可求总功，额外功等于总功减去有用功，再根据 W＝Fs＝Fnh可求
拉力；根据P＝Fv可求功率。
有用功：
W ＝Gh＝4.2×103N×6m＝2.52×104J；
有用
由图可知，n＝3，钢丝绳移动的速度：
v ＝nv ＝n× ＝3× ＝3.6m/s；
绳 物
由η＝ 可的总功，
W ＝ ，
总
额外功：W ＝W ﹣W ＝ ﹣W ＝W （ ﹣1）＝2.52×104J×（ ﹣1）＝1.08×104J；
额 总 有用 有用 有用
总功：W总＝Fs，
拉力：F＝ ＝ ＝ ＝ ＝2000N；
拉力的功率：
P＝Fv＝2000N×3.6m/s＝7.2×103W。
11.往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把
120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为500N，斜面的机械效率
为 ，重物受到的摩擦力为 ．（g取10N/kg）．
【答案】（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N．
【解析】（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，
利用功的原理由W=mgh=Fs，可求得施加的推力；（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；
（3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力．
解析：（1）人做的有用功等于用斜面所做的功：
W =Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；Fs=mgh=1200J，
有
解得：F= =400N；
（2）人所做的总功：W =Fs=500N×3m=1500J；
总
斜面的机械效率：η= ×100%= ×100%=80%；
（3）W =W +W 即：Fs=Gh+fs
总 有 额
所以f= = =100N；
三、实验探究题
12.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的
方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下
（1）在实验操作中应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 （保留三位有效数字）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N，滑轮组做的有用功是 J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与 有关．
【答案】（1）缓慢；（2）78.4%；（3）2.4；0.3．（4）物重（或钩码重）
【解析】（1）在实验中要向上缓慢、匀速拉动测力计；
（2）掌握机械效率的定义式η=W /W ，很容易结合表格数据求解机械效率；
有用 总（3）根据W =Gh计算有用功；根据η=W /W =Gh/Fs计算弹簧测力计的示数．
有用 有用 总
（4）在分析数据时，要注意机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的，从而得出结论．从实验数据
看，钩码上升的高度无规律的变化，所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的．钩码重
不断增大，机械效率不断提高．所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率．
四、计算题
13．（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的
速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N．求：
（1）物体上升的高度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
【答案】（1）物体上升的高度为0.5m；
（2）滑轮组的机械效率为90%；
（3）拉力的功率为90W。
【解析】（1）由v＝ 可得，物体上升的高度：
h＝vt＝0.1m/s×5s＝0.5m；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
滑轮组的机械效率：
＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝90%；
η
（3）拉力端移动距离s＝3h＝3×0.5m＝1.5m，
总功：W总 ＝Fs＝300N×3h＝300N×1.5m＝450J，
拉力的功率：P＝ ＝ ＝90W。
14．利用如图所示的滑轮组，用 F=1000N的力 拉绳子自由端，货物 A以0.1 m/s的速度匀速直线运动
l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%．求：
（1）货物A在10 s内移动的距离：
（2）这个过程中拉力F的功率：（3）水平地面对货物A的摩擦力大小．
【答案】（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；
（2）这个过程中拉力F的功率200W；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N．
【解析】根据s=vt算出货物A在10 s内移动的距离；由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=2，
求出绳子自由端移动的距离；由功率公式P=Fv求出拉力的功率；根据机械效率公式
η= = = 求出摩擦力．
（1）根据v= 可知货物A在10 s内移动的距离：s=vt=0.1m/s×10s=1m；
A A
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，
绳子自由端移动的速度：v =nv=2×0.1m/s=0.2m/s，
绳 A
拉力的功率：P= = =Fv =1000N×0.2m/s=200W；
绳
（3）由η= = = 得摩擦力：
f=nηF=2×75%×1000N=1500N．
15.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？（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？
【答案】见解析。
【解析】（1）v ＝＝＝1m/s；
物
（2）s ＝2s ＝2×5m＝10m；
绳 物
（3）W ＝Fs ＝50N×10m＝500J；P ＝＝＝100W；
总 绳 总（4）W ＝Gh＝100N×3m＝300J；η＝＝＝60%。
有用
16．（2019四川南充）如图，杠杆在水平位置平衡，物体 M 重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为
1
20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M 以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的
2
自重、摩擦均不计）
求：（1）物体M 的重力；
2
（2）拉力F的功率；
（3）物体M 对水平面的压力。
1
【答案】（1）物体M 的重力为80N；
2
（2）拉力F的功率为50W；
（3）物体M 对水平面的压力为245N。
1
【解析】（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
则滑轮组的机械效率：η=80%，
解得物体M 的重力：G＝80N；
2
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：
F=50N；
物体M 以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h，
2
由v可得绳子自由端的速度为：
v ＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s；
绳
拉力F的功率：
P=Fv ＝50N×1m/s＝50W；
绳
（3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：
F′＝3F+G ＝3×50N+20N＝170N，
B 定
根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：F＝F′＝170N，
B B
根据杠杆的平衡条件可得：F×OA＝F×OB，
A B故绳子对杠杆A端的拉力为：F＝255N，
A
力的作用是相互的，则绳子对M 向上的拉力为F′＝F＝255N，
1 A A
根据力的平衡，地面对M 的支持力：
1
F ＝G﹣F′＝500N﹣255N＝245N；
支 1 A
由力的相互性可知，物体M 对水平面的压力：
1
F ＝F ＝245N。
压 支
17．（2019贵州黔东南）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为
100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点
处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度 ρ ＝1.0×103kg/m3，g取
水
10N/kg）
（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；
（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；
（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。
【答案】（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N；
（2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N；
（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J。
【解析】（1）因为金属块浸没水中，
所以金属块排开水的体积：
V ＝V＝ ＝ ＝0.01m3；
排 A
金属块所受的浮力：
F ＝ρ gV ＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；
浮 水 排
（2）由图知，使用的滑轮组n＝2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、
水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：F＝ （G﹣F +G ）＝ ×（80kg×10N/kg﹣100N+100N）＝400N；
A 浮 动
（3）拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，
人的拉力所做的功：
W＝Fs＝400N×4m＝1600J。
