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人教版八年级物理下册期末考试题型专题复习
计算题 02B 简单机械的综合计算（含答案详解）
附：可能用到的基本公式：
编号 公式 物理量和单位 相关单位及换算
1.速度 S-------路程------m(Km) 1m=10dm=102cm=103mm=
t-------时间------s(h) 106μm=109nm
V-------速度------m/s (Km/h) 1h=60min=3600s
1m/s=3.6Km/h
2.重力 G-------重力------N 1t=103Kg
和 m------质量------Kg（g） 1Kg=103g=106mg
密度 G=mg g------重力常数-----9.8N/Kg 1m3=103dm3=106cm3
V-------体积------m3(cm3) 1L=1dm3, 1mL=1cm3
ρ------密度------Kg/m3(g/cm3) 1g/cm3=1Kg/dm3=103kg/m3
=1t/m3
2.压强 ①固体压强 F------压力------N
②柱形容器底部受 S------受力面积------m2 1N/m2=1Pa
到液体压强 p-----液体（或固体）压强------Pa 1m2=104cm2
ρ------液体（或柱体）密度------ 1KPa=103Pa
kg/m3
①液体压强 p=ρgh g------重力常数-----9.8N/Kg
②柱体对水平支持 h-------深度（或柱体高度）------m
面的压强
3浮力 F 浮 ------浮力------N 1t=103Kg
①称量法（二次示数法）： G
物
-----物体的重力------N 1Kg=103g=106mg
F 浮 =G 物 —F 示 ； F 示 ------弹簧测力计示数------N 1m3=103dm3
②压力差法（原因法） G ------排开液体的重力------N
排 =106cm3
：F 浮 =F 向上 —F 向下 ； m 排 ------排开液体的质量------Kg 1L=1dm3, 1mL=1cm3
③（阿基米德）原理法： ρ ------液体的密度------kg/m3
液
1g/cm3=1Kg/dm3
F =G =m g=ρ gV ； V 物体排开液体的体积------m3
浮 排 排 液 排 排------ =103kg/m3=1t/m3
④（漂浮悬浮）状态法（平衡 g------重力常数-----9.8N/Kg
法）：
F =G ;
浮 物
5.做功 W------功------J
F------力------N
w=Fs=Pt S------距离------m
P------功率------w
t ------时间------s
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6. 不计摩擦和机械自重： F ------动力（轮上的力）------N
1
简 F ------阻力（轴上的力）------N
2
单 ①杠杆平衡条件： l ------动力臂------m
1
机
械 ②定滑轮： l 2 ------阻力臂-----m
n------拉动滑轮的绳子段数------无单位
G------物体重力------N
③动滑轮： L------斜面长度------m
H------斜面高度------m
R------轮半径------m
④滑轮组：
r------轴半径------m
⑤斜面：
⑥轮轴：
7. η------机械效率------无单位
机 w ------有用功------J
有
械 通式： w ------额外功------J
额
效 ①竖直提升物体： h------高度------m
率 F------拉（推、动、提）力------N
G物------物体重力------N
S------动力作用点移动距离------N
不计绳重和摩擦时： f------摩擦力------N
S ------物体移动距离------m
物
S ------绳子自由端移动距离------m
绳
n------拉动滑轮的绳子段数
②水平推拉动物体：
③斜面推拉物体：
④水中提升物体（不计绳重摩
擦）
1．如图所示，小牛（在前）和弟弟一起拾一个高60cm、长80cm、宽50cm，形状为长方体的箱子。箱子
重为100N，箱子各部分质量均匀，两人用力点均在箱子的最前端和最后端且方向竖直向上。
（1）在地面上时，箱子始终保持水平，两人谁用的力更大？分别为多少？（简要说明理由）
（2）在上楼梯时，箱子的对角线正好保持水平，两人谁用的力更大？分别为多少？（请通过画图、列式
计算）
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2．如图所示，杆秤可视为杠杆，提钮处为支点O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状
态，已知CO=4厘米，OD=8厘米，秤砣的重力为10牛。本题中g取10牛/千克，求：
（1）这杆秤所能测物体的最大重力为80牛，求OB的长度。
（2）当秤砣处于D位置时，被称物体的质量为多少千克？
（3）若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣，售出杆秤刻度显示3千克的物品，则物品的实际质量是多
少？
3．如图甲所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速吊起600kg的货物时，绳端的拉力F是
2500N，不计摩擦和绳重，g取10N/kg。
（1）滑轮组的机械效率多大；
（2）货物在10s内匀速上升5m，绳端拉力F的功率是多大；
（3）图乙中悬吊货物所用动滑轮与图甲中动滑轮质量相同，若配重质量为3t，平衡臂长 ，起重臂
长 ，当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时，求此时货物的质量。
4．如图甲所示，轻质杠杆AB长70cm，可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm完全相同的两
个正方体C、D，OA∶OB=3∶4；杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于紧张状态，此时
D对水平地面的压力为4N。（g取10N/kg）
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（1）物体C的质量；
（2）如图乙，当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，为保持D对水平地面压强不变，支点O
应向右移动多长距离；
（3）若图乙中容器的底面积为200cm²，剪断A端拉C的绳子后，容器中水对容器底的压强增大了多少
Pa。
5．如图所示，地面上某圆柱形容器内装有水，容器底面积为40cm2。将物体B放入容器水中时，B受到
的浮力为F，容器对地面的压力为5N；使用杠杆提起物体B，当杠杆C端挂质量为m 的物体时，杠杆在
1 A
水平位置恰好平衡，物体B刚好有 体积露出水面，此时容器对地面的压力为2.6N，物体B受到的浮力
为F，容器内液面下降了0.5cm。已知：OD∶OC=4∶3，（取I0N/kg）。求：
2
（1）物体B的体积V ；
B
（2）浮力F；
2
（3）物体B的重力G ；
B
（4）物体A的质量m 。
A
6．研究物理问题时，往往需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。如图所
示，需要把一重量为400N，边长为1m，质量分布均匀的实心立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距
离（已知 ；计算结果保留一位小数）。求：
（1）请在图甲中画出缓慢向右翻滚立方体时，使该立方体下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的
示意图，并计算出最小力F的大小；
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（2）利用翻滚的方法使立方体翻滚一次（即使原下底面变为左侧面）克服立方体的重力所做功的大小；
（3）如果利用翻滚的方法使该立方体沿水平地面直线缓慢翻滚了10m，用了20s，则在这一过程中克服
该立方体重力做功的功率大小是多少？
7．延时服务时，理化趣味实验小组在老师的指导下，动手制作量程为10kg的杆秤。下图甲是小尹制作
的杆秤示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在
秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10kg，秤砣最远可移
至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示（g取10N/kg），同组的荧荧提出可
将同一杆秤改造成测量液体密度的工具——密度秤。经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3。测量时手
提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡。荧荧测
量情况如图， 长0.09m，则 点刻度表示的待测液体密度多大？
8．创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重
8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待
测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解
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答下列问题（g=10N/kg）：
（1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A
端受到绳子的拉力大小；
（2）C点刻度表示的待测液体密度多大？
（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？
（4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离l与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度
是否均匀。
9．如下图所示，一铁块质量为7.9kg，用此装置将铁块从水中吊到图示位置，并保持杠杠AB在水平位置
平衡，图中动滑轮重15N。ρ =7.9×103 kg/m3，ρ =1.0×103 kg/m3 （杠杠自重、绳子重及摩擦不计，）求：
铁 水
（1）铁块的上表面在水下10m深处受到水的压强；
（2）铁块在水中受到的浮力；
（3）保持杠杆AB在水平位置平衡需在B点施加的力F。
10．如图所示，动滑轮重4N，所吊重物B重20N，物体A重240N，此时物体B恰好在20s内匀速下降了
2m，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求：
（1）物体B下降的速度是多大？
（2）水平面对物体A的摩擦力是多大？
（3）要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大？
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11．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用竖直向下 的力拉动绳子自由
端使物体A匀速上升，提升过程中绳子自由端拉力的功率为 。已知物体A重 ，不计滑轮组的
绳重和摩擦。求：
（1）提升过程中，该滑轮组的机械效率为多少？
（2）提升过程中，物体A匀速上升的速度是多少？
12．如图甲是利用滑轮组打捞水池中物体的简化模型示意图。工人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，物体上升的速度 随时间变化的图像如图丙所示。已知物体的质量
为80 kg，体积为0.02 m3，物体沉没在水底时上表面距离水面8m，在4~8s内物体上升的竖直高度为
2m，绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，动滑轮自始至终都未浸入水中 ＝
1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。求：
（1）物体浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体未打捞前上表面在水中受到的压强；
（3）在8s~12s内，滑轮组的机械效率；
（4）在0~4s内，物体对池底的压力。
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13．如图甲所示是使用汽车通过滑轮组牵引打捞一个质量均匀分布的正方体重物的装置图。已知汽车自
重G ＝5×104N，汽车受到的阻力恒为车重的0.1倍，在整个牵引过程中，汽车以恒定的速度向右运动。
车
图乙是此过程中汽车对滑轮组拉力F跟重物提升高度h变化的图像。设h＝0时汽车开始提升重物，当物
体完全露出水面后此装置的机械效率为80%，若水面高度不变，忽略水的阻力和钢绳重及滑轮的摩擦（g
取10N/kg，ρ ＝1.0×103kg/m3）。求：
水
（1）物体完全露出水面后汽车的牵引力；
（2）重物在水中受到最大的浮力；
（3）整个打捞过程中汽车对滑轮组施加的最小拉力F。
1
14．为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装
置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，物体上升速度v随时间变化关系图像为
图（丙），物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丁）所示。若重物与地面的接触面积
S=5×10-2m2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：
（1）匀速提升物体时，拉力F的功率为多少W?滑轮组的机械效率η为多少?
（2）在1~2s内，拉力F做的功W为多少J?
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15．一位质量为50kg的建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降，已知吊
篮的质量为4kg。当篮内的建筑材料质量为16kg时，人对绳子的拉力为130N，吊篮在拉力的作用下10s
内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦。则：
（1）动滑轮的重力为多少？
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）该建筑工人利用该装置运送建筑材料的机械效率最大为多少？
16．随着疫情防控形势的好转，人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常，各地的基础设施项目正在热火
朝天的开工建设。如图所示，某建筑工地上，工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。
已知斜面高 ，长 ，工人施加的拉力 ，工件的质量 ，工件沿斜面上升的
速度 ；若不计工件和滑轮组长度，忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，
g取10N/kg。求：
（1）拉力F做功的功率P；
（2）整个装置的机械效率 ；
（3）工件所受斜面的摩擦力f。
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17．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。
当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关
系图像如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成
在竖直方向。求：
（1）动滑轮的重力是多少？
（2）在1~2s内，绳子自由端通过的距离是多少？
（3）在0~1s内，地面对重物的支持力是多少？
18．有一根绳子，通过如图甲所示的滑轮组，能够提起的最重物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳
重和摩擦）。求：
（1）将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重G =？
A
（2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚与地面接触面积为2×10﹣2m2，则人对地
面的压强p =？
地
（3）若用这根绳子和这些滑轮，组成图乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢匀速提起（不计水的阻力）一
个边长为3×10﹣1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，绳子断裂。则正方体B的
密度ρ =？
B
19．如图所示是打捞物体的模拟装置。电动机带动钢丝绳自由端以恒定的速度匀速拉动滑轮组，经过
5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体在海面下匀速上升的过程中，该滑轮组的效率为
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90%，此时电动机的输出功率为800W（不计物体的高度、动滑轮体积、绳重和摩擦，ρ ＝
物
8.2×103kg/m3，g取10N/kg，ρ 取1.0×103kg/m3）。求：
海水
（1）物体浸没在海水中受到的浮力；
（2）动滑轮的总重力；
（3）物体在海底时受到海水的压强；
（4）物体离开海面后电动机的输出功率。
20．工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳
子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉
力为F。已知：物体A所受重力为1000N，体积为8.0×10-2m3，水的密度为ρ =1.0×103kg/m3。滑轮与轴的
水
摩擦、水的阻力以及绳重不计。求：
（1）物体A完全在水面下时受到的浮力；
（2）物体A完全在水面下时受到绳子的拉力；
（3）工人对绳子竖直向下的拉力F。
21．某桥梁施工队的工人用如图所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。已知工件的质量为100kg，工人
的质量为70kg。工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为5∶2。若不计摩擦、
绳重、动滑轮及水的阻力，已知水的密度为1×103 kg/m3 。g取10N/kg。
求：（1）工件浸没在水中时所受的浮力F ；
浮
（2）工件的密度
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22．如图所示，质量为60kg的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向1s匀速运动10cm，已知运动
中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍，动滑轮重50N，不计绳重、滑轮间的摩擦，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。求：
（1）绳子自由端运动的速度。
（2）人对地面的压力。
（3）此滑轮组机械效率。
23．体重为600N的小明用如图甲所示的滑轮组提升物体；已知被提升的物体重为850N，小明用拉力F
将物体以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示；不计绳重
和摩擦，求：
（1）滑轮组所做的有用功；
（2）小明对绳的拉力F；
（3）动滑轮的重力；
（4）若想提高该滑轮组的机械效率，则可以采取的措施有哪些？（写出一种即可）
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24．如图所示是用滑轮组提升浸在水中的物体（物体不吸水），已知G =300N，圆柱形容器底面积
物
S=600cm2，当物体浸没在水中时水的深度为90cm，物体被提升至完全离开水面后（物体表面不附有水），
水的深度为80cm。若物体浸没在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率为80%（不计绳重、绳子与滑轮
之间的摩擦和水的阻力）。求：
（1）物体浸没在水中时，水对容器底的压强；
（2）物体从浸没在水中到完全离开水面后，水对容器底压强的变化量；
（3）物体浸没在水中时受到的浮力；
（4）物体完全离开水面后匀速提升过程，绳子自由端的拉力 。
25．如图所示，质量为50kg的小媛站在水平高台上，双脚与地面的总接触面积为0.04m2，通过滑轮组竖
直向上匀速提升重为500N的物体。已知小媛对绳的拉力F为250N，拉力F的功率为75W。假设在拉绳
子的过程中，小媛对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦，求：
（1）物体上升的速度是多少m/s？
（2）物体匀速上升时，小媛对高台的压强为多少Pa？
（3）若水平高台所能承受的最大压力为1100N，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为多少？
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26．如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为
500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）
（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端
的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。
（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化
关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（ ）
27．工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示。当物体完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子
竖直向下的拉力为F，水平地面对工人的支持力为N ，滑轮组的机械效率η 为60%。当物体A完全打捞
1 1 1
出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η，工人对绳子竖直向下的拉力为F，水平地面对
2 2
工人的支持力为N 。已知工人所受重力为500N，动滑轮的重力为250N，物体A所受重力为1000N。不
2
计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，g取10N/kg。求：
（1）滑轮组的机械效率η；
2
（2）当物体A完全打捞出水面后，以0. 1m/s的速度被匀速提升时，滑轮组做功的功率P；
2
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（3）物体A完全在水面下时所受的浮力大小；
（4）物体A的密度是多少kg/m3?
（5）选作： ?
28．如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，动滑轮重300N。若重物以 0.5m/s 的速度
匀速上升100s，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为 300kg 的重物 A 时，牵引车对绳的
拉力为F，取 g=10N/kg。当重物匀速上升时。求：
（1） 拉力 F 的大小；
（2） 100s内物体A上升的距离；
（3） 小型牵引车的速度大小；
（4） 画出定滑轮所受各力的示意图，求定滑轮受到的向上的拉力。
29．如图甲所示，用卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过动滑轮提升重力为 的物体并使其
匀速上升时，卷扬机对动滑轮绳子端的拉力为F，平台对卷扬机的支持力为 ，拉力F的功率为P，动
滑轮的机械效率为 ％；已知被提升物体移动的距离随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的重力为
，吸盘和绳子的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取 。求：
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（1）拉力F的大小；
（2）平台对卷扬机的支持力 ；
（3）拉力F的功率P；
（4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是 ，此时动滑轮提升重物的机械效率是多少？
30．两个实心正方体A、B由同种材料制成，正方体A的边长为0.1m，重力G =40N。将A、B均放置在
A
水平桌面上时，如图甲所示，A物体对桌面的压强是p （未知）。当用相同的滑轮组分别匀速提升A、B
A
两物体，如图乙所示，此时滑轮组匀速拉动A的机械效率为η =50%，且两滑轮组机械效率之比
A
η η =5∶9。若将A、B两物体用细绳相连浸没在底面积为800cm2的容器中，用该滑轮组匀速提升A、B两
A B
∶
物体，如图丙所示，A物体离开水面之后，过一段时间剪断A和B之间的绳子，绳子被剪断后待水面静
止，A物体继续匀速提升，剪断绳子瞬间滑轮组机械效率变化了40%。不计绳重和摩擦，不计水的阻力，
ρ =1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求：
水
（1）图甲中A对水平桌面的压强p 是多少？
A
（2）物体B受到的重力G 是多少？
B
（3）图丙中从剪断绳子瞬间到水面静止时，水对容器底的压强变化了多少？
31．利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上
升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功；
（2）求在1~3s内拉力做功的功率；
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（3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。
32．如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉
力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变
化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小；求：
（1）0～2s拉力F所做的功是多少？
（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少？
（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？
（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是多少？（小数点后保留一位）
33．用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末
端的水平拉力为50N，若物体运动的速度为0.2m/s，求：
（1）10s内拉力做的功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
34．如图所示，是使用滑轮组从水池中打捞物体的简化示意图。某次打捞中将一个体积为 、密度为
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的实心物块匀速提升了2m（物块始终浸没在水中），水面到池底的深度为9m。（
， ）求：
（1）水池底部受到水的压强；
（2）物块受到的浮力大小；
（3）若打捞中实际所用拉力 为1000N，这个滑轮组的机械效率。
35．2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创
造了中国载人深潜新纪录，标志着我国的深潜事业又迈上了一个崭新的台阶；如图1所示为“奋斗者”
号载人潜水器的海试现场；“奋斗者”号载人潜水器在设计制造过程中需要进行静态模拟实验，如图2
所示某科研室用实心圆柱体A进行静态模拟实验；已知A的体积为1.2×10﹣3m3，质量为2.1kg；整个模拟
过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%；忽略绳重及摩擦，不考虑水的阻
力（ρ ≈1×103kg/m3），求：
海水
（1）这次创纪录深潜坐底时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强；
（2）A完全浸没在水中时受到的浮力；
（3）完全离开水面后，绳子自由端拉力F的大小。
36．小明用如图（甲）所示的滑轮组提升物体A，若将A匀速提高2m做的有用功为2160J，小明的体重
为640N，（g＝10N/kg）（不计绳重和摩擦）求：
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（1）物体A所受重力是多少？
（2）已知此时滑轮组机械效率为90%，小明与地面接触面积为4×10-2m2，则此时小明对地面的压强是多
少？
（3）如图（乙）所示，若利用此滑轮组从水下缓慢匀速提起（不计水的阻力，物体A没有露出水面）物
体A，物体A（正方体）的边长为0.2m；求此时的机械效率？（ρ ＝1.0×103kg/m3）（保留整数）
水
37．如图所示，用滑轮组提升浸在水中的实心圆柱形物体，物体始终浸没在水中，已知物体的高度为
0.8m，底面积为0.15m2，重为2000N，10秒内匀速上升了6m，此过程中作用在绳端的拉力F做功为
6000J；（不计绳重、摩擦及水的阻力）求：
（1）10秒内，绳子自由端移动的速度大小；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力大小；
（3）物体浸没在水中匀速上升时，绳端受到的拉力大小；
（4）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率。
38．如图所示，工人用沿斜面向上、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到C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m.
（1）货物从A点匀速推至C点过程中，克服货物重力做的功为多少？
（2）斜面的机械效率为多少？
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（3）货物从A点匀速推至C点过程中，克服货物摩擦力做的功为多少？
39．利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为60N，边长为 10cm 的正方体物体，拉力F的大小
为5N ，物体在水平地面上匀速运动时，受到地面对它的摩擦力为 8N 。求：
（1）正方体物体对地面的压强是多少？
（2）若在拉力F 作用下物体以 0.2m/s的速度匀速拉了 4s，求拉力F的功率多大？
（3）此时该滑轮组的机械效率为多少？
40．在涪江六桥建筑工地，工人师傅正用塔吊通过滑轮组从河床吊起一如图甲所示工件。已知工件上下
两部分都为正方体，重22500N，工件上升速度保持为0.1m/s。吊装过程中，滑轮组的机械效率随时间变
化的图象如图乙所示，机械摩擦力及绳重忽略不计，（g=10N/kg）。问：
（1）河床受到水的压强多大？
（2）动滑轮的重力多大？
（3）工件完全露出水面后，拉力做功的功率多大？
（4）第15s时的机械效率多大？
41．新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约4万名建设者，仅用10天左右时间就使火
神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度”。如图所示，工人用滑轮组装置沿水
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平轨道运送建筑工件，用力F拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度v=0.5m/s，经t=20s将工件送到目的
地。已知工件的质量m=600kg，与轨道的接触面积S=1.2m2，运动过程中所受阻力f是重力的k=0.2倍；
1
若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率η=96%，取g=10N/
kg。求：
（1）工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p；
（2）工人拉力F做功的功率P；
（3）动滑轮的质量m。
42．工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，已知箱子重为350N，每次运送量不定，滑轮组
的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
(1)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的均力为200N，拉力做功的功率是
多大？
(2)若某次运送建材的质量为40kg，求此时的拉力是多少？
(3)当滑轮组的机械效率为80%时，运送建材的重力是多大？
43．用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M，动滑轮A所受重力为G，物体M 完全在水面下以速度v
1 1 1
匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F，拉力F 做功的功率为P，滑轮组的机械效
1 1 1
率为η；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G 的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示用替换动
1 2
滑轮后的滑轮组提升水中的物体M，物体M 完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬
2 2
机加在绳子自由端的拉力为F，拉力F 做功的功率为P，滑轮组的机械效率为η。已知G-G=30N，η-
2 2 2 2 1 2 2
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η=5%， ，M、M 两物体的质量相等，体积V均为 ，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦
1 1 2
及水的阻力均可忽略不计。求：
(1)物体M 受到的浮力F ；
1 浮
(2)拉力F 与F 之比；
1 2
(3)物体M 受到的重力G。
1
参考答案：
1．（1）两人用的力大小相等；分别为50N；（2）弟弟用力更大；小金用的力为21.875N，弟弟用的力
为78.125N
【解析】
【详解】
解：（1）在地面上时，箱子始终保持水平，此时箱子受两人竖直向上的力（小金的力为F，弟弟的力为
1
F）和箱子重力，其受力情况如下图所示
2
由图，以小金对箱子力的作用点A为支点，弟弟的力F 的力臂为AB，阻力G的力臂为AC，且
2
AB=2AC，由杠杆平衡条件有
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F×AB=G×AC
2
解得
而由受力分析可得
F+F=G
1 2
解得
F=G-F=100N-50N=50N
1 2
所以两人用的力大小相等。
（2）在上楼梯时，箱子的对角线正好保持水平，如下图所示
AB=80cm，BC=60cm，则由勾股定理可得
由相似三角形的知识可得
AC∶AB=AB∶AE
解得
以小金对箱子力的作用点A为支点，弟弟的力F 的力臂为AE，阻力G的力臂为AO，
2
由杠杆的平衡条件有
F×AE=G×AO
2
解得
F=G-F=100N-78.125N=21.875N
1 2
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故可知弟弟用的力更大。
答：（1）在地面上时，箱子始终保持水平，两人用的力一样大，都为50N；
（2）在上楼梯时，箱子的对角线正好保持水平，弟弟用的力更大，小金用的力为21.875N，弟弟用的力
为78.125N。
2．（1）32cm；（2）2kg；（3）2.4kg
【解析】
【详解】
解：（1）由杠杆平衡条件得
G OC=G OB
最大 秤砣
即
80N×4cm=10N×OB
解得
OB=32cm
（2）由杠杆平衡条件得
G OC=G OD
物体 秤砣
即
G ×4cm=10N×8cm
物体
解得
G =20N
物体
物体的质量为
（3）使用10N秤砣（正常情况下），当杆秤刻度显示3千克的物品时，设秤砣到O点的距离L，则
m g×OC=G ×L
物 秤砣
即
3kg×10N/kg×4cm=10N×L
解得
L=12cm
当使用0.8kg秤砣时，秤砣到O点的距离不变，则有
m ′g×OC=m ′g×L
物 砣
即
m ′×10N/kg×4cm=0.8kg×10N/kg×12cm
物
解得
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m ′=2.4kg
物
答：（1）这杆秤所能测物体的最大重力为80牛，OB的长度为32cm；
（2）当秤砣处于D位置时，被称物体的质量为2kg；
（3）若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣，售出杆秤刻度显示3千克的物品，则物品的实际质量是
2.4kg。
3．（1）80%；（2）3750W；（3）850kg
【解析】
【详解】
解：（1）货物的重力
由图可 ，滑轮组的机械效率
（2）绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
则拉力的功率
（3）当不计绳重及摩擦时，对动滑轮受力分析，可知，拉力的大小为
动滑轮重
又配重
根据杠杆平衡条件 代入数据有，则拉力F 为
2
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所以货物的重力
货物的质量
答：（1）滑轮组的机械效率为80%；
（2）绳端拉力F的功率是 ；
（3）货物的质量为 。
4．（1）1.6kg；（2）0.12m；（3）100Pa
【解析】
【详解】
解：（1）设C、D的重力为G，对物体D受力分析可知，物体D受到向下的重力G、向上的绳子拉力FB
和向上的地面的支持力F，因物体D处于受力平衡状态，则有
G=FB+F
因D对水平地面的压力为4N，故由力的作用的相互性可知，地面对D向上的支持力为F=4N，可得绳子
对物体D的拉力为
FB=G-F
同理对物体C受力分析可得，绳子对物体C的拉力为
FA=G
因杠杆水平平衡，由杠杆的平衡条件可得
即
由题意可知，F=4N，且
OA∶OB=3∶4
代入解得物体C的重力为G=16N，故由G=mg可得，物体C的质量为
（2）由题意可知，物体C进入水中的深度为
h=10cm-2cm=8cm
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则物体C排开水的体积为
V =10cm×10cm×8cm=800cm3=8×10-4m3
排
由阿基米德原理可得，此时物体C所受浮力为
F =ρ gV =1×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N
浮 液 排
故由受力分析可知，此时绳子对C的拉力为
F =G-F =16N-8N=8N
拉 浮
因D对水平地面的压强不变，故可知绳子对D的拉力也不变，仍为
FB=G-F=16N-4N=12N
设此时支点为O′，当杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡原理由
解得A端到支点O′的距离为
O′A=0.42m
而开始A端到支点O的距离为
故支点O应向右移动的距离为
（3）由题意可知，物体C的质量为m=1.6kg，物体C的体积为
V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10-3m3
故物体C的密度为
因物体C的密度大于水的密度，故剪断A端拉C的绳子后，物体C将完全浸没在水中，则可知剪断绳子
后，物体排开水的体积增加量为
则容器中水的深度增加量为
则由p=ρgh可得，容器中水对容器底的增加量为
答：（1）物体C的质量为1.6kg；
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（2）支点O应向右移动0.12m；
（3）容器中水对容器底的压强增大了100Pa。
5．（1）80cm3；（2）0.6N；（3）3N；（4）0.32kg
【解析】
【详解】
解：（1）B露出水面时液面下降，则露出水面的体积
∆V=S∆h=40cm2×0.5m=20cm3
B物体的体积
V =4∆V=4×20cm3=80cm3
B
（2）B物体水面以下的部分为排开液体的体积，此时受到的浮力
（3）对物体B进行受力分析可知物体收到向上的浮力、向上的拉力、向下的重力，拉力
F =F -F =5N-2.6N=2.4N
B 压1 压2
向上的力的总和等于向下的重力，故物体B的重力
G =F +F=2.4N+0.6N=3N
B B 2
（4）根据杠杆平衡条件可知
F·OC=F ·OD
A B
整理得
物体A的质量
答：（1）物体B的体积为80cm3；
（2）浮力F 等于0.6N；
2
（3）物体B的重力为3N；
（4）物体A的质量为0.32kg。
6．（1） ，141.4N；（2）82.8J；（3）41.4W
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【解析】
【详解】
解：（1）翻滚时，以正方体的一条边为支点，以一个面的对角线为动力臂时，施加的力最小。阻力是物
体的重力，边长的一半为阻力臂，如图所示：
由图可知阻力臂
动力臂
由杠杠平衡条件可得
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施加的最小力为
（2）开始时，重心离地面高度为边长一半，翻滚到最高点，重心离地面高度为一个面的对角线的一半，
所以翻滚一次，物体重心升高
所以翻滚一次克服立方体的重力所做功
（3）翻滚10m，则需要翻滚10次，所以整个过程中克服重力做功为
整个过程中克服重力做功功率为
答：（1）翻滚立方体时，下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的示意图如图所示：
最小力为141.4N；
（2）翻滚一次克服立方体的重力所做功82.8J；
（3）翻滚10m，用了20s，克服该立方体重力做功的功率是41.4W。
7．
【解析】
【详解】
解：根据杠杆平衡条件，用手提起B处的秤纽即以B为支点，A点处物体的重力的力臂最小，秤砣最远可
移至E点，则秤砣重力的力臂最大，此时秤称量最大，则
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即
密度秤AC的长度为
根据杠杆平衡条件，以C为支点，调节秤砣位置 处使秤杆水平平衡，此时A点受到的拉力为
所以合金块受到的浮力为
根据阿基米德原理，由于合金块是浸没在液体中的，则
可得液体的密度为
即 点刻度表示的待测液体密度为 。
答： 点刻度表示的待测液体密度为 。
8．（1）6.8N；（2）1.2×103kg/m3；（3）120Pa；（4）l=0.4-5×10-5ρ，刻度均匀
【解析】
【详解】
解：（1）由杠杆平衡条件可知
即
解得秤杆A端受到绳子的拉力 。
（2）合金块受到的浮力为
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因合金块浸没，则
由 知待测液体的密度为
（3）因容器成柱状，合金块放入液体后对容器底增大的压力为
待测液体对烧杯底部压强的变化为
（4）杠杆平衡时可得
即
则秤砣悬挂位置到秤纽O点距离为
因l与ρ成线性关系，所以密度秤刻度均匀。
答：（1）秤杆A端受到绳子的拉力为6.8N；
（2）C点刻度表示的待测液体密度为1.2×103kg/m3；
（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化量为120Pa；
（4）秤砣悬挂位置到秤纽O点距离l与待测液体密度ρ的函数关系式为 ，因l与ρ成线
性关系，所以密度秤刻度均匀。
9．（1）1.0×105 Pa；（2）10N；（3）14N
【解析】
【详解】
解：（1）铁块上表面在水下10m深处受到水的压强
p=ρ gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa
水
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（2）铁块的体积
铁块浸没在水中时，排开水的体积等于铁块的体积，据阿基米德原理得，铁块受到的浮力
F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
浮 水 排
（3）由图示知，杠杆在水平位置平衡时铁块浸没在水中，则铁块受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、
拉力的作用处于静止，所以拉力
F=G-F =mg-F =7.9kg×10N/kg-10N=69N
1 浮 浮
据动滑轮的特点知， 杠杆A端受到的力
设杠杆AB每小段的长度为l，那么OA和OB的长度分别为l和3l，据杠杆的平衡条件有
FAl=F×3l
即
42N×l=F×3l
解得，B点施加的力
F=14N
答：（1）铁块的上表面在水下10m深处受到水的压强为1.0×103Pa；
（2）铁块在水中受到的浮力为10N；
（3）保持杠杆AB在水平位置平衡需在B点施加的力F为14N。
10．（1） ；（2）12N；（3）9.6W
【解析】
【详解】
解：（1）此时物体B恰好在20s内匀速下降了2m，物体B下降的速度是
（2）由图知，绳子的有效段数n=2， 不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，当物体B匀速下降时，
水平方向的绳子对滑轮组的拉力为
根据力的相互性，绳子受到滑轮组的拉力大小也为12N，即绳子对物体A的拉力大小为
T=12N
因A做匀速直线运动，故受到的拉力T与受到的水平向右滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，故水平
面对物体A的摩擦力是
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（3）当物体B匀速上升时，绳子的拉力T不变，因水平面的粗糙程度不变，物体A对支持面的压力大小
不变，故A受到的摩擦力大小（水平向左）不变，由力的平衡条件可得，对物体A施加水平向右的拉力
F=f+T=12N+12N=24N
物体A向右运动的速度
v=2v =2×0.2m/s=0.4m/s
B
拉力F的功率
答：（1）物体B下降的速度是 ；
（2）水平面对物体A的摩擦力是12N；
（3）要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为9.6W。
11．（1）90%；（2）0.2m/s
【解析】
【详解】
解：（1）由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离
s=2h
因为不计滑轮组的绳重和摩擦，所以该滑轮组的机械效率
（2）由 可得，绳子自由端的速度
则物体A匀速上升的速度
（1）提升过程中，该滑轮组的机械效率为90%；
（2）提升过程中，物体A匀速上升的速度是0.2m/s。
12．（1）200N；（2）8×104Pa；（3）60%；（4）400N
【解析】
【详解】
解：（1）物体浸没在水中排开水的体积
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由阿基米德原理物体浸没在水中时受到的浮力
（2）物体未打捞前上表面在水中的深度8m，所以物体未打捞前上表面在水中受到的压强
（3）物体的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
在8s~12s内，由图乙、丙可知，物体做匀速直线运动，绳端的拉力F=500N，由甲图可知，n=2，拉力端
绳子移动的距离
s=nh=2h
在滑轮组的机械效率为
（4）由第三问条件可知，物体在8s~12s内处于平衡状态，绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻
力均忽略不计，则拉力为
则动滑轮受到的重力为
G =2F-G+F =2×500N-800N+200N=400N
动 浮
在0~4s内由乙、丙两图可知，此时物体处于静止状态，绳端拉力F′=300N，因为拉力
则滑轮组对物体的拉力为
F ′=2F′-G =2×300N-400N=200N
拉 动
物体对池底的压力为
F =G-F ′-F =800N-200N-200N=400N
压 拉 浮
答：（1）物体浸没在水中时受到的浮力200N；
（2）物体未打捞前上表面在水中受到的压强8×104Pa；
（3）在8s～12s内，滑轮组的机械效率60%；
（4）在0～4s内，物体对池底的压力400N。
13．（1）1.5×104N；（2）1×104N；（3）0.67×104N
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【解析】
【详解】
解：（1）物体完全露出水面后，由乙图可知绳子对车的拉力F＝1×104N，车受到的阻力
f＝0.1G＝0.1×5×104N＝0.5×104N
车匀速运动，根据二力平衡，则汽车的牵引力
F ＝f＝1.5×104N
牵
（2）根据图乙可知物体的边长为
7m﹣6m＝1m
物体浸没水中时浮力最大为
F ＝G ＝ρgV ＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（1m）3＝1×104N
浮 排 排
（3）由图可知，重物由3段绳子承担，当物体露出水面后，机械效率为80%，则
G＝3F×η＝3×1×104N×80%＝2.4×104N
物体露出水面受力分析可知，F、G 、G 的关系为
物 动
得
G ＝3F﹣G ＝3×1×104N﹣2.4×104N＝0.6×104N
动 物
物体在水中受力分析可知，F、F 、G 、G 的关系为：F 最大时，F 最小，
1 浮 物 动 浮 1
答：（1）物体完全露出水面后汽车的牵引力为1.5×104N；
（2）重物在水中受到最大的浮力为1×104N；
（3）整个打捞过程中汽车对滑轮组施加的最小拉力F 为0.67×104N。
1
14．（1）300W，83.3%；（2）187.5J
【解析】
【详解】
解：（1）在2~3s内，重物做匀速运动，其速度
拉力
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因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的速度是重物上升速度 v 的三倍，则拉力F的
3
功率
滑轮组的机械效率
（2）在1~2s内，拉力
重物上升高度
拉力 F做的功
答：（1）在2~3s内，拉力F的功率为300W，滑轮组的机械效率为83.33%；
（2）在1~2s内，拉力F做的功为187.5J。
15．（1）60N；（2）78W；（3）90%
【解析】
【详解】
解：（1）吊篮和建筑材料的总重力
从图中可知 ，不计绳重和摩擦，根据 可知动滑轮的重力
（2）绳子自由端移动的距离
人的拉力做的功
人的拉力做功的功率
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（3）人对绳子的拉力最大为
不计绳重和摩擦，根据 可知建筑材料和吊篮的重力最大为
吊篮的重力
建筑材料的最大重力
该建筑工人利用该装置运送建筑材料的机械效率最大为
。
答：（1）动滑轮的重力为60N；
（2）人的拉力做功的功率是78W；
（3）该建筑工人利用该装置运送建筑材料的机械效率最大为90%。
16．（1）900W；（2）83%；（3）300N
【解析】
【详解】
解：（1）由图知承重绳子股数n=3，则拉力的速度
拉力F做功的功率
（2）工人做的总功为
工人做的有用功为
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整个装置的机械效率
（3）根据
得，克服摩擦做的额外功
由 可得
答：（1）拉力F做功的功率为900W；
（2）整个装置的机械效率为83.3%；
（3）工件所受斜面的摩擦力300N。
17．（1）20N；（2）3.75m；（3）30N
【解析】
【详解】
解：（1）从图乙、丙可知，物体在2~3s内匀速运动，速度大小为2.5m/s，拉力为40N，且离开地面，从
图甲可知，滑轮组承重绳子的根数n=3，根据 可知动滑轮的重力
G =3F-G=3×40N-100N=20N
动
（2）从图丁可知，在1~2s内，物体上升的高度h=1.25m，绳子自由端通过的距离
s=3h=3×1.25m=3.75m
（3）从图乙可知，在0~1s内，物体静止在水平地面，拉力F′=30N，则物体所受拉力
F =3F′-G =3×30N-20N=70N
物 动
地面对重物的支持力
F =G-F =100N-70N=30N
支 物
答：（1）动滑轮的重力是20N；
（2）在1~2s内，绳子自由端通过的距离是3.75m；
（3）在0~1s内，地面对重物的支持力是30N。
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18．（1）370N；（2）1×104Pa；（3）2.8×103kg/m3
【解析】
【详解】
解：（1）物体的重力
（2）拉力做的总功
绳子拉力
人对地面的压力
人对地面的压强
（3）正方体浸入水中的深度
正方体排开水的体积
正方体受到的浮力
动滑轮的重力
正方体的重力
正方体的质量
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正方体的体积
正方体的密度
答：（1）物体的重力为370N；
（2）人对地面的压强为1×104Pa；
（3）正方体B的密度为2.8×103kg/m3。
19．（1）1000N；（2）800N；（3）3×105Pa；（4）900W
【解析】
【详解】
解：（1）物体浸没在海水中时，排开海水的体积
V ＝V＝0.1m3
排
由阿基米德原理，则物体浸没在海水中受到的浮力
F ＝ρ gV ＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N
浮 海水 排
（2）物体的质量
m＝ρ V ＝8.2×103kg/m3×0.1m3＝820kg
物 物
物体的重力
G＝mg＝820kg×10N/kg＝8200N
因不计绳重和摩擦，克服（G﹣F ）做的功为有用功，克服（G﹣F +G ）做的功为总功，
浮 浮 动
所以，滑轮组的机械效率
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝90%
解得，动滑轮的总重力
G ＝800N
动
（3）根据图示可知，绳子的有效段数
n＝5
则拉力
F＝ （G﹣F +G ）＝ ×（8200N﹣1000N+800N）＝1600N
浮 动
根据
P＝ ＝ ＝Fv
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钢丝绳自由端上升的速度
v＝ ＝ ＝0.5m/s
物体上升速度
由v＝ 可得，海水的深度
h＝vt＝0.1m/s×5×60s＝30m
则物体在海底时受到海水的压强
p＝ρ gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa
海水
（4）物体离开海面时，拉力
F′＝ （G+G ）＝ ×（8200N+800N）＝1800N
动
物体离开海面后电动机的输出功率
P′＝F′v＝1800N×0.5m/s＝900W
答：（1）物体浸没在海水中受到的浮力为1000N；
（2）动滑轮的重力为800N；
（3）物体在海底时受到海水的压强为3×105Pa；
（4）物体离开海面后电动机的输出功率为900W。
20．（1）800N；（2）200N；（3）620N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体A完全在水面下时受到的浮力
F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m3=800N
浮 水 排
（2）物体A完全在水面下做匀速直线运动时，所以它受到的重力、浮力和拉力构成平衡力，那么
F =G -F =1000N-800N=200N
拉 A 浮
（3）当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，以动滑轮为研究对象，物体A的拉力、动滑轮自身的
重力和绳子对它的拉力构成平衡力，而
nF =G +F
人 动 拉
那么
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G =nF -F =2×220N-200N=240N
动 人 拉
物体A完全被打捞出水面后匀速提升的过程中，工人对绳子向下的拉力
F= (G +G )= (1000N+240N)=620N
A 动
答：（1）物体A完全在水面下时受到的浮力为800N；
（2）物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N；
（3）工人对绳子竖直向下的拉力F为620N。
21．（1）600N；（2）1.67×103kg/m3
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）工件的重力
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
不拉绳子时人对地面的压力
F=G =m g=70kg×10N/kg=700N
1 人 人
动滑轮上有两根绳子，不计摩擦、绳重、动滑轮重及水的阻力，所以工件打捞出水面前人对地面的压力
工件打捞出水面后人对地面的压力
工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为5∶2，则
可解得F =600N。
浮
（2）工件排开水的体积
未出水前工件完全浸没水中，则工件的体积
V=V =6×10-2m3
排
则工件的密度
答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力为600N；
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（2）工件的密度是1.67×103kg/m3。
22．（1）0.2m/s；（2）500N；（3）75%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体移动速度
v = = =10cm/s=0.1m/s
物
由图知，动滑轮股数为2股，绳子自由端运动速度
v=2×v =2×0.1m/s=0.2m/s
物
（2）物体A受到地面的摩擦阻力
f=0.3G =0.3×500N=150N
物
不计绳重、滑轮间的摩擦，则绳端的拉力
F= (G +f)= ×(50N+150N)=100N
动
人对地面的压力
F =G -F=m g-F=60kg×10N/kg-100N=500N
压 人 人
（3）此滑轮组的机械效率
η= = = = = ×100%=75%
答：（1）绳子自由端运动的速度为0.2m/s；
（2）人对地面的压力为500N；
（3）此滑轮组机械效率为75%。
23．（1）6800J；（2）500N；（3）150N；（4）增大提升的物体重力
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）滑轮组提升重物所做的有用功
（2）物体上升时间
由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，由图甲可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离
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由 可得，小明对绳的拉力
（3）不计绳重和摩擦，拉力 ，则动滑轮的重力
（4）不计绳重和摩擦，由
使用原来的滑轮组，动滑轮重力不变，若增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率；若提升同
样的物重，减小动滑轮重力，也可以提高滑轮组的机械效率。
答：（1）滑轮组所做的有用功是6800J；
（2）小明对绳的拉力为500N；
（3）动滑轮的重力是150N；
（4）增大提升的物体重力。
24．（1） ；（2） ；（3）60N；（4）120N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体浸没在水中时，水对容器底的压强
（2）物体完全离开水面后，水对容器底压强
物体从浸没在水中到完全离开水面后，水对容器底压强的变化量
（3）物体浸没在水中时排开水的体积V
排
V =S(h-h)=600 10-4m2 (90 10-2m-80 10-2m)= 6 10-3m3
排 1 2
物体浸没在水中时受到的浮力
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（4）物体浸没在水中时受到的拉力F
1
由滑轮组可知：n=3，则物体浸没在水中时的机械效率
解得绳子自由端受到的拉力
则动滑轮的重力
=3F-F=3 100N-240N=60N
1
物体完全离开水面后匀速提升过程，绳子自由端所用的拉力
答：（1）物体浸没在水中时，水对容器底的压强为 ；
（2）物体从浸没在水中到完全离开水面后，水对容器底压强的变化量为 ；
（3）物体浸没在水中时受到的浮力为60N；
（4）物体完全离开水面后匀速提升过程，绳子自由端的拉力F为120N。
25．（1）0.1m/s；（2）18750Pa；（3）86%
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由P= = =Fv得，绳子自由端的速度
v= = =0.3m/s
由图知，n=3，则物体上升的速度
v′= = =0.1m/s
即物体上升的速度为0.1m/s。
（2）小媛的重力
G =m g=50kg×10N/kg=500N
人 人
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小媛匀速提升该物体时,由于绳子对他有向下的拉力，所以，小媛对高台的压力
F =G+F=500N+250N=750N
压
此时小媛对高台的压强
p= = =18750Pa
小媛对高台的压强为18750Pa。
（3）由 F= (G +G )可得动滑轮的重力
物 动
G =3F- G =3 250N-500N=250N
动 物
水平高台所能承受的最大压力为1100N,则绳子的最大拉力为
F =1100N- G =1100N-500N=600N
大 人
不计绳重和摩擦,由F= (G +G )可得提升物体的最大重力
物 动
G =3F -G =3×600N-250N=1550N
物大 大 动
当提升物体的重力最大时，滑轮组的机械效率最大，则滑轮组的最大机械效率
η = = = = 86%
最大
即滑轮组的最大机械效率为86%。
答：（1）物体上升的速度是多少0.1m/s；
（2）物体匀速上升时，小媛对高台的压强为多少18750Pa；
（3）若水平高台所能承受的最大压力为1100N，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为86%。
26．（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力
物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据 可
知，其对地面的压强
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其对地面的压强是4000Pa。
（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作
用，则滑轮组对物体A的拉力
滑轮组对物体A的拉力是3350N；
根据 得动滑轮的重力
提升重物过程中所做有用功
提升重物过程中所做的额外功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是88.5%。
（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度
从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率 ，由 得，物体B未接触水面前绳
端的拉力
由
可得，物体B的重力
又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力
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所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力
物体B在水中所受浮力
根据
可知，物体B的体积
由 得，物体B的质量
再根据 可知物体B的密度
物体B的密度是 。
答：（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；
（2）此时整个机械的机械效率约是88.5%；
（3）物体B的密度是 。
27．（1）80%；（2）125W；（3）625N；（4）1600kg/m3 ；（5）
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由
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可得物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为
（2）由图可知，绳子承担重物的段数为3，则物体A完全打捞出水面后，人对绳子竖直向下的拉力
由
可得此时滑轮组做功的功率P
2
（3）物体完全在水面下被匀速提升的过程中，物体受到自身竖直向下的重力、水施加竖直向上的浮力、
滑轮组给向上的拉力作用，则物体此时做的有用功
则绳子末端受到竖直向下的拉力
根据滑轮组物体上升高度和绳子末端移动距离关系可知此时拉力做的总功
因滑轮组的机械效率η 为60%，即
1
解得
故物体A完全在水面下时所受的浮力为625N；
（4）已知物体A完全浸没时受到的浮力，则
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由 物体A的体积可得
由G=mg可得物体A的质量
则物体A的密度
（5）当物体A完全打捞出水面后，人受到自身竖直向下的重力、绳子对人向上的拉力（与F 是一对相互
2
作用力）、地面对人向上的支持力N ，则
2
当物体完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为F
1
人受到自身竖直向下的重力、绳子对人向上的拉力（与F 是一对相互作用力）、地面对人向上的支持力
1
N ，则
1
故
答：（1）滑轮组的机械效率η 是80%；
2
（2）当物体A完全打捞出水面后，以0. 1m/s的速度被匀速提升时，滑轮组做功的功率P 是125W；
2
（3）物体A完全在水面下时所受的浮力大小是625N；
（4）物体A的密度是1600kg/m3；
（5） 。
28．（1）1100N；（2）50m；（3）1.5m/s；（4）
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2500N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由题意知，重物A的重力
G =mg=300kg×10N/kg=3000N
A
由图示知，滑轮组承重绳子的根数为3根，在不计摩擦和绳重时，牵引车对绳的拉力
（2）100s内A上升的距离
h=vt=0.5m/s×100s=50m
（3）小型牵引车的速度即绳子端的移动速度
vF=3v=3×0.5m/s=1.5m/s
（4）定滑轮受到向上拉力和两根绳子向下的拉力及自身竖直向下重力的作用，而处于静止状态，这些力
都可以作用在定滑轮的重心上，所以做图如下：
而每根绳子的拉力为1100N，那么向上的拉力
F =2F+G =2×1100N+300N=2500N
上 动
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答：（1）拉力F的大小为3000N；
（2）100s内物体A上升的距离为50m；
（3）小型牵引车的速度大小为1.5m/s；
（4）定滑轮所示各力的示意图如下：
定滑轮向上的拉力为2500N。
29．（1）240N；（2）840N；（3）960W；（4）85％
【解析】
【详解】
解：（1）由图甲可知，绳子的段数为2段，则s=2h，所以
由于动滑轮的机械效率为η=75％，物体的重力为G=360N，则
解得：拉力F=240N。
（2）卷扬机受到重力、绳子的拉力和平台对它的支持力，且卷扬机处于静止状态，则平台对卷扬机的支
持力
F =G +F=600N+240N=840N
支 机
（3）2s内运动的高度为4m，则2s内绳子移动的距离为
s=2×4m=8m
2s内拉力做功为
拉力F的功率为
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（4）吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，这种情况下 ，则 ，
由于n=2，则
若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是Gm=680N，此时动滑轮提升重物的机械效率是
答：（1）拉力F的大小为240N；
（2）平台对卷扬机的支持力为840N；
（3）拉力F的功率为960W；
（4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是 ，此时动滑轮提升重物的机械效率是85％。
30．（1）4000Pa；（2）360N；（3）625Pa
【解析】
【详解】
解：（1）受力面积为
根据二力平衡和相互作用力关系得A对地面的压力大小等于重力大小
则A对水平桌面的压强为
（2）设动滑轮的重力为G，则匀速拉动A的机械效率为
得动滑轮的重力为
匀速提升B时的机械效率为
根据已知得B的机械效率为
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代入得B的重力为
（3）已知A、B由同种材料制成密度相同，则体积之比为
A的体积为
联立得B的体积为
剪断绳子之后滑轮组只提升A物体，由已知得机械效率为50%，剪断前后机械效率变化40%，可知剪断
前的机械效率为
刚好为只提升B的机械效率，说明此时绳子对动滑轮的拉力的大小等于B的重力，即360N，根据平衡力
可知，B受水的浮力大小等于A的重力，即
根据阿基米德原理得排开水的体积为
剪断绳子后B落入水中稳定后，液体增大的体积为
容器中液面上升的高度为
则水对容器底部的压强增加了
答：（1）图甲中A对水平桌面的压强p 是4000Pa；
A
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（2）物体B受到的重力G 是360N；
B
（3）图丙中从剪断绳子瞬间到水面静止时，水对容器底的压强增加了625Pa。
31．（1）675J；（2）1200W；（3）80%
【解析】
【详解】
解：（1）在0~1s内，由图乙可知，拉力F=450N，绳子自由端移动的距离为
1
s=nh=3×0.5m=1.5m
1 1
拉力做的功为
W =Fs=450N×1.5m=675J
总1 1 1
（2）在1~3s内，由图乙可知，拉力F=400N，由图丙可知，物体上升的速度为v=1.0m/s，拉力做功的功
2
率为
（3）在1~3s内，物体上升的高度为
h=vt=1.0m/s×2s=2m
2
故克服物体重力做的功为
W =Gh =960N×2m=1920J
有 2
绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×2m=6m
2 2
拉力做的功为
W =Fs=400N×6m=2400J
总2 2 2
滑轮组的机械效率为
答：（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，此过程中拉力做了675J的功；
（2）在1~3s内拉力做功的功率为1200W；
（3）在1~3s内滑轮组的机械效率是80%。
32．（1）2400J；（2）2000W；（3）100N；（4）83.3%
【解析】
【详解】
解：（1）由图乙知0～2s的拉力F 为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度h＝4m；由图甲知，n＝
1 1
2，拉力端移动距离
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0～2s拉力F做的功
（2）由图乙知，2～4s的拉力F’＝250N；由图丙知，2～4s物体升高的高度
拉力端移动距离
2～4s卷扬机所做的功为
拉力F的功率
（3）由 可得拉力做的有用功
拉力做的额外功
不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，由 得动滑轮的重力
（4）由图乙可知，仍用该机械提升其他重物时，最大拉力F ＝300N，不计钢丝绳重和摩擦力大小，根
最大
据
提升的最大物重
因为滑轮组的机械效率
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该滑轮组的机械效率的最大值
答：（1）0～2s拉力F所做的功是2400J；
（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是2000W；
（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是100N；
（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是83.3%。
33．（1）300J；（2）30W；（3）80%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体10s运动的距离为
s=vt=0.2m/s×10s=2m
由图可知，滑轮组承重绳子的根数
n=3
则绳子自由端移动的距离为
s'=3s=3×2m=6m
拉力做的功为
W =Fs'=50N×6m=300J
总
（2）拉力的功率为
（3）克服摩擦力做的功为
W =fs=120N×2m=240J
有用
机械效率为
η= ×100%= ×100%=80%
答：（1）10s内拉力做的功为300J；
（2）拉力的功率为30W；
（3）滑轮组的机械效率为80%。
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34．（1） ；（2） ；（3）75%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）水池底部受到水的压强
（2）因为物块浸没，所以
物块受到的浮力大小
（3）实心物块的重力
滑轮组做的有用功
绳子移动的距离
滑轮组做的总功
滑轮组的效率：
答：（1）水池底部受到水的压强为9×104Pa;
（2）物块受到的浮力大小为1×103N；
（3）若打捞中实际所用拉力 为1000N，这个滑轮组的机械效率为75%。
35．（1）1.0909×108Pa；（2）12N；（3）9N
【解析】
【分析】
【详解】
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解：（1）坐底深度10909米，则潜水器受到水的压强
p＝ρ gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m＝1.0909×108Pa
海水
（2）A完全浸没在水中时，排开海水的体积
V ＝V＝1.2×10﹣3m3
排
则A完全浸没在水中所受的浮力
F ＝ρ gV ＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣3m3＝12N
浮 海水 排
（3）物块A的重力
G ＝mg＝2.1kg×10N/kg＝21N
A
A完全浸没在水中时，则
W ＝(G ﹣F )h，W ＝(G ﹣F )h+G h
有 A 浮 总 A 浮 动
由
η＝
可得
G ＝( ﹣1)(G ﹣F )＝( ﹣1)×(21N﹣12N)＝6N
动 A 浮
由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，A完全出水后，绳子拉力
F＝ (G +G )＝ ×(21N+6N)＝9N
A 动
答：（1）海水对“奋斗者”号潜水器的压强是1.0909×108Pa；
（2）A完全浸没在水中时受到的浮力为12N；
（3）完全离开水面后，绳子自由端拉力F的大小为9N。
36．（1）1080N；（2）6000Pa；（3）89%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）将A匀速提高2m做的有用功为2160J，物体A的重力
G ＝ ＝1080N
A
（2）小明拉力F做的总功
W ＝ ＝2400J
总
由图知，n＝3，绳子自由端移动距离
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s＝3h＝3×2m＝6m
由W ＝Fs可得拉力
总
F＝ ＝400N
因为物体间力的作用是相互的，故小明受到绳子向上的拉力为
F′＝F＝400N
小明对地面的压力为
F ＝G ﹣F′＝640N﹣400N＝240N
压 人
小明对地面的压强为
p＝ ＝6000Pa
（3）如图甲，不计绳重和摩擦，动滑轮重力
G ＝3F﹣G ＝3×400N﹣1080N＝120N
动 A
物体A的体积为
V＝0.2m×0.2m×0.2m＝0.008m3
在水下物体A受到的浮力
F ＝ρ V g＝ρ Vg＝1.0×103kg/m3×0.008m3×10N/kg＝80N
浮 水 排 水
此时的机械效率
η＝ ×100%≈89%
答：（1）物体A所受重力是1080N；
（2）此时小明对地面的压强是6000Pa；
（3）此时的机械效率为89%。
37．（1）2.4m/s；（2）1200N；（3）800N；（4）80%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由图可知，n＝4，绳子自由端移动的距离
则绳子自由端移动的速度为
（2）实心圆柱形物体的体积为
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因为物体浸没在水中，所以物体排开液体的体积为
所以物体浸没在水中时受到的浮力为
（3）因为物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力F做的功W ＝6000J，所以绳端受到的拉力为
总
（4）因为物体浸没在水中匀速上升时，处于平衡状态，受力平衡，所以动滑轮对物体的拉力为
所以滑轮组做的有用功为
所以滑轮组的机械效率为
答：（1）10秒内，绳子自由端移动的速度大小为2.4m/s；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力大小为1200N；
（3）物体浸没在水中匀速上升时，绳端受到的拉力大小为800N；
（4）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。
38．（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）货物从A点匀速推至C点过程中，克服货物重力做的功为
（2）推力对物体做的总功
斜面的机械效率为
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（3）在斜面上克服货物摩擦力做的功为
在水平面上克服货物摩擦力做的功为
货物从A点匀速推至C点过程中，克服货物摩擦力做的功为
答：（1）货物从A点匀速推至C点过程中，克服货物重力做的功为 ；
（2）斜面的机械效率为 ；
（3）货物从A点匀速推至C点过程中，克服货物摩擦力做的功为 。
39．（1）6000Pa；（2）2W；（3）80%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）正方体对地面的压强
（2）由图示知，滑轮组承重绳子为2根，绳子自由端移动的速度
v=2v=2×0.2m/s=0.4m/s
1
拉力的功率
P =Fv=5N ×0.4m/s=2W
总 1
（3）拉动重物的功率
P =fv=8N×0.2m/s=1.6W
有
滑轮组的机械效率
答：（1）正方体物体对地面的压强为6000Pa；
（2）拉力F的功率为2W；
（3）此时该滑轮组的机械效率为80%。
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40．（1）2.5×104Pa；（2）2500N；（3）2500W；（4）83.3%
【解析】
【详解】
解：（1）由乙图可知，河水深度
h=vt1=0.1m/s×25s=2.5m
河床受到压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5m=2.5×104Pa
（2）工件露出水面后
η=90%
不计滑轮摩擦时有
所以，动滑轮的重力
（3）由图甲知，滑轮组承重绳子的根数为4根，工件出水后，绳子自由端的拉力
拉力功率
P=Fv=6250N×0.4m/s=2500W
（4）第15s时，工件只有下部正方体处于水中，由乙图可知，下部正方体边长
L=vt2=0.1m/s×(25s-15s)=1m
下部正方体浸没在水中时，排开水的体积
V =V=L3=(1m)3=1m3
排
此时所受的浮力
F =ρgV =1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N
浮 排
所以，此时的机械效率
答：（1）河床受到水的压强为2.5×104Pa；
（2）滑轮的重力为2500N；
（3）工件完全露出水面后，拉力做功的功率为2500W；
（4）第15s时的机械效率为83.3%。
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41．(1)5000Pa；(2)625W；(3)5kg
【解析】
【分析】
【详解】
解：(1)工件在轨道上匀速前进时，对轨道的压力
F =G =mg=600kg×10N/kg=6000N
压 M 1
对轨道的压强
(2)运动过程中所受的阻力
f=0.2G =0.2×6000N=1200N
M
由图可知，滑轮组绳子的有效股数
n=2
则滑轮组的机械效率
η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=96%
解得
F=625N
绳端移动的速度
v =nv=2×0.5m/s=1m/s
绳
则拉力的功率
P= = =Fv =625N×1m/s=625W
绳
(3)不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，由F＝ (f+G )可得，动滑轮的重力
动
G =nF-f=2×625N-1200N=50N
动
由G=mg可得，动滑轮的质量
m= = =5kg
答：(1)工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p为5000Pa；
(2)工人拉力F做功的功率P为625W；
(3)动滑轮的质量m为5kg。
42．(1)80W；(2)400N；(3)2650N
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【解析】
【分析】
【详解】
(1)滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉绳子的速度为
拉力做功的功率为
(2)建材的重力为
建材和箱子的总重力为
由图可知，当建材的重力为400N时，机械效率为50%，求此时的拉力为
(3)滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率
当提升建材质量为40kg时，动滑轮的重力为
当滑轮组的机械效率为80%时，所提升的总重力为
此时所提升建材的重力为
答：(1)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的均力为200N，拉力做功的功
率是80W。
(2)若某次运送建材的质量为40kg，求此时的拉力是400N。
(3)当滑轮组的机械效率为80%时，运送建材的重力是2650N。
43．(1)400N；(2)16：15；(3)760N
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【解析】
【详解】
解：(1)物体M 受到的浮力
1
F =ρ gV =ρ gV=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N
浮 水 排 水
(2)由图知，n=2，由功率的公式
可得
P=Fv =2Fv
1 1 绳 1
P=Fv =2Fv
2 2 绳 2
则拉力F 与F 之比
1 2
F∶F=P∶P=16∶15①
1 2 1 2
(3)绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计，拉力
F=
1
可得
2F+F =G+G-----②
1 浮 1
拉力
F=
2
可得
2F+F =G+G-----③
2 浮 2
②-③得
G-G=2(F-F)
1 2 1 2
由题知
G-G=30N
1 2
所以可得
F-F=15N-----④
1 2
由①④解得
F=240N，F=225N
1 2
在水中提升物体时，滑轮组的机械效率
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已知
η-η=5%
2 1
解得G=760N。
答：(1)物体M 受到的浮力F 为400N；
1 浮
(2)拉力F 与F 之比为16∶15；
1 2
(3)物体M 受到的重力G为760N。
1
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