【答案】（1）电动机在10s内消耗的电能W=UIt=380V×50A×10s=1.9×105J。 （2）物体上升h=1m，则F1的作用点S=4h=4×1m=4m， 钢绳拉力F1在10s内做的功W=F1S=1.9×104N×4m=7.6×105J。 （3）由??W有用W总可得，50%?W有用W总?F2hF2h ?F1S1.9?104N?4h解得F2=3.8×104N。 （4）物体A的重力G=mg=4.8×103kg×10N/kg=4.8×104N， 由于物体匀速上升，所以F2+F浮=G， 即F浮=G﹣F2=4.8×104N﹣3.8×104N=1×104N， 由F浮=ρ水gV排可得：V排?F浮?水g?1?104N?1m3 331.0?10kg/m?10N/kg因为物体浸没，所以V排=V=1m3， m4.8?103kg?4.8?103kg/m3。 物体的密度???3V1m答：（1 ）电动机在的电能为1.9×105J；（2）钢绳拉力F1在10s内做的功为7.6×105J；（3）物体A所受拉力F2的大小为3.8×104N；（4）物体A的密度为4.8×103kg/m3。 18.（2017?威小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的16楼，他乘电梯从1楼匀速升到16楼用时50s，已知每层楼的高度为3m。小明重600N，轿厢重5400N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此时程，解答下列问题。
（1）拉力F的功率为多大？
（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少？
（3）图乙是动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作，当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作，在控制电路中，已知电源电压为6V，
保护电阻R2=100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声，若乘客人均重为700N，该电梯最多可以乘载多少人？
【解析】（1）根据滑轮组的省力特点求出拉力大小，求出轿厢上升的高度，根据S=2h求出拉力移动距离，再根据W=FS求出拉力做的功，根据P?W求出拉力的功率；（2）根
t据W=Gh求出动滑轮做的有用功，再根据??W有用求出机械效率；（3）根据欧姆定律求出
W总电路中的总电阻，减去保护电阻阻值，求出电阻式压力传感器R1的阻值，根据图象读出此时的压力，除以客人均重，得出客人数量。
【解答】解：（1）拉力F=（G+G轿厢）=×=3000N，
轿厢上升的高度h=15×3m=45m，拉力移动距离S=2h=2×45m=90m， 拉力做的功W总=FS=3000N×90m=270000J， 拉力的功率P?W?270000J?18000W。
t15s（2）滑轮提升小明做的有用功：W有用=Gh=600N×45m=27000J， 动滑轮A提升小明的机械效率??W有用?27000J?10%。
W总270000J（3）由欧姆定律得：电路总电阻R===300Ω，
此时压力传感器的电阻值R1=R﹣R2=300Ω﹣100Ω=200Ω， 根据图象可知此时的最大压力为9000N，电梯承载的人数=
≈12人。
答：（1）拉力F的功率为18000W；（2）动滑轮A提升小明的机械效率为10%；（3）该电梯最多可以乘载12人。
19.（2017?自行车上学，他在水平路面上5min匀速骑行了2000m，已知小文的质量为50kg，骑行时轮胎与地面的接触面积为8cm2，阻力大小是重力的0.02倍，g=10N/kg。表格中是他的自行车的一些数据，根据以上条件计算：
车架材料 3车架体积/m 车架质量/kg 整车质量/kg （1）碳纤维车架的密度是多大？ （2）他骑行时自行车对路面的压强是多大？ （3）他骑行时克服阻力做功的功率是多大？
碳纤维 ﹣32.5×10 4.5 10 【解析】（1）从表中数据可知碳纤维车架的质量和体积，利用密度公式即可求得其密度；（2）水平地面所受的压力等于车子和运动员的重力，根据公式p?F可求水平地面受
S到的压强；（3）知道小文和车的质量，可求总重力，该路段阻力为总重力的0.02倍，可求阻力；由于匀速骑行，受到的阻力和动力是一对平衡力，大小相等，利用W=FS求功，知道时间，利用功率公式求骑行功率。
【答案】（1）碳纤维车架的密度：??m?V4.5kg?1.8?103kg/m3。 ?332.5?10m（2）小文的质量m人=50kg，车的质量m车=10kg，
小红与车的总重力： G总=m总g=（m人+m车）g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N； 他骑行时自行车对路面的压力：F=G总=600N； 水平地面受到的压强：p?F?S600N?7.5?105Pa。 ?428?10m（3）由题意可得，骑车时受到的阻力：f=0.02G总=0.02×600N=12N， 因为她匀速骑行，所以骑车的动力F=f=12N， 骑自行车所做的功： W=Fs=12N×2000m=24000J， 时间t=5min=300s， 骑车功率：P?W?24000J?80W。
t300s答：（1）碳纤维车.8×103kg/m3；（2）他骑行时自行车对路面的压强是7.5×105Pa；（3）他骑行时克服阻力做功的功率是80W。
20.（2016?邵阳故障处置过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%。求：
（1）故障车在30s内通过的路程； （2）拉力F在30s内所做的功； （3）故障车在被拖离过程中受到的阻力。
【解析】（1）知道故障车的速度和时间，利用S=vt求
故障车在30s内通过的路程；（2）由图知，使用滑轮组克服阻力的绳子股数n=3，拉力端移动的距离s=3h，利用W=FS求拉力F在30s内所做的功；（3）由图知，n=3，滑轮组的机械效率??W有用W总?fS车FS绳?fS车F3S车?f，据此求故障车在被拖离过程中受到的阻力。 3F【答案】（1）由v=得故障车在30s内通过的路程：S车=vt=6m/s×30s=180m。 （2）由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离：S绳=3s车=3×180m=540m，
拉力F在30s内所做的功：W=FS绳=500N×540m=2.7×105J；
答：（1）故障车在30s内通80m；（2）拉力F在30s内所做的功为2.7×105J；（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力为1200N。