初中物理-机械效率的测量及计算专项训练

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。

下列判断正确的是A．F1=2F2W1=W2B．F1=12F2W1=12W2C．F1=4F2W1= W2D．F1=14F2W1=14W2【答案】C【解析】【详解】物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。

则：F1=2fF2=1 2 f故：F1=4F2根据功的公式可知：W1=F1×12s=2f×12s=fsW2=F2×2s=12f×2s=fs故：W1=W2，故选C。

2．小黄用图所示的滑轮组经过10s的时间，用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m，求此过程：拉力F自由端拉出的距离是_____m；小黄所做的有用功是_______J；总功是_______J；拉力做功的功率是______W。

【答案】3 270 450 45 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知，滑轮组的承重绳子根数n =3根，则拉力自由端拉出的距离s =nh =3×1m=3m[2]有用功W 有用=Gh =270N×1m=270J[3]总功W 总=Fs =150N×3m=450J[4]拉力做功的功率450J45W 10sW P t ===总3．如图所示，用滑轮组拉动重为200N 的物体在水平桌面上匀速直线运动。

已知F =20N ，滑轮组的机械效率为85%，则物体与桌面的之间的摩擦力大小为__________N 。

【答案】51 【解析】 【分析】 【详解】由图可知，由3段绳子通过动滑轮，则s F =3s 物，滑轮组的机械效率为85%，即η=W W 有总=F fs Fs 物 =3f F =320Nf=⨯85% 解得f =51N即物体与桌面的之间的摩擦力为51N 。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，一工人利用如图所示的滑轮组在10s 内将质量为40kg 的物体匀速提升3m ，此过程中工人对地面的压强为6000Pa 。

已知工人与地面的接触面积为500cm 2，工人的质量和动滑轮质量之和为80kg ，不计绳重和摩擦。

则下列说法错误的是（ ）A ．工人用提升400N 重物的过程中，动滑轮做的有用功为1200JB ．工人用提升400N 重物的过程中，绳子自由端移动的速度为0.6m/sC ．用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为80%D ．工人的质量为60kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．动滑轮做的有用功40kg 10N/kg 3m=1200J ===W G h m gh ⨯⨯物物动有故A 正确，不符合题意；B ．由图知，绳子段数n =2，物体匀速提升3m ，绳子自由端移动距离s =6m ，绳子自由端移动的速度为6m 0.6m/s 10ss v t === 故B 正确，不符合题意；CD ．工人对地面的压强为6000Pa ，工人与地面的接触面积为500cm 2=0.05m 2，所以工人对地面的压力26000P N a 0=.30005m F pS ==⨯设动滑轮质量为m 动，则人的质量m 人=80kg -m 动因为n =2，所以()()11-=-+=-g+22F G F G G G m g m m g =人拉人物动人物动 代入数据，得出m 动=20kg ，m 人=60kg ，故D 正确，不符合题意。

用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为()=100%=1200%=100%=75%6+6+0000+00W G hG W G hNG GN NG η=⨯⨯⨯有物物总物动物动故C 错误，符合题意。

故选C 。

2．如图所示，用一动滑轮拉一物体A 以0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A 重为20N ，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N ，则在2s 内拉力做的功是________J ，滑轮的机械效率是________（不计滑轮重力）．【答案】5 80% 【解析】 【分析】 【详解】物体2s 移动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m ， ∵使用的是动滑轮，∴拉力移动的距离：s′=2s=2×1m=2m ， 拉力做功：W=Fs′=2.5N×2m=5J ； ∵物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍， ∴f=0.2G=0.2×20N=4N ， 滑轮的机械效率： η====80%．故答案为5，80%．3．如图所示，用F =50N 的力通过滑轮组水平拉重为80N 的物体使其向左匀速运动0.4m ，在这个过程中拉力F 做功为_____J ，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N ，该滑轮组的机械效率为_____（忽略绳子和动滑轮的重力）【答案】40 60% 【解析】 【分析】首先判断滑轮组有几段绳子受力，计算出拉力移动的距离，利用拉力做的总功；滑轮组所做的有用功为克服物体A 受到摩擦力所做的功，根据求出其大小，再根据效率公式求出滑轮组的机械效率。

【初中物理】专项练习：滑轮机械效率计算题20题（附答案）中考备考适用计算题（共20小题）1．（2021朝阳一模)如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体A匀速上升。

已知该工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。

求：（1）画出工人的受力分析图；（2）该工人对地面的压强；（3）滑轮组的机械效率；（4）支架受到滑轮组的拉力。

2．（2021大兴一模)如图所示，是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A以0.2m/s的速度匀速竖直上升，动滑轮的机械效率η为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。

求：（1）拉力F；（2）拉力F做功的功率P；。

（3）动滑轮所受的重力G3．（2023大兴二模）建筑工人用如图所示的滑轮组提升一堆砖块，已知托板重200N，动滑轮重50N，每个砖块重100N，工人的质量是70kg，不计绳重和轮轴处的摩擦，g取10N/kg。

（1）工人用竖直向下的拉力拉动绳子，匀速提升5个砖块时，求：①工人对绳子的拉力大小。

②工人对水平地面的压力大小。

③滑轮组的机械效率。

（结果保留整数）（2）通过计算，分析讨论该建筑工人用此装置最多可以提升几个砖块。

4．（2020房山二模)如图所示，是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为G A = 900N。

在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为vA= 0.2 m/s，G动=100N，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计。

求：（1）拉力F；（2）绳子自由端的速度大小v绳；（3）拉力F做功的功率P；（4）滑轮组的机械效率为η。

5．（2020门头沟二模)如图所示是用动滑轮运送物体A的示意图，卷扬机对绳子的拉力为F=500N，物体A在10s内匀速竖直上升了3m。

已知物重850N，所用动滑轮重为50N，g取10N/kg。

初中物理专题练习（含答案）---机械效率和功率计算题A1．小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000Ｎ，底面积为０.５m2的物体A时,A受到地面的摩擦力为６００Ｎ，作用在绳端的拉力为２５０Ｎ，则A对地面的压强是多少Pa；该装置的机械效率是多少．解：F=G=2000N S=0.5m2P=F/S=2000N÷0.5m2=4000Pa滑轮组有3段绳子拉物体S=3S物滑轮组克服摩擦做有用功η=W有/W总=fS物/FS= fS物/3FS物= f /3F=600N÷750N=80%2.如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体匀速上升.求：（1）拉力F；（2）动滑轮的机械效率.解：（1）F= (G+G动) /2=（180N+20N）÷2=100N（2）η=W有/W总=Gh/2Fh=180N÷200N=90%3．如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为多少，动滑轮重多少？．解：滑轮组有3段绳子拉物体S=3hF= (G+G动) /3G动=3F-G=3×250N-600N=150Nη=W有/W总=Gh/FS=G/3F=600N÷750N=80%4．如图8所示，用滑轮组提起重900N的物体，绳子自由端拉力F为400N，重物在20S内匀速上升了10m。

求：(1)物体上升的速度。

(2)提起物体所做的有用功。

(3)滑轮组的机械效率。

解：(1)v=S/t=10m÷20s=0.5m/s(2)W有=Gh=900N×10m=9000J(3) 滑轮组有3段绳子拉物体S=3hη=W有/W总=Gh/FS=G/3F=900N÷1200N=75%5、重2540N的货物。

如图所示，滑轮组把它提升1.7m。

若不考虑摩擦，也不考虑滑轮和绳子的物重，则：（1）绳端拉力F是多少N？（2）绳端移动的距离是多少m？（3）若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，须在绳端施力800N，滑轮组的机械效率是多少？解：(1) 滑轮组有4段绳子拉物体S=4hF=G/4=2540N÷4=635N（2）S=4h=4×1.7m=6.8m(3) 滑轮组有4段绳子拉物体S=4hη=W有/W总=Gh/FS=G/4F=2540N÷3200N=79.375%6．如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是多少？滑轮的机械效率是多少？解：S物=vt=0.5m/s×2s=1m拉力做的功W=FS=2F S物=2×2.5N×1m=5J物体受到的摩擦力f=0.2G=0.2×20N=4N动滑轮克服摩擦做有用功η=W有/W总=fS物/FS= fS物/2FS物= f /2F=4N÷5N=80%7、用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物，当将一个重为1000N 的重物匀速提升2m时，人站在地面上所用的拉力为312.5N，若不计绳重和摩擦，则该滑轮组所做的有用功是多少J，机械效率是多少解：分析得滑轮组有4段绳子拉物体S=4h=8mW有=Gh=1000N×2m=2000Jη=W有/W总=Gh/FS=G/4F=1000N÷1250N=80%8、小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为η1；若仍用该滑轮纽提升一个重为I70N的物体．此时滑轮组的机械效率为η2，则W、η1、η2分别是(不计绳重和摩擦) BA、240J，80％，85％B、300J，80％．85％C、300J，80％，80％D、240J，75％，80％9、建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图)。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3 m ，用时3 s ，工人的拉力为50 N ，工人质量为50kg （物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）设此时工人放绳的速度为v 1， 滑轮组的效率η1 ；如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知1243ηη=∶∶（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g 取10 N/kg ） 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮，工人对地面的压力为F 2.则（ ）A ．v 1=1 m/sB ．η1=62.5%。

C ．F 2 =525 ND ．F 浮=120 N【答案】C【解析】【分析】【详解】A ．物体下降速度为 3m =1m/s 3sh v t == 因为有4段绳子，所以工人放绳的速度为441m/s 4m/s v v ==⨯=1物故A 不符合题意；B ．已知物体下降的距离为3 m ，因为有4段绳子，所以绳子运动距离443m 12m s h ==⨯=放绳子的做的有用功160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用放绳子的做的总功50N 12m 600J W Fs ==⨯=总滑轮组的效率1480J 100%100%80%600JW W η=⨯=⨯=有用总 故B 不符合题意；CD ．物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由(1)F G G n =+动可得，动滑轮重力4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动已知η1：η2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为213380%60%44ηη==⨯=物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率 260%40NW F h F W F h G h F η'===='++有用拉物拉物总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ；物体的重力为160N ，根据公式可得==160N-60N=100N F G F -浮拉物 故D 不符合题意；完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得4F F G =+绳拉物动则人对绳子的拉力1160N 40N)25N 44()(F F G =+=+=绳拉物动 因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N ；人的重力为50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力500N+25N=525N F G F =+=人绳支因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N ，故C 符合题意。

机械效率专项训练一、探究滑轮组的机械效率1、公式：nF G Fs Gh W W ===总有用η S=nh F=1/N(G 物+G 动)2、实验：探究滑轮组的机械效率3、结论：①同一滑轮组提升不同的重物，重物越重，机械效率越大②不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，机械效率越小1、 提高滑轮组机械效率的方法： ①减小摩擦②减小动滑轮的重力二、斜面的机械效率1、公式：FsGh W W ==总有用η 2、结论：斜面越陡，机械效率越大，越费力习题1、某起重机的效率是70%表示的物理意义是________________。

（起重机所做的有用功占总功的70%。

）2、下列关于机械效率的说法正确的是 ( )A. 机械效率可以提高到100％B ．机械效率总小于1C ．功率大的机械，机械效率高D ．机械效率越高，有用功就越多3、用一个动滑轮把500N 的重物匀速提高1m ，所用的拉力是300N ，如图所示，在此过程中的有用功、总功、动滑轮的机械效率分别是（） A 、500J 300J 16.7%B 、500J 600J 83.3%C 、300J 500J 83.3%D 、600J 500J 83.3%.AF4．某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体，所用的力为100N，物体提高1m。

则下列说法中正确的是A．拉力做的有用功是100J B．拉力做的总功是260JC．滑轮组的机械效率是65%D．物体上升过程中动能转化为势能5．下列说法正确的是A．机械做功越快，机械效率就越高B．做功时间越长，机械功率越大C．功率大的机械比功率小的做功快D．所有机械的机械效率6．如图所示，重力为500N的物体与地面间的滑动摩擦力是150N，为使物体匀速移动，必须在绳端至少加60N的拉力。

则滑轮组的机械效率η=________。

若物体上面再放一重为200N的物体A，那么这时滑轮组的机械效率应________(填“增加”“减小”“不变”)7．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比A．有用功减少，总功减少B．有用功增加，总功增加C．有用功不变，总功不变D．有用功不变，总功减少8．在不计绳重和摩擦的情况下，利用图示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度．若用、表示甲、乙两装置的机械效率，、表示拉力所做的功。

初中物理机械效率专题训练（含答案和解析）例1小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，下列说法正确的是（）A. 甲种方法克服重力做功多B. 乙种方法更省力C. 两种方法的机械效率相等D. 两种情况下，机械效率不等点拨：根据功的原理，使用任何机械都不能省功，要么省力，要么省距离。

且使用机械之后，不仅不能省功，反倒要多做功，也就是多做一部分额外功，这就导致用了机械比不用机械时，机械效率更低。

而甲图中的斜面就是一种可以省力的机械。

A. 克服重力所做的功，就是W=Gh，也就是重力乘以重物被举高的高度，所以不管采用哪种方法，克服重力做的功都是一样的。

故此项与题意不符。

B. 乙图是直接搬重物，所以人用的力就等于重物的重力；甲图是利用斜面来搬运重物，而斜面是省力费距离的一种机械。

故甲图更省力，此项与题意不符。

C. 机械效率是有用功占总功的比率。

而使用机械（甲图的斜面就是一种机械）与不使用机械（乙图）相比，多了机械带来的额外功，所以甲图的机械效率更低。

此项与题意不符。

D. 由C项的分析可知，甲图的机械效率比乙图低。

此项与题意相符。

答案：D点评：本题的核心在于对功的原理的理解。

甲图是使用机械，乙图是不用机械，然后从做功、省力、机械效率等几个方面对两图进行比较，关键是知道使用机械不省功。

例2 斜面是一种简单机械，生活中人们常常利用它来省力。

小明想探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”。

于是他找来木块A、长木板B、三个高度不同的长方体C和一把弹簧测力计进行实验，实验装置如图所示。

（1）除上述器材外，小明要完成实验还需要的一种器材是；（2）在实验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使木块做运动；（3）使用斜面的目的是使物体的位置提高，需要克服的是物体的重力，所以W有用=Gh；总功就是沿斜面的拉力所做的功，所以W总=Fs；机械效率η=W有用/W总；第三次实验时，斜面的机械效率；（4）分析实验数据，看随着斜面倾斜程度的变大，机械效率是如何变化的，从而得出结论。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，重300N 的物体在20N 的水平拉力F 的作用下，以0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s ，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）A ．拉力F 的功率为12WB ．物体与地面间的滑动摩擦力为32NC ．绳子自由端移动的距离为2mD ．滑轮组做的有用功为120J【答案】A【解析】【详解】A ．拉力F 的功率为 20N 0.2m s 3=12W p Fv ==⨯⨯故A 正确；B ．滑轮组的机械效率为100%100%100%33W fh f W F h Fη===有用总 所以物体与地面间的滑动摩擦力为3380%20N=48N f F η==⨯⨯ 故B 错误；C ．绳子自由端移动的距离为330.2m s 10s=6m s vt ==⨯⨯故C 错误；D ．滑轮组做的有用功为20N 0.2m s 10s 380%=96J W W Fs ηη=⨯⨯⨯⨯有用总＝＝故D 错误。

故选A 。

2．一台起重机将3600N 的货物提高4m ，如果额外功是9600J ，则该起重机做的有用功是_______J ，机械效率是______。

【答案】1.44×104 60%【解析】【分析】起重机是用来提升重物的，所以对重物做的功是有用功，总功是指有用功与额外功的和，从而根据机械效率的公式，，可求得机械效率。

【详解】[1]该起重机做的有用功43600N 4m 1.4410J W Gh ==⨯=⨯有[2]该起重机的机械效率441.4410J 100%100%60%1.4410J 9600JW W η⨯=⨯=⨯=⨯+有总3．如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F 1______F 2，机械效率ηA ______ηB 。

（填“>”“=”或“<”）【答案】< =【解析】【分析】【详解】[1]由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为()113F G G =+物动，()212F G G =+物动 所以 1F F ２＜[2]不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同，动滑轮相同，则所做额外功相同。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（）A．A物体受到的绳子的拉力为15NB．若将B物体的重力增加一倍，则A物体受到的摩擦力为35NC．动滑轮拉B物体的效率为75%D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，拉力的功率为2W【答案】C【解析】【分析】【详解】A．A物体恰好向右做匀速直线运动，摩擦力等于拉力，由题知，摩擦力f=0.2G=0.2⨯100N=20N故A物体受到的绳子的拉力为20N，故A错误；B．若把B的重增加一倍，但A与地面的粗糙程度不变，压力也不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，故B错误；C．由图可知，n=2， A物体对绳子的拉力等于A物体受到的绳子的拉力，则动滑轮的重力G动=2F-G B=2f- G B=2⨯20N-30N=10N不计绳重和摩擦，则动滑轮拉B物体的效率η=WW有用总=WW W+有用有用额=BG hGh G h+动=BBGG G+动=30N30N10N+=75%故C正确；D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，摩擦力水平向右，大小不变，A物体受到的绳子的拉力不变，则拉力为原来的2倍，即40N，拉力的功率P=Wt=Fst=F′v=40N⨯0.1m/s=4W故D错误。

故选C。

2．如图所示，用平行于斜面的拉力F ，将重为8N 的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。

若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F 为_____N ；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F 为_____N 。

若另一斜面的高度h 与长度s 之比为3:5，将重25N 的物体匀速拉至顶端的拉力为18N ，则该物体所受摩擦力为_____N 。

【答案】4 5 3 【解析】 【分析】不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等；可由Gh Fs =求出拉力；已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功，再由W Fs =总求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh Fs =求出拉力，然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。

完整初中物理机械效率计算题练习题题目一：一个机械效率为80%的简单机械，输入功为120J，求输出功和机械损失功。

解答：根据机械效率的定义，机械效率 = 输出功÷输入功。

已知机械效率为80%（即0.8），输入功为120J，因此可以得到以下计算公式：0.8 = 输出功÷ 120。

根据该公式，可以求解出输出功的大小：输出功 = 0.8 × 120 = 96J。

通过输入功和输出功的差值，可以计算出机械损失功：机械损失功 = 输入功 - 输出功 = 120J - 96J = 24J。

题目二：一台机器的机械效率为60%，输入功为40J，求输出功和机械损失功的比值。

解答：根据机械效率的定义，机械效率 = 输出功÷输入功。

已知机械效率为60%（即0.6），输入功为40J，因此可以得到以下计算公式：0.6 = 输出功÷ 40。

根据该公式，可以求解出输出功的大小：输出功 = 0.6 × 40 = 24J。

通过输入功和输出功的差值，可以计算出机械损失功：机械损失功 = 输入功 - 输出功 = 40J - 24J = 16J。

机械损失功与输出功的比值为：机械损失功÷输出功 = 16J ÷ 24J = 2/3。

题目三：一个机械的机械效率为50%，输入功为80J，输出功为多少？解答：根据机械效率的定义，机械效率 = 输出功÷输入功。

已知机械效率为50%（即0.5），输入功为80J，因此可以得到以下计算公式：0.5 = 输出功÷ 80。

根据该公式，可以求解出输出功的大小：输出功 = 0.5 × 80 = 40J。

题目四：一个机器的输出功为120J，机械损失功为20J，求输入功和机械效率。

解答：根据机械效率的定义，机械效率 = 输出功÷输入功。

已知输出功为120J，机械损失功为20J，因此可以得到以下计算公式：机械效率 = 120J ÷（120J + 20J）= 120J ÷ 140J ≈ 0.8571 ≈85.71%。

1.某型号挖掘机的实物图（甲） 和作业范围图（乙）以及部分相关数据表，如图所示．挖掘机在4s 内将装满铲斗的密度为1.6×l03kg/m 3的泥土，从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上．取g=10N/kg ，求：（1）铲斗内泥土的质量．（2）挖掘机静止在水平地面上不工作时（如图甲），对地面的压强．（3）移送泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功．（4）移送泥土的过程中，发动机的总功率是40kW ，此过程挖掘机的机械效率．2.5月18日国际博物馆日，广东南澳海域的“南澳I 号”水下考古发掘现场，成为了本处度由国家文物局主办的“文化遗产博览月“开幕地点，如图为打捞沉船里一货箱的模拟图片，问： (1)用声呐探测到沉船的回声时间是0。

04s,沉船在水下的深度为多少？ （声音在海水中的传播速度1450m/s ）海水对沉船的压强为多少？ （不计沉船的高，海水的密度约为）(2)己知动滑轮及附属部件的总重为3000N ，将一重为4000N 的货箱匀速打捞水面时，每根钢绳的拉力F 为多大？(3)若每只货箱重力相同且不可分割，钢绳的最大拉力为5000N ，则在货箱离开水面被匀速拉起的过程中，该滑轮组的机械效率最大可达多少？（不计摩擦和钢绳重）.3.建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m 高处。

姜荣同学设计安装了如图所示的装置.装置中每个滑轮重l00N 。

工人利用该装置每次提升一块重900N 的建材，该工人拉绳子的速度是0.8m ／s ，在施工过程中：(1)该工人提升建材时的有用功率是多少?(2)该装置的机械效率是多少?(不计绳重和摩擦)(3)孙萍同学想用电动机做动力替代人工作，将该装置改造成简易的起重机(吊起物体的速度限定在0.4m ／s)。

她到仓库找到了两台电动机，铭牌上的部分数据如下表所示，她要选用其中的一台。

请你帮助选择，就你所选的电动机，说明如何使用该装置才能做到合理配置。

4.第41届世界博览会在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好” ．在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m．求：（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能．（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量．（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t？5.随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)．(1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?(2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．(3)求两种方案的机械效率之比?(4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些?说明理由．。

机械效率专项训练题1．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？图12．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？图23．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N 的力使绳端移动4m．（1）求出绳子的股数n；（2）算出有用功的大小和总功功率．*5．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．图36．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？图47．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小；（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？*8．用如图7的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计．求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是多大？（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少？参考答案：1．（1）75%（2）300N（3）80%（4）500 2．（1）80%（2）0.05m/s 3．（1）4 （2）128J 40W 4．5 图略5．（1）120N（2）96N 6．（1）90N 30N（2）80% 7．（1）80N（2）92.5% 8．25% 9．（1）300N（2）100N 150W 83.3%（3）80% 10．（1）4︰3（2）2︰1。

1.如图所示，某人用滑轮组匀速提升重为720 N的物体的过程中，他对水平地面的压强为5×103 Pa，已知滑轮组的机械效率是75%，他双脚与水平地面的接触面积是4×10-2 m2，求：（1）他对绳子的拉力；（2）此人所受的重力。

2.如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物，动滑轮重400 N，与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000 N，小车的最大输出功率为15 kW，水平地面上一物体A重1600N，与地面的接触面积为4 m2。

（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）求：（1）提升前，物体A对水平地面的压强；（2）滑轮组提升重物A时的机械效率；（3）若要使被提升重物以1 m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力。

3.在一底面积为4 m2的圆柱形深井底部，有一体积为2 m3，密度为10×103 kg/ m3的贵重物体，现用如图所示的装置将其打捞上来。

若牵引车以0.6 m / s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30 s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103 Pa，（忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10 N/kg）求：（1）物体的重力；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）牵引车行驶了30 s后，物体被提升的高度；（4）物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率；（5）牵引车行驶了30 s时，牵引车对绳子的拉力。

4.工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼, 每次运送量不定。

滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示, 滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计。

( 1) 若某次运送建材的质量为50 kg, 则建材的重力是多少?( 2) 若工人在1 min 内将建材匀速竖直向上提升了12 m, 作用在钢绳上的拉力为200 N,求拉力的功率;( 3) 当滑轮组的机械效率为60% 时, 运送建材的重力是多大?。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。

在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m 。

不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）A ．该滑轮的机械效率η=75%B ．滑轮所做的有用功为1200JC ．滑轮自身的重力为100ND ．绳子自由端移动的距离大小为3m【答案】A 【解析】 【详解】AB ．滑轮所做的有用功为：W 有用=Gh =600N×3m=1800J ，因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m ，则拉力做的总功为：W 总=Fs =400N×6m=2400J ，所以动滑轮的机械效率为：1800J×100%=100%=75%2400JW W η=⨯有用总， 故A 正确，B 错误；C ．不计绳重及摩擦，则拉力为：12F G G =+动（），那么动滑轮的重为：G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ，故C 错误；D ．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n =2，绳子自由端移动的距离为：s=nh=2×3m=6m ，故D 错误； 故选A 。

2．如图所示，用平行于斜面的拉力F ，将重为8N 的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。

若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F 为_____N ；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F 为_____N 。

若另一斜面的高度h 与长度s 之比为3:5，将重25N 的物体匀速拉至顶端的拉力为18N ，则该物体所受摩擦力为_____N 。

【答案】4 5 3 【解析】 【分析】不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等；可由Gh Fs =求出拉力；已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功，再由W Fs =总求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh Fs =求出拉力，然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，实心物体A 漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A ，使A 向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。

已知A 的体积为0.2m 3，密度为0.4×103kg/m 3．动滑轮重为300N ，电动机工作时拉绳子的功率为1.5×103W 且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，g ＝10N/kg ，ρ水＝1.0×103kg/m 3，下列说法中不正确的是（ ）A ．物体向下运动的最小速度3m/sB ．物体A 浸没在水中时受到的浮力为2×103NC ．物体A 向下运动过程中，电动机拉着绳子的力先变大，后不变D ．物体A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为80% 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 B ．由mVρ=知道，A 的质量 m A ＝ρA V A ＝0.4×103kg/m 3×0.2m 3＝80kg由G mg = 知道，A 的重力G A ＝m A g ＝80kg×10N/kg ＝800N由于A 浸没在水中，声音，V 排＝V A ＝0.2m 3A 浸没在水中受到的浮力F 浮＝ρ水gV 排＝1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.2m 3＝2×103N故B 正确，不符合题意；A ．当A 完全浸没时绳子对物体A 的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力()()3210N 11==500N 3800N 300N 3F FG G =-⨯++浮动﹣ 由W FsP Fv t t===知道，绳子自由端运动的最小速度3 1.510W 3m/s 500NP vF ⨯===绳则物体向下运动的最小速度11=3m/s=1m/s 33v v =⨯绳故A 错误，符合题意；C ．由于电动机对绳子的拉力()13F FG G =-+浮动，而物体A 向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以，电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故C 正确，不符合题意； D ．当A 完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功W 有用＝（F 浮﹣G ）h总功W 总＝Fs ＝（F 浮﹣G +G 动）×3h ＝（F 浮﹣G +G 动）h滑轮组机械效率的最大值33210N 800N ===100%80%210N 800N 300NW F G h F G W F G G h F G G η⨯-=⨯=++⨯-+有浮浮浮浮总动动（﹣）﹣（﹣）﹣故D 正确，不符合题意。

人教版初中物理八年级物理下册第十二章《机械效率》练习卷学校：题号一二三四总分得分评卷人得分一、选择题1．小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是:（）A．甲种方法克服重力做功多; B．乙种方法更省力;C．两种方法机械效率相等; D．两种情况下，货物机械能都增加.2．用如图滑轮组提升重物，在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m。

已知工人向下的拉力为480N，则下面说法中错误的是：（）A．绳子自由端被拉下6m ;B．工人做功的功率是288W;C．工人所做的有用功是1960J，总功是2880J;D．滑轮组的机械效率是51%.3．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是：（）A．物体受力且运动时，力对物体就做了功;B．功率大的机器做功一定多;C．功率大的机器做功就快;D．做功快的机器其机械效率一定高.4．两台机械，甲机械效率为80％，乙机械效率为60％：（）A．甲机械一定比乙机械省力;B．乙机械一定比甲机械省力;C．甲机械做的有用功一定比乙机械的多;D．有用功相同时，乙机械所做的总功多.5．甲、乙是同一滑轮组的不同绕法，用它们分别把同一重物匀速提升（绳重及摩擦不计），下列说法正确的是：A．甲较省力; B．乙较省功;C．甲的机械效率较高; D．甲、乙的机械效率不相同.6．关于机械效率，下列说法中正确的是（）A．机械做功越多，机械效率越高B．利用机械越省力，机械的效率越高C．机械的功率越大，机械效率越高D．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高7．关于机械效率，下列说法正确的是（）A．额外功越少，机械效率一定越高B．有用功总是大于额外功C．有用功总是小于总功D．总功越少、机械效率就一定越高评卷人得分二、填空题8．工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升牋牋0.5m，工人对绳的拉力为600N，则滑轮组对重物所做的有用功W有用=__________J，该滑轮组此时的机械效率η＝________%.9．用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400牛的货物抬高20厘米，手向下压杠杆的力是220牛，手下降的高度是________厘米，人做的总功是_______焦，有用功是 ________焦，这根杠杆的机械效率是________________。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s 的速度匀速拉动不同物体。

根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。

若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动0.3m ，绳子自由端移动__________m ；当滑轮组的机械效率为60%时，拉力F b 的功率是__________W 。

【答案】0.9 50 【解析】 【分析】 【详解】[1]有丙图可知，绳子股数3n =，物体向右运动0.3m ，则绳子自由端移动的距离30.3m=0.9m s ns ==⨯绳物[2]由丁图，当物体受到的摩擦力是100N 时，滑轮组机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则100N=50%()(100N+)W fs f W fs G s f G G η====++有用物总物动物动动则100N G =动当滑轮组的机械效率为60%时，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，物体受到摩擦力的大小1111111=60%()(+100N)W f s f f W f s G s f G f η====++有用1物1总物1动物1动则1150N f =不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由图知绳子股数3n =，拉力F b 为()b 111250150N+100N =N 33)3(F f G =+=动物体运动速度0.2m/s 不变，则绳端移动速度30.2m/s=0.6m/s v nv ==⨯绳物则拉力F b 的功率，由W FsP Fvtt===则b250N0.6m/s=50W3P F v==⨯绳2．起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用；如图所示，吊臂上的滑轮组，可用410NF=的拉力将重为2.4×104 N的吊板提起，如果吊板被匀速提高10 m，则拉力F做功_________J，滑轮组的机械效率是__________。

【答案】3×105 80%【解析】【分析】【详解】[1]由题图知：与动滑轮相连的绳子共有三段，则拉力F移动的距离s与物体升高的距离h 之间的关系为3s h=；拉力F做功是4510N310m310JW Fs==⨯⨯=⨯总[2]滑轮组做的有用功是452.410N10m 2.410JW Gh==⨯⨯=⨯有用滑轮组的机械效率是552.410J100%100%80%310JWWη⨯=⨯=⨯=⨯有总3．如图所示，重300N的物体在10s内水平均速移动了1.5m，若物体受到地面的摩擦力为60N，绳端所用的拉力F的功率为12W，则绳端所用的拉力为_____N，滑轮组的机械效率为_____。