中考物理 机械效率的计算综合试题含答案

2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算1．如图有一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，某同学站在地面用300N的力拉绳，使重为500N的物体在10s内匀速升高1.2m，若不计摩擦和绳重。

求：(1)动滑轮总重是多少？(2)拉力F做功的功率是多少？(3)该过程滑轮组的机械效率是多少？2．工人用如图所示的滑轮组提升重物．物体在15s内被匀速提升了2m，所用拉力F为300N，在提升重物的过程中，有用功是900J。

求：(1)该物体的重力；(2)工人做功的功率；(3)该滑轮组的机械效率。

3．工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。

已知货物重800N。

不计绳重及摩擦。

(1)在图中画出绳子的绕法；(2)若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大?(3)若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为500N，动滑轮有多重?4．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。

问：(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；(2)动滑轮受到的重力；(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？5．如图所示，用一个滑轮组匀速提升重0.9N的物体，在物体匀速上升5cm的过程中，弹簧测力计的示数为0.4N。

（不计摩擦及绳重）求：(1)在此过程中拉力做的功；(2)该滑轮组的机械效率；(3)动滑轮受到的重力。

6．如图所示是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，其中动滑轮重G动=15N，现使用该滑轮组用最省力的方法将某一重G物=180N的物体，竖直向上匀速提升h=4m的高度。

(1)在图中用笔画线代替绳子画出绳子绕法。

(2)提升物体时，克服物体重力做功W物为多大？(3)若该过程中克服“绳重和摩擦因素”所做的功为120J，则绳子自由端所用拉力F为多大？7．如图甲所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。

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。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105W ，若接收的太阳能只用来驱动船前进。

在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F 随时间t 的变化关系如图乙所示，船的运动速度v 随时间t 的变化关系如图丙所示。

（g 取10N/kg ），则满载时太阳能船受到的浮力是___________N ；第50s 到第100s 的运动过程中，太阳能船的效率是_________。

【答案】5610⨯ 25%【解析】【分析】【详解】[1]由题意可知，排水量60t ，则满载时太阳能船受到的浮力是356010kg 10N/kg 610N F =⨯⨯=⨯浮[2]由题意可知，第50s 到第100s 的运动过程中，太阳能船移动的距离是0.5m/s 50s 25m s vt ==⨯=这段时间牵引力所做的功是46810N 25m 210J W Fs ==⨯⨯=⨯牵总功是561.610W 50s 810J W Pt ==⨯⨯=⨯总那么太阳能船的效率是66210J 100%100%25%810J W W η⨯=⨯=⨯=⨯牵总2．如图的装置中，物体B 重为30N ，每个滑轮重均为6N ，不计绳重及滑轮的摩擦。

现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ，物体B 也随滑轮匀速上升。

则物体A 受到的摩擦力为_________N ，滑轮组的机械效率为_________%（百分号前保留2位小数）。

【答案】8 83.33【解析】【分析】【详解】[1]物体B 重30N ，动滑轮重6N ，滑轮组需要提升的动滑轮与物体B 总重为30N+6N=36N三段绳子与动滑轮接触，不考虑绳子重及摩擦，则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加36N 312N ÷=的力，物体才能匀速上升，以物体A 为研究对象，其左边的绳子对其施加了向左的12N 的拉力，它受到的向右的拉力为20N ，物体A 处于匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，则其受到的向左的摩擦力为20N －12N=8N[2]滑轮组的机械效率为''B B B 30N 83.33%33312NW G h G h G F s W Fs Fs F h F η=======⨯⨯有总3．如图所示，工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。

2020年中考物理复习专题测试《机械效率》一、单选题1.下列关于机械效率的说法正确的是（）A. 越省力的机械，机械效率越高B. 做功越少的机械，机械效率越低C. 做功越慢的机械，机械效率越低D. 总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高2.利用相应规格型号的胶质滑轮，如图所示的甲、乙两种方式，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，机械效率分别是η甲、η乙(忽略绳重与摩擦，且动滑轮G动小于物重G)，下列关系式正确的是（）A. F甲＜F乙η甲＜η乙B. F甲＞F乙η甲=η乙C. F甲＞F乙η甲＞η乙D. F甲=F乙η甲=η乙3.如图所示，把同一物体沿粗糙程度相同的斜面BA和CA分别拉到顶端A，关于斜面的机械效率为ηB、ηC的大小关系是( )A. ηB＞ηCB. ηB=ηCC. ηB＜ηCD. 无法确定4.现要利用斜面将木箱拉上汽车，下列做法中可以提高斜面机械效率的是（）A. 以较快的速度拉木箱B. 以较慢的速度拉木箱C. 减小斜面的倾斜程度D. 增大斜面的倾斜程度5.关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）A. 物体受到的力越大，力所做的功越多B. 做功多的机械，功率一定大C. 效率高的机械，做的有用功一定多D. 功率大的机械，做功越快6.如图所示。

利用动滑轮提升一个重为G的物块。

不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到75%，则需要提升重力为G的个数为（）A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个7.如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。

一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。

在此过程中（）A. 斜面的机械效率是66.7%B. 斜面的机械效率是75%C. 该同学对物体做功的功率是10WD. 该同学对物体做功的功率是30W8.下列关于简单机械和能的说法中正确的是（）A. 镊子和定滑轮都是等臂杠杆B. 使用滑轮组的优点是既可以省力又可以省距离C. 洒水车在水平路面上匀速洒水的过程中，水和车的整体动能和机械能都在减小D. 同一滑轮组匀速提升不同的重物，机械效率是相同的9.如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。

2024年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算1．如图所示，重为600N的工人利用滑轮组将建筑材料运送到平台上，工人用400N的力竖直向上匀速拉绳子，使建筑材料以0.1m/s的速度匀速向上运动了40s，已知滑轮组的机械效率为75%，g取10N/kg，绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计。

问：（1）若工人双脚与平台的总接触面积为0.04m2，则在提升建筑材料的过程中，工人对平台的压强是多少？（2）工人对绳做的功为多少？（3）建筑材料的质量为多少？2．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。

用沿斜面方向的推力F将重100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。

运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：（1）运动过程中克服物体的重力做的功；（2）斜面的机械效率；（3）推力F的大小。

3．如图所示，用滑轮组提升重为120N的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m，所用拉力F为50N。

求：（1）滑轮组提升物体做的有用功；（2）拉力做功的功率；（3）该滑轮组的机械效率。

4．如图甲所示，车库出入口处常安装自动升降的横杆来控制车辆的出入，可以把图甲中的横杆简化为图乙所示。

横杆AB质量分布均匀且可绕O点转动，并通过与A端相连的电动机来自动控制横杆的升降。

当汽车靠近时，电动机可在10s内将原先处于水平位置的横杆匀速转动到竖直位置。

已知横杆重量150N，OA＝0.2m，AB＝3.2m，加在电动机线圈两端电压为220V，通过电动机线圈的电流为0.1A，不计空气阻力。

求：(1)在匀速转动提升横杆工的过程中，电动机对横杆的A端始终施加垂直横杆的拉力F 的大小；(2)该车库的自动升降杆装置，在上述过程中的工作效率大小（保留一位小数）。

5．如图所示，重物是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计摩擦，绳重和动滑轮重，要保持平衡。

求：（1）重物A受到的浮力；（2）作用于绳端的拉力F：（3）若实际所用拉力为300N，此时该滑轮的效率。

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 fW 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．如图所示，工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。

若不计绳重及摩擦，绳子自由端移动的距离是____m ，动滑轮的重力为____N ，该滑轮组的机械效率是______。

【答案】4 100 80% 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知，动滑轮上绳子段数为2，则绳子自由端移动距离为s =2h =2×2m=4m[2]拉力为250N ，物体中400N ，则根据动滑轮上绳子段数为2，可求动滑轮重力为G 滑=2F -G 物=2×250N-400N =100N[3]机械效率为()()400N100%100%100%80%400N+100N W G h W G G h η=⨯=⨯=⨯=+有物滑总物3．在如图所示的滑轮组中，用大小为5N 的拉力F 拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动1m ，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦，此时滑轮组的机械效率为90%，则物体与地面之间的摩擦力为_______N 。

一、初中物理功和机械能问题1．如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。

已知货物的质量为600kg ，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。

若人以0.6m/s 的速度匀速前行，经100s 将货物拉出仓库。

人拉货物的过程中，分析正确的是（ ）A ．货物移动距离为20mB ．工人的拉力为400NC ．工人做的有用功为43.610J ⨯D ．工人拉力的功率为360W【答案】B【解析】【分析】【详解】A ．从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，人以0.6m/s 的速度匀速前行，那么货物的速度是0.3m/s ，经100s 货物移动距离为 0.3m/s 100s 30m s vt ==⨯=货物移动距离为30m ，A 错误；B ．由题意可知，货物的重力600kg 10N/kg 6000N G mg ==⨯=其摩擦力0.10.16000N 600N f G ==⨯=由于货物匀速前行，绳对货物的拉力600N F f ==滑轮组的机械效率为75％，可得到600N 100%75%2s F sη⋅=⨯=⋅拉 解得400N F =拉，工人的拉力为400N ，B 正确；C ．货物移动距离为30m ，绳对货物的拉力为600N ，则工人做的有用功为4600N 30m 1.810J W Fs ==⨯=⨯有工人做的有用功为41.810J ⨯，C 错误；D ．由于人以0.6m/s 的速度匀速前行，工人的拉力为400N ，工人拉力的功率为'400N 0.6m 240W P F v ==⨯=拉工人拉力的功率为240W ，D 错误。

故选B 。

2．立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（）A．3×102J B．3×103J C．3×104J D．3×105J【答案】A【解析】【分析】【详解】中学生重力的平均值约600N，当起跳后重心升高的高度为：△h=0.5m；在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了，所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：E=W=G△h=600N×0.5m=300J=3×102J，故A正确，BCD错误；应选A．3．小美用200N的力将重10N的足球踢出去15m远，她对足球做的功是（）A．3000J B．150JC．没有做功D．做了功，但无法确定做功多少【答案】D【解析】【分析】【详解】题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N，而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（15m是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故A、B、C不符合题意，D符合题意。

中考物理复习及答案机械效率1.如图所示，用一个重为18N的动滑轮来提升物体，在实际工作中匀速竖直向上的拉力为30N，则动滑轮的机械效率A．一定等于30% B．一定等于70%C．可能大于70% D．一定小于70%2.如图所示，斜面的长为高的4倍，物体恰能在斜面上匀速下滑，下滑一段距离的过程中，该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。

若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时，斜面的机械效率为（）A. 20%B. 25%C. 50%D. 75%3.小明用如图的滑轮组提升重为100N的物体，使其在5s内匀速上升2m，动滑轮的重为10N，不计绳重及摩擦，下列计算正确的是（）A．拉力F为50NB．绳子自由端移动的距离为6mC．此时滑轮组的机械效率为90.9%D．拉力的功率为40W4.小李家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重为100N。

若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳的质量和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）A. 滑轮组所做的额外功为1600JB. 材料上升的速度大小为0.4m/sC. 拉力F做功的功率为80WD. 滑轮组的机械效率为80%5.在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重20N，在绳子自由端用100N的拉力把货物匀速提高1m，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是（）A. 20N；80%B. 20N；90%C. 180N；90%D. 180N；80%6.如图所示，利用滑轮组将重为80N的物体在30s内匀速提升3m，已知拉力F为50N，若不计绳重和摩擦。

下列说法正确的是（）A. 绳端移动的速度为0.3m/sB. 动滑轮重力为50NC. 拉力做功的功率为40WD. 滑轮组的机械效率为80%7.如图甲所示为我市北山公园绿化过程中吊车吊运树木的场景，吊车吊臂前端的滑轮组装置可以等效为乙图，若被吊树木重为1000N，动滑轮重为200N，不计一切摩擦和钢丝绳重，则下列说法正确的是（）A. 使用该装置不仅能省力而且省距离F=B. 自由端的拉力500Nη≈C. 该装置的机械效率为83.3%v=的速度匀速上升，则拉力F的功率为100WD. 若树木以0.1m/s8.小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。