中考专题训练《滑轮组机械效率计算》

中考专题复习:滑轮组与机械效率一、滑轮（1)定滑轮①定义:中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：等臂杠杆。

③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向. ④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G 。

⑤绳子自由端移动距离s 等于重物移动的距离h 。

（2)动滑轮①定义：和重物一起移动的滑轮.②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=21G ； 只忽略轮轴间的摩擦及绳重，则,拉力F=21（G 物+G 动）； 绳子自由端移动距离s 等于2倍的重物移动的距离h 。

二、滑轮组1、定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组.2、特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向.3、理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=n 1G 。

只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=n 1（G 物+G 动）。

（n 为动滑轮上绳子的股数) 绳子自由端移动距离s=n 倍的重物移动的距离h 。

4、绳子股数n 的判断例题精析1、用如图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变力的方向的装置是（ C )（第2题图）2、如图所示，动滑轮的总重为20N，物体A重100N,在力F的作用下,物体A以2m/s的速度匀速上升2s，若忽略摩擦，则力F的大小及绳端上升的距离分别是( A )A、30N，16mB、25N，14mC、40N，12mD、40N，16m3、学校旗杆顶装有定滑轮，这样做( C ）A．既省力,也改变施力的方向 B．省力，但不改变施力的方向C．不省力,但改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向4、如图所示,物体做匀速直线运动,拉力F=60N，则物体受到的摩擦力是（ C ）A．60N B．120NC．20N D．180N5、如图所示，将重物提高2m所用拉力F＝200N，求：（1）重物的质量（动滑轮重不计）（2）自由端F移动的距离.【答案】(1）60Kg ，（2）6m6、如图所示，用一滑轮组将重力为700 N的物体提高5 m， (不计动滑轮重、绳重及摩擦），试求：（1）提起物体所用的力F是多少？(2)绳端移动的距离是多少？【答案】(1）250N （3分）（2）15m当堂练习1、借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重及摩擦，以下装置最省力的是( D ）2、如图所示，在拉力F的作用下，总重60N的物体被匀速提升了10cm,若不计滑轮,绳的重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为( ）【答案】BA．F=60N，s=0。

专题训练(八)机械效率的计算▶类型一滑轮组机械效率的计算(一)竖直方向1.如图所示,建筑工人用滑轮组将重为480 N的物体匀速提升5 m,所用的拉力为300 N,不计绳重及滑轮摩擦,求这个过程中:(1)工人做的有用功。

(2)滑轮组的机械效率。

2.在物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250 N的拉力在20 s内将450 N的材料提升了10 m,求:(不计绳重和滑轮摩擦,g取10 N/kg)(1)拉力的功率。

(2)提升450 N材料时,此滑轮组的机械效率。

(3)若绳子能承受的最大拉力为400 N,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少。

3.在如图甲所示的滑轮组中,每个滑轮等重,不计绳重和摩擦。

每次均缓慢匀速竖直向上拉绳子将重物匀速提升到相同的高度。

如果物重从200 N开始逐渐增加,直到绳子被拉断,图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象。

问:(1)每个动滑轮的重力是多少?(2)绳子能承受的最大拉力是多少?(3)当物体重800 N时,滑轮组的机械效率是多少?(二)水平方向4.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60 kg,在F=50 N的拉力作用下,货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2。

求:(g取10 N/kg)(1)货箱的重力。

(2)拉力F的功率。

(3)货箱运动1 min,克服摩擦力所做的有用功。

(4)此滑轮组的机械效率。

5.一辆质量为1.5×103 kg的汽车陷入一泥泞路段,司机师傅利用滑轮组和周围条件,组装了如图所示的拖车装置。

已知汽车通过泥泞路段需移动8 m距离,汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1,滑轮组的机械效率为80%,g取10 N/kg。

在将车匀速拖离泥泞路段过程中,求:(1)做的有用功。

(2)作用在绳子自由端的拉力。

▶类型二斜面机械效率的计算6.如图所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。

《滑轮组机械效率综合题》一、计算题1.如图所示，质量为50kg工人以0.2m/s的速度拉动绳子，将重为600N的物体提升了1m，此过程中滑轮组的机械效率为75%．不计绳重及摩擦．g=10N/kg，求工人（1）做的有用功．（2）拉力做功的功率．（3）改变所提升的物体时，使用此滑轮组可达到的最大机械效率．2.如图所示，建筑工人用滑轮组在20s的时间内将重为480N的物体匀速提升5m，所用的拉力为300N．求这个过程中：（1）工人做的有用功；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。

3.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。

请计算：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）（3）汽车的牵引力是多大？（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？4.如图所示装置是实验室在用轻绳绕成的滑轮组。

悬挂的重物G=4.8N，当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为F1=1.8N；当重物匀速上升时，手对轻绳的拉力为F2=2.0N，且物重上升过程中动滑轮恰好转过1圈。

已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3m，求（1）动滑轮的重力；（2）重物上升过程中的有用功、总功以及滑轮组的机械效率。

5.如图所示通过滑轮组拉着重为120N的物体，在水平面上以0.5m/s的速度向左做匀速直线运动了4m，摩擦力为物重的0.1倍。

求：（1）物体受到的摩擦力；（2）绳子自由端移动的距离；（3）若不计绳，滑轮的重力以及滑轮轮轴和滑绳之间的摩擦力，求拉力F；（4）若机械效率80%，求拉力F。

6.建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为300N，时间为20s。

专题讲解机械效率计算专题重难点突破方法归纳、要领1.工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？2．湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：(g取10N／kg)(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m2，求货物对地面的压强．(2)提升时绳子自由端的速度．(3)拉力F的功率．(4)此滑轮组的机械效率．3．(2014·遵义)一体重为600 N、双脚与地面的接触面积为0.05 m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800 N的物体匀速提高了0.5 m，此时该滑轮组的机械效率为80%.(不计绳重及摩擦)求：(1)在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大；(2)在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大；(3)使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体．4.如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.求：（1）滑轮组的机械效率为多少？（2）若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为多少？（3）拉力的功率是多少？5．用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 ×103kg／m3，底面积是0．3m3，重力为600N。

物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。

(g取10N／kg)求：(1)物体A对水平地面的压强是多少? (2)物体A的体积是多大?(3)若该装置的机械效率为80％，物体A在水平方向上受到的阻力是多少6.如图所示装置，绳重及摩擦不计。

装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。

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。

滑轮、滑轮组机械效率的计算专题练习一、填空题1．用如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N，拉力的功率为__________W，若提起20N的物体，滑轮组的机械效率为__________。

2．如图所示，测量滑轮组的机械效率，用6N拉力将重为10N的物体匀速提升0.5m，用时5s，拉力做的总功W总＝____J，滑轮组的机械效率η＝____，拉力的功率P＝____W。

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）4．用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为_____W，该装置的机械效率是_____%。

5．小华用如图装置使8N的重物以0.3m/s的速度匀速上升，所用拉力为5N，此时动滑轮的机械效率是_____，拉力的功率是_____W；若用该装置提升10N的重物，其机械效率的大小将_____。

（变小、变大或不变）6．图所示的滑轮组，在绳子施加4N拉力把质量为1kg的物体提高2m，所做的有用功是_____ J，机械效率是_____，不考虑摩擦和绳子重力，动滑轮重力是_____N。

7．在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提升，拉力为2N，2s内钩码上升0.2m。

此过程中有用功为_____J，拉力做功的功率为_____W，动滑轮的机械效率为_____%。

8．工人用如图所示的滑轮组匀速提升货物。

他用30N的力拉动绳子自由端，使重量为90N的货物匀速上升，不计一切摩擦，则该动滑轮总重量为_____N，滑轮组的机械效率为_____%。

若使用该滑轮组提升的货物重量增大，仍使货物匀速上升，则其机械效率将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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。

专题12 滑轮组的机械效率【母题来源1】2019年山东济宁卷【母题原题】两个滑轮按图所示的方式组合，用5 N的拉力F拉动绳端，使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m，物体与地面间的摩擦力为9 N。

下列选项正确的是A．A是定滑轮，B是动滑轮B．拉力F做的功为5 JC．拉力F的功率为1.8 WD．滑轮组的机械效率为90%【答案】D【解析】A．由图可知，图中滑轮A随物体一起运动，A是动滑轮，滑轮B固定不动是定滑轮，故A错误；B．图中物体和动滑轮有2股绳子承担，所以绳子自由端移动的距离s=2×1 m=2 m，拉力F做的功W总=Fs=5 N×2m=10 J，故B错误；C．拉力F的功率P=Wt总=10J5s=2 W，故C错误；D．物体受到的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以有用功：W有=9 N×1 m=9 J，滑轮组的机械效率η=WW有总×100%=9J10J×100%=90%，故D正确。

【母题来源2】2019年江苏扬州卷【母题原题】如图所示，用100 N的拉力F匀速提升重为240 N的物体，在10 s内物体上升l m，则有用功是_____________J，拉力的功率是_________W，机械效率是_________。

【答案】240 30 80%【解析】240N 1m 240J W Gh ==⨯=有；物体上升 1 m ，则拉了 3 m ，3m =0.3m /s 10ss v t ==拉， 100N 0.3m/s 30WP Fv ==⨯=；100N 3m 300JW Fs ==⨯=总，则机械效率240J100%100%80%300JW W η=⨯=⨯=有总。

【母题来源3】2019年重庆B 卷【母题原题】如图所示，用大小为5 000 N 的拉力F 通过滑轮组将重为800 N 的物体匀速提升和10 cm ，不计绳重与摩擦，拉力F 移动的距离为__________cm ，滑轮组的机械效率是__________%。