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一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．用如图甲所示的装置将实心物体A 从深井中吊出来，人对绳子施加的拉力随时间的变化如图乙所示， 已知动滑轮的重力为60N ，物体匀速上升的速度始终为1m/s ，（不计绳重、摩擦及阻力）。
则当物体完全出 水之后，拉力的功率为____W ，物体浸没在水中时受到的浮力为_____N ；物体浸没在水中时滑轮组的机 械效率为________。
【答案】420W 120N 80% 【解析】 【分析】 【详解】[1]由乙图可知，物体完全出水后人对绳的拉力大小为210N ，绳自由端移动的速度为物体上升速度的2倍，此时拉力的功率11210N 2m/s 420W P F v ==⨯=[2]以动滑轮和下方吊起的物体为整体进行受力分析：物体完全脱离水面后，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力，竖直向下的方向上受到重力12=2210N 420N G F =⨯=整被吊物体的重力420N 60N 360N G G G =-=-=物动整物体在浸没状态时，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力和浮力，竖直向下的方向上受到重力，由此可得22420N 2150N=120N F G F =-=-⨯浮整[3]物体在浸没状态时，绳对物体的拉力360N 120N 240N F G F =-=-=浮拉物滑轮组的机械效率2240N 100%100%100%80%150N 2W F h hW F s hη⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有拉总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．工人用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力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示的滑轮组，每个滑轮重2N ，把一个重为12N 的物体在2s 内匀速提升0.2m ，不计绳重和摩擦，则（ ）A ．绳子自由端的拉力F 为6NB ．绳子自由端移动速度为0.1m/sC ．F 所做的有用功为2.8JD ．滑轮组的机械效率约为85.7%【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由图可知绳子承担重物的段数n 为2。
A ．绳子自由端的拉力()()11+12N 2N 7N 2F G G n ==+=物动 故A 错误； B ．物体移动的速度0.2m0.1m/s 2sh v t ===物 则绳子自由端移动速度20.1m/s 0.2m/s v nv ==⨯=绳子物故B 错误；C ．拉力F 做的功为总功7N 20.2m 2.8J W Fs Fnh ===⨯⨯=总物体克服重力做的功为有用功120.2m 2.4J W Gh ==⨯=有故C 错误；D ．物体克服重力为有用功12N 0.2m 2.4J W Gh ==⨯=总则滑轮组的机械效率2.4J 100%100%85.7%2.8JW W η=⨯=⨯=有总故D 正确。
故选D 。
2．如图所示，利用斜面向上移动物体可以_______（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。
小明把质量为50kg 的木箱沿斜面拉了10m ，使木箱上升了4m ，如图所示，沿斜面向上用的拉力F ＝250N ，木箱以0.2m/s 的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N 。
（g 取10N/kg ）【答案】省力 80% 50 【解析】 【分析】 【详解】[1]斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。
[2]做的有用功W 有用=Gh=mgh =50kg×10N/kg×4m=2000J拉力做的总功W 总=Fs =250N×10m=2500J斜面的机械效率2000J×100%=80%2500JW W η==有用总机械效率为80%。
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，拉力 F 将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m ，用时 1s 。
运动时，物体与地面之间的摩擦力为 30N ，此时滑轮组的机械效率为 80%。
下列说法正确的是（ ）A ．拉力 F ＝10NB ．克服动滑轮重力做额外功 7.5JC ．动滑轮重 7.5ND ．拉力的功率是 37.5W【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A ．由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即n =3，该滑轮组的机械效率W fs f W Fns nFη===有用物总物 则绳子自由端的拉力30N 12.5N 3380%f F η===⨯⨯ 故A 错误；B ．滑轮组对物体做的有用功30N 1m 30J W fs ==⨯=有用滑轮组做的总功312.5N 31m=37.5J W F s =⨯=⨯⨯总额外功为37.5J 30J 7.5J W W W =-=-=额总有用由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于 7.5J ，故B 错误； C ．由B 知对动滑轮重力做的额外功小于 7.5J ，动滑轮上升的高度为1m ，根据W Gh =知，动滑轮重小于 7.5N ，故C 错误； D ．拉力做的总功为37.5J ，用时 1s ，由WP t=得拉力的功率为 37.51sJ37.5W W P t ===总 故D 正确。
故选D 。
2．工人用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力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
则：（1）若某次运送建材的质量为40kg ，滑轮组的机械效率是_______。
动滑轮的重力是_______N 。
（2）若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升12m ，作用在绳上的拉力为500N 时，拉力的功率是_______W ，运送建材的重力是_______N ，此时的机械效率是_______。
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．用如图甲所示的装置将实心物体A 从深井中吊出来，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N ，物体匀速上升的速度始终为1m/s （不计绳重、摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m 3，g =10N/kg ），则物体浸没在水中时受到的浮力为_________N ；物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为___________。
【答案】120 80% 【解析】 【分析】由图甲可知，承担物重的绳子股数n =2，则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率，利用P Fv =求绳子自由端的拉力，而不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()12F G G '=+轮，据此求A 的重力；由图乙可知圆柱体A 在水中拉力F 的功率，由P Fv =得绳子自由端的拉力，不计绳重、摩擦及阻力，拉力A )12(F G F G =-+浮轮，据此求浮力大小；不计绳重、摩擦及阻力，利用A A W G F W G G F η-==+-有浮浮总轮求物体浸没水中时的机械效率。
【详解】[1]由图甲可知，n =2，则拉力F 拉绳的速度A 221m/s 2m/s v v ==⨯=由图乙可知，圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率420W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力420W 210N 2m/sP F v ''=== 不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()12F G G '=+轮，A 的重力 A 22210N 60N 360N G F G ='-=⨯-=轮由图乙可知，圆柱体A 在水中拉力F 的功率300W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力300W 150N 2m/sP F v ===不计绳重、摩擦及阻力，拉力A )12(F G F G =-+浮轮，物体浸没在水中时受到的浮力 A 02360N 6N 150N 1220N F G G F =+=+-=-⨯浮轮[2]物体浸没在水中的机械效率()()A A 360N 120N 100%100%100%80%360N 120N 60N G F h W W G F G hη--=⨯=⨯=⨯=-+-+浮有总浮轮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。
初中物理中考机械效率计算题专项复习什么是机械效率？机械效率是指机械设备在能量转换过程中所损失的能量与所输入的能量之比。
通常用百分比表示。
机械效率高低可以反映机械设备优劣的一个重要指标。
机械效率的计算方法机械效率的计算公式为：机械效率 = 机械输出功 / 机械输入功 × 100%机械输出功和机械输入功的计算方法机械输出功可以通过以下公式计算：机械输出功 = 重力做功 + 摩擦力做功而机械输入功可以通过以下公式计算：机械输入功 = 施加力 × 施加力的方向上的位移例题分析现在我们通过一个例题来深入理解机械效率的计算方法。
问题描述小明用力推车，使车沿水平方向移动一段距离。
假设推车的质量为20kg，推车的摩擦力为50N，小明用力的方向与推车的方向相同，推车的位移为5m。
求推车的机械效率。
解题思路首先，我们需要计算推车的机械输出功和机械输入功，然后带入机械效率的计算公式中即可求解。
解题过程1.首先，我们计算推车的机械输出功。
根据公式机械输出功 = 重力做功 + 摩擦力做功，重力做功为0，摩擦力做功为50N * 5m = 250J。
2.接下来，我们计算推车的机械输入功。
根据公式机械输入功 = 施加力 × 施加力的方向上的位移，施加力为未知量，我们需要用已知数据求解。
根据牛顿第二定律F = m * a，我们可以得到施加力的大小为施加力 = 质量 *加速度。
由于题目没有给出加速度，我们可以用摩擦力除以质量来计算加速度。
此处加速度 = 50N / 20kg =2.5m/s^2。
所以，施加力 = 20kg * 2.5m/s^2 = 50N。
3.然后，我们可以计算机械输入功。
根据公式机械输入功 = 施加力 × 施加力的方向上的位移，机械输入功 = 50N * 5m = 250J。
4.最后，我们带入机械效率的计算公式中进行计算。
根据公式机械效率 = 机械输出功 / 机械输入功 × 100%，机械效率 = 250J / 250J × 100% = 100%。
中考物理力学综合测试题计算题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。
已知 A 的体积 为 1m 3,密度为 0.5×103kg/m 3.动滑轮重为 1×10 绳重、摩擦和水的阻力，求:3N,电动机工作时拉绳子的功率为 1.2× 10 3w 且保持不变,不计（1）A 的重力；（2）A 浸没在水中受到的浮力； （3）A 向下运动的最小速度；（4）A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。
2.图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
C 是卷扬机，E 是液压机的柱塞，能够竖直向上支撑起重 臂 OMB 。
在起重臂的两端分别固定有定滑轮，图中虚线框内是悬挂在起重臂 B 端的滑轮组（未画完整，其 中 A 是定滑轮），卷扬机经 O 点和 B 点的定滑轮拉动滑轮组的钢丝绳自由端 K ，使重物始终以恒定的速度 匀速上升。
当重物完全浸没在水中上升的过程中，地面对起重机的支持力 N 为 1.225×105N ，柱塞 E 对起 重臂的支撑力为 F， 卷扬机对钢丝绳自由端 K 的拉力 T 为 6.25×103N ，滑轮组的机械效率为 η；重物被 完全拉出水面后上升的过程中，地面对起重机的支持力 N 为 1.375×105N ，柱塞 E 对起重臂的支撑力为 F ， 卷扬机的输出功率 P 为 5kW ，对钢丝绳自由端 K 的拉力为 T 。
已知定滑轮 A 的质量 m 为 200kg ，虚线框 内动滑轮的总质量 m 为 250kg ，F ：F =9：14。
若不计起重臂、钢丝绳的质量及滑轮组的摩擦，g 取 10N/kg ， 求：1 1 12222AD12（1）被打捞的重物浸没在水中时受到的浮力 F ；浮 （2）滑轮组的机械效率 η；（3）卷扬机拉动钢丝绳的速度 v 。
3 如图所示，已知重为 10N 的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的 (g 取510N /kg ) 。
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。
中考物理复习专题训练计算题（力学部分一）1、（2019.徐州市）工人用杠杆将重为180 N的物体匀速提升0.5 m，做了100 J的功．求：（1）提升物体做的有用功；（2）杠杆的机械效率2、（2019.无锡市）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具。
图甲是某型号剪式千斤顶第36题的结构示意图。
使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起。
丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形的实物图。
（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的。
在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？。
A．滑轮B．滑轮组C．杠杆D．斜面（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。
①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大？②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离。
若人摇动扳手使顶升在1min 内升高12cm ，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？3、（2019.枣庄市）节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。
某种型号纯电动汽车的部分参数如表：空车质量 1380kg 最大功率 100kW 轮胎与地面总接触面积 0.032m 2最高时速120km/h电池容量42kw 。
h 最大续行里程260km假如汽车上只有司机一人，质量为60kg ，汽车以60km/h 的速度匀速行驶36km ，耗电9kW •h ，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。
g ＝10N/kg ，试问：（1）电动机的工作原理是 （选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”）电动汽车前进和倒退是通过改变 来改变电动机的转动方向的。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．用如图所示的滑轮组拉动物体A ，使物体A 以0.2m/s 的速度水平向左匀速运动10s 。
已知物体A 重500N ，物体A 受到的摩擦力为120N ，拉力F 的功率为30W 。
下列说法正确的是（ ）A ．绳子自由端移动的距离为2mB ．拉力F 的大小为40NC ．滑轮组的机械效率为80%D ．滑轮组对物体A 所做的功为1000J 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．由图知，3n =，绳子自由端移动的距离的速度为30.2m /s 0.6m /s v nv ==⨯=绳物则绳子自由端移动的距离为0.6m /s 10s 6m s v t ==⨯=绳绳故A 错误； B ．由W Fs P Fv t t=== 可得拉力的大小30W 50N 0.6m /sP F v ===绳 故B 错误；CD ．物体移动的距离为0.2m /s 10s 2m s v t ==⨯=物滑轮组对物体所做功为120N 2m 240J W fs ==⨯=有总功为50N 6m 300J W Fs ==⨯=绳总滑轮组的机械效率为240J100%100%80%300JW W η=⨯=⨯=有总故C正确，D错误。
故选C。
2．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为_____________N，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是_______ N ，滑轮组的机械效率为_________；经过分析，发现使用同一滑轮组，_________ ，可以提高滑轮组的机械效率（不考虑绳重和摩擦）。
【答案】100 200 75% 增加物重【解析】【详解】[1]由图乙可知，运送一件货物的重力为100N时，滑轮组的机械效率是50%，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η=100N==50%100N+W W Gh GW W W Gh G h G G G ===+++有有总有额动动动G动=100N[2]由图可知，n=2则运送3件货物时绳子的拉力F=12(G总+G动)=12(3×100N+100N)=200N[3]不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率η′=3100N==3100N+100NW W G h GW W W G h G h G G⨯===+++⨯有有总总总有额总动总动75%[4]由以上计算可知，使用同一滑轮组，增加物重，可以提高滑轮组的机械效率。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（ ）A ．拉力的大小为450 NB ．分别用两种方法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大C ．用图乙绕法匀速提升400N 重物时，机械效率为80%D ．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F B 做功少 【答案】C 【解析】 【详解】A ．忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N 的物体时，机械效率为90%，图甲中n =2，由W Gh Gh GW Fs Fnh nFη====有用总 可得拉力F A 的大小：900N 500N 290%A G F n η===⨯，故A 错误； BD ．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F A 和F B 做功相同），机械效率也相同，故B 、D 错误； C ．图甲中，根据(2)1A F G G =+动可得动滑轮的重力： 122500N 900N 100N G F G =-=⨯-=动；忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率W Gh GW Gh G h G G η===++有用总动动，则用图乙绕法匀速提升400N 重物时，其机械效率为：400N100%80%400N 100NG G G η''==⨯='++动，故C 正确。
2．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 。
【答案】9 【解析】 【分析】 【详解】由图知，n =2，拉力端移动距离s =2s 物=2×1m=2m拉力做功W 总=Fs =5N×2m=10J有用功为=90%10J =9J W W η=⨯有总则物体与地面之间的摩擦力为'9J=9N 1mW f s ==有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．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，工人用沿斜面大小为750N 的拉力把一箱重为1800N 货物从底端匀速拉进车厢．此斜面的长为4m ，高为1.5m.则该斜面的机械效率是_________，货物与斜面间的摩擦力是_____________N.在这个过程中，货物的机械能___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）．【答案】90% 75 增大 【解析】 【分析】 【详解】工人做的有用功W 有用=Gh=1800N×1.5m=2700J ， 工人做的总功W 总=Fs=750N×4m=3000J ， 斜面的机械效率2700=90%3000W JW Jη==有总， 克服摩擦做的额外功W 额=W 总-W 有用=3000J-2700J=300J ， 由W 额=fs 可得货物与斜面间的摩擦力300754W Jf N sm===额， 货物从底端匀速拉进车厢，货物质量不变，所以货物的动能不变，重力势能增大，故货物的机械能增大．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 。
初中物理中考常见题型有关机械效率的计算【知识积累】 1、杠杆的机械效率： η=总有用W W ×100%，（其中W 有用=Gh ，W 总=Fs ，G 为重物的重力，h 为重物升高的高度；F为动力，s 为动力作用点在F 的方向上移动的距离） 2、滑轮组竖直放置时： ①η=总有用W W ×100%=Fs Gh ×100%=nF G×100%不计绳重、摩擦时 ②η=总有用W W =Fs Gh =nh G G nGh⨯+）（动1=动G G G +即η=动G G G +3、滑轮组水平放置时：①η=总有用W W ×100%，（其中W 有用=fL ，W 总=Fs ， f 物体与水平面间的摩擦力，F 自由端的拉力，L 物体水平移动的距离，s 绳子自由端移动的距离，n 承担摩擦力的绳子段数） ②η=总有用W W ×100%=nF f×100%4、斜面的机械效率： ①η=总有用W W ×100%，（其中W 有用=Gh ，W 总=Fs ，G 为物重，h 为斜面高度，s 为斜面长度，F 为拉力，f 为摩擦力）②η=总有用W W ×100%=额有用有用W W W +×100%=fs Gh Gh +×100%5、滑轮组的公式总结：竖直放置：s=nh ，F=n 1（G 物+G 动），v 自=nv 物，（其中G 物为重物的重力，G 动为动滑轮的重力，s 为自由端移动的距离，h 为物体上升或下降的高度，v 自为自由端上升或下降的速度，v 物为物体上升或下降的速度，n 为承担物体重力绳子的段数） 水平放置：s=nL ，F=n1f ，v 自=nv 物，（其中F 为绳子自由端的拉力，S 为绳子自由端移动的距离，L 为物体在水平方向移动的距离，f 为物体与地面之间的摩擦力，n 为拉住动滑轮绳子的段数） 【典型习题】1、建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率η随物重G 的变化图象如图乙所示。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重4.2×103N 的物体时，物体5s 内上升了10m ，此过程中有用功为_____J ，钢丝绳移动的速度为_____m/s ；若此时滑轮组的机械效率为70%，则拉力F 为_____N ，拉力F 的功率为_____W 。
【答案】4.2×104 6 2000 1.2×104 【解析】 【分析】 【详解】[1]滑轮组在匀速起吊物体的过程中做的有用功为34有物 4.210N 10m 4.210J W G h ==⨯⨯=⨯[2]看图可知绳子股数n =3。
钢绳末端移动距离为310m 30m s nh ==⨯=则钢绳移动的速度为绳30m 6m 5ss v t === [3]由滑轮组机械效率有物物总100100100s W G h GW F nF η=⨯%=⨯%=⨯% 得3物 4.210N 2000N 370G F n η⨯===⨯%[4]拉力功率4绳总绳2000N 6m s 1.210W Fs W P Fv t t====⨯=⨯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4 10N F =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4510N 310m 310J W Fs ==⨯⨯=⨯总[2]滑轮组做的有用功是452.410N 10m 2.410J W Gh ==⨯⨯=⨯有用滑轮组的机械效率是552.410J 100%100%80%310JW W η⨯=⨯=⨯=⨯有总3．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N ，每次运送的量不定，图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为_____________N ，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F 是_______ N ，滑轮组的机械效率为_________；经过分析，发现使用同一滑轮组，_________ ，可以提高滑轮组的机械效率（不考虑绳重和摩擦） 。
专题 15力学之机械效率的计算一、选择题1.〔 2021 ·赤峰〕以下列图的甲、乙两滑轮组，它们吊起的重物都是G，所用滑轮的规格相同，不计绳重与摩擦，当重物匀速上涨时，以下说法正确的选项是〔〕A ．以此中的定滑轮为参照物，重物是静止的B．甲滑轮组比乙滑轮组更省力C．重物的动能减小，重力势能增大D．两个滑轮组的机械效率不相同2.〔 2021 ·贵宾〕如图，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提高相同高度时，拉力做功的功率为 P 甲、 P 乙，机械效率分别为η甲、η乙〔不计绳重与摩擦〕．以下判断正确的选项是〔〕A ． P 甲 =P 乙，η甲 =η乙B ． P 甲＜ P 乙，η甲＞η乙C． P 甲＜ P 乙，η甲＜η乙 D ． P 甲＞ P 乙，η甲＞η乙3.〔 2021 ·辽阳〕以下列图，重8N 的物体，在拉力 F 的作用下 2s 内匀速上涨了0.4m，动滑轮重 2N ，不计绳重及摩擦，那么以下计算结果正确的选项是〔〕A ．拉力的大小为5NB．绳索自由端挪动距离为 1.2mC．拉力 F 的功率为2WD．滑轮组的机械效率为80%4.〔 2021 ·衡阳〕以下做法不可以够改变滑轮组机械效率的是〔〕A ．改变提高重物的高度B．用体积相等的塑料动滑轮取代铸铁动滑轮C．提高更重的物体D．给定滑轮加润滑油5.〔 2021 ·泰州〕在图中，s=60cm，与之对应的h=30cm．现用弹簧测力计进行两次操作：（1〕沿竖直方向匀速提高小车；（2〕沿斜面方向匀速拉动小车，记录数据以下表测力计示数〔 N 〕挪动距离〔 cm〕竖直提高1030沿斜面拉动 5.260剖析数占有以下一些发现．此中，拥有较高水平的发现是〔〕A ．沿斜面拉动时，拉力比小车的重力小B．测力计示数与挪动距离近似成反比C．利用斜面能够省力，但不可以少做功D．能够计算力所做的功，且两次做功近似相等6.〔 2021 ·常州〕以下列图，小明研究滑轮组的机械效率，动滑轮重1N，用 3N 的拉力 F 经过该滑轮组匀速拉起重 4N 的物体，物体沿竖直方向上涨0.2m．此过程中，不计摩擦和绳重，额外功和机械效率分别是〔〕A ． 0.2J 83.3% B ． 0.2J 80% C ． 0.4J 80% D ． 0.4J 66.7%7.〔 2021 ·眉山〕以下列图，重为50N 的物体A 在拉力 F 作用下沿水平面做匀速直线运动．滑轮组机械效率为 80%，物体运动的速度为1m/s，以下剖析计算正确的选项是〔〕A ．物体所受协力为5NB．物体遇到的摩擦力为12NC．拉力 F 做功的功率为5WD．在 10s 内机械所做的实用功为500J8.〔 2021 ·常德〕以下列图，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，那么以下说法中正确的选项是〔〕A ．使用这个滑轮能够省功B．使用这个滑轮能够省距离C．拉起的物体质量越大，滑轮的机械效率越高D．把物体拉起的越高，滑轮的机械效率越高9.〔 2021 ·威海〕小刚和小明分别用沿斜面向上的力 F 甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，假定两个斜面圆滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功跟别是W 甲、 W 乙，那么以下说法正确的选项〕是〔A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高C．拉力 F 甲与 F 乙之比为 5：4D．两个拉力做功W 甲与 W 乙之比为 4：510.〔 2021 ·泉州〕以下列图，用以下装置提高同一重物，假定每个滑轮重相同，不计摩擦，那么机械效率最高的装置是11.〔 2021 ·齐齐哈尔〕以下列图，小丽用滑轮组匀速提高一个重为600N的物体，物体上涨的速度为0.1m/s，人拉绳的力 F 为 250N，不计绳重和摩擦，以下说法不正确的选项是〔〕A ．人拉绳做功的功率为75WC．绳索自由端挪动的速度为0.3 m/s 12.〔 2021 ·聊城〕如图，在水平拉力FB ．滑轮组的机械效率为80%D ．动滑轮重为100N的作用下，使物体 A 沿水平面以速度v 向右匀速运动了距离s，假定物重为G，平面对物体的摩擦力为f。
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】专题15 力学之机械效率的计算力学中机械效率部分是力学部分的重点，也是难点。
在中考中多以选择题、填空题、实验题、计算题为主，是中考的重点，也是难点。
与压强、浮力、功和功率的综合性计算题常作为中考中的压轴题。
1.如图，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N，建材上升的速度是0.8m/s．在施工过程中，下列说法正确的是：A．工人的拉力为500NB．工人拉绳的速度为2.4m/sC．工人做功的功率为400WD．工人做功的机械效率小于90%2.如图所示，小明探究滑轮组的机械效率，动滑轮重1N，用3N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重4N的物体，物体沿竖直方向上升0.2m．此过程中，额外功和机械效率分别是（）A．0.2J 83.3% B．0.2J 80%C．0.4J 80% D．0.4J 66.7%3.如图所示，用力F沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略．现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的4.如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N．若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（）A．45N、50％B．45N、75％C．60N、50％D．60N、75％5.关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是A．物体受力且运动一段距离，力对物体就做了功B．功率大的机器做功一定多C．做功快的机器其机械效率一定高D．功率大的机器做功就快6.如图所示的定滑轮，匀速提升G=90N的重物，定滑轮重16N，机械效率为90％，则A、B两轻质弹簧测力计的读数之差△F为（）A．△F=0 B．<△F<10NC．△F=10N D．△F>10N7.为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为_ _m，拉力的功率为_ _W；乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶，该过程中斜面的机械效率为_ _，物体所受斜面的摩擦力为_ _N.原创模拟预测题8.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为________N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是________N，滑轮组的机械效率为________．（不考虑绳重和摩擦）9.某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：(1)请你在图中画出本实验的绕绳方法．(2)若用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，则：克服动滑轮的重力所做的额外功（相同／不同）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变，滑轮组的机械效率变．(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了（填字母）．A．减小摩擦B．多次测量取平均值减小误差C．获得多组数据归纳出物理规律(4)由本实验（能／不能）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关．10.如图所示．工人用240牛的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸，用10分钟将绳子拉下60米，已知小船重1．8¡Á10４牛，小船行进中受到的阻力是它所受重力的0．01倍，求：（1）小船受到的浮力（2）工人拉绳时做功的功率；（3）此装置的机械效率．初中物理公式总结1. 电功(w)：电流所做的功叫电功，2. 电功的单位：国际单位：焦耳。
题型之三 有关机械效率的综合题功与能内容包罗万象，计算公式繁多.形式往往把滑轮、功与功率、机械效率综合起来，要求我们把握知识间的内在联系，正确应用相应公式进行计算.（2014·聊城）一辆重2×10４N 的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶，司机找来一小型拖拉机绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3 750 N 的水平拉力，将汽车以0.2 m/s 的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10 s.若每一个车轮与地面接触面积为0.05 m ２.（1）求汽车对路面的压强；（2）求拉力F 做的功和功率；（3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力.点拨：（1）卡车对地面的压力等于其自身重力，利用压强公式S F p =可求得汽车对路面的压强；（2）利用速度公式变形s=vt 求出汽车前进的距离，根据动滑轮特点求出绳子移动的距离，再利用功的计算公式W=Fs 和t W P =求出拉力做的功和功率；（3）根据机械效率求得有用功，再利用W=Fs 变形求得牵引力，汽车匀速前进，牵引力等于车所受的阻力.1.（2014·孝感）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F 作用下，将重为105 N 的物体匀速提起，在5 s 时间内绳子自由端移动的距离为s=3 m.图乙是滑轮组工作时的拉力F 与绳自由端移动 距离s 的关系图.（1）计算物体上升的速度.（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_________，并列式计算出该物理量.（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率.2.（2014·哈尔滨）如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10 kW重物重3 500 N，动滑轮重500 N.机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计.（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）若要求重物以1 m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？3.（2014·昆明）用如图所示的滑轮，使一个铁块以0.2 m/s的速度匀速上升了1 m，已知铁块的体积为10－３ m３,求：（1）铁块的重力；（2）若不计滑轮、绳子的重和摩擦，绳子受到的拉力F；（3）拉力F的功率；(4)若实际作用于绳子的拉力为50 N，这个滑轮的机械效率.（其中ρ铁=7.9×10３kg/m3、g取10 N/kg)4.（2014·苏州）小华参加体育中考的跳绳考试时，她在1 min内连续跳了150次，获得跳绳项目的满分.已知小华的质量为45 kg，每只鞋底与地面的接触面积为150 cm2，跳起时重心升高的平均高度为4 cm，g取10 N/kg.求：（1）小华站在操场上等待时对地面的压强；（2）小华跳一次所做的功；（3）小华跳绳的平均功率.5.（2014·东营）“蛟龙号”创造了“中国深度”——下潜7 062 m.今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2 700 m深处活火山的奥秘.已知：海水密度为1.03×10３ kg/m３，声音在海水中的传播速度是1 500 m/s，g取10 N/kg.求：（1）“蛟龙号”下潜到2 700 m深度时受到的海水的压强是多少？（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离短.母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐.在2 700 m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×10３ N，它受到的浮力是多少？（4）任务完成后，起重机把重2.2×10５ N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10 m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68 750 N，移动的距离是40 m，则滑轮装置的机械效率是多少？（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？6.（2014·扬州）水平地面上的圆桶装有体积为0.01 m３的水，圆桶与地面接触面积为0.2 m２，g取10 N/kg，ρ水=1.0×10３ kg/m３，桶自重忽略不计，求：（1）这桶水的质量.（2）这桶水对地面的压强.（3）如图，若用动滑轮将此桶水匀速提升1 m，所用拉力60 N，求动滑轮的机械效率.7.（2013·孝感）如图所示，已知斜面长5 m，高3 m，绳端拉力为50 N.利用这个滑轮装置将重为100 N的物体在5 s内从斜面的底端匀速拉到顶端.在此过程中：（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？（2）绳端移动的距离是多少？（3）拉力的功和功率各是多少？（4）拉力的机械效率是多少？题型之三有关机械效率的综合题 例3（1）轮胎与地面的接触面积：S =4×0.05 m 2=0.2 m 2，汽车对路面的压强：S F p =＝240.2m N102⨯ =1×105 Pa ；（2）由t sv =得，汽车前进的距离：s 1=vt =0.2 m/s ×10 s=2 m ，绳子移动的距离：s 2=2×2 m=4 m ，拉力F 做的功：W 总=Fs 2=3 750 N ×4 m=1.5×104 J ，拉力F 的功率：P =t W 总=s 10J 105.14⨯=1.5×103W ；（3）因为η=总有用W W ，所以W 有用=ηW 总=1.5×104 J ×80%=1.2×104J ，因为W 有用=F 1s 1，所以摩擦力f=F 1=1s W 有用=m2J102.14⨯=6 000 N.1.(1)物体上升的高度h =31s =31×3 m=1 m 由t s v =得，物体上升的速度v 物=t h =s 5m 1=0.2 m/s (2)拉力做的功W=F ·s =50 N ×3 m=150 J（3）滑轮组提升重物所做的功为有用功W 有=G ·h =105 N ×1 m=105 J由η=总有用W W ,得滑轮组的机械效率为 η=总有用W W =J150J 105×100%=70% 2.（1）设重物被提升高度为h ,则机车对滑轮组所做总功W 总=(G 物+G 轮)×h有用功W 有=G 物×hη=W 有/W 总=G 物/(G 物+G 轮)=3 500 N/(3 500 N+500 N)=87.5%（2）重物以1 m/s 的速度匀速上升，机车的速度v =2 m/s.机车的功率最大时，提升的重物的重量最大，此时绳的拉力为F 则F =P /v =10×1 000 W/（2 m/s ）=5 000 N2F =G ′物+G 轮则G ′物=2×5 000 N-500 N=9 500 N3.（1）铁块的重力G=mg=ρVg =7.9×103 kg/m 3×10-3 m 3×10 N/kg=79 N ；（2）不计滑轮、绳子的重和摩擦，拉力F =21G =21×79 N=39.5 N ； （3）拉力移动速度v =2v 物=2×0.2 m/s=0.4 m/s ， 拉力的功率P =t W=t s F =Fv=39.5 N ×0.4 m/s=15.8 W ；（4）滑轮的机械效率η=总有用W W =hF Gh 2⨯×100%=FG 2×100%=J 502J 79⨯×100%=79%. 4.（1）小华对地面的压力：F=G=mg =45 kg ×10 N/kg=450 N ；小丽对地面的压强：S F p =＝24-2m10150450N ⨯⨯=1.5×104 Pa ； （2）跳一次所做的功：W 1=Fs=Gh =450 N ×0.04 m=18 J ；（3）跳150次所做的功：W=nW 1=150×18 J=2 700 J ，平均功率： P =t W=s60J 2700=45 W. 5.（1）蛟龙号壳体受到海水的压强：（2）由公式t s v =可得，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：t =v s =s/m 1500m 2700=1.8 s ； （3）“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F 浮=G 排=5×103 N ；（4）滑轮组承担物体重力的绳子股数：n =h s =m10m 40=4， 所以滑轮装置的机械效率：η=总有用W W Fs Gh ==Fnh Gh =nF G =J 68750J 102.25⨯=0.8=80%； （5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：低温和压强.6.（1）一桶桶装纯净水的体积V =0.01 m 3，由ρ=Vm 可得，水的质量： m=ρV =1×103 kg/m 3×0.01 m 3=10 kg ；（2）这桶水所受的重力G=mg =10 kg ×10 N/kg=100 N 桶自重忽略不计，水桶对地面的压力：F=G =100 N ， 对地面的压强：S F p =＝20.2m100N =500 Pa ； （3）由图知，承担物重的绳子股数n =2，则：η=总有用W W Fs Gh ==h F Gh 2=F G 2=J 602J 100⨯×100%≈83.3%. 7.（1）物体沿斜面向上运动的速度： t s v ==s 5m 5=1 m/s ； （2）绳端移动的距离：s ′=2s =2×5 m=10 m ；（3）拉力的功W 总=Fs =50 N ×10 m=500 J ，功率： P =t W 总=s5J 500=100 W ； （4）有用功：W 有用=Gh =100 N ×3 m=300 J ，拉力的机械效率η=总有用W W =J500J 300×100%=60%.。
