中考物理 机械效率的计算 培优易错试卷练习(含答案)含答案

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，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，己知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N的物体C后，同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）

A．物体A所受滑动摩擦力大小为275N

B．B的重力为500N

C．F做功的功率为42W

D．F的大小为530N

【答案】D

【解析】

【详解】

A．设物体A所受摩擦力大小为f，则弹簧测力计下滑轮有两段绳子，则有

2f+50N=550N

解得f=250N，故A错误；

B．对于物体B，有

3f=GB+G滑

即

250N×3=GB+50N

所以GB=700N，故B错误；

CD．加挂物体C后，有

3（F—f）=GB+GC+G滑

即

3（F-250N）=700N+90N+50N

解得F=530N，物体B上升的速度为5cm/s，则拉力F端移动的速度

v=3×5cm/s=0.15m/s

拉力F的功率

P=Fv=530N×0.15m/s=79.5W

故C错误，D正确。 故选D。

2．小徐用如图所示的装置将重为600N的木箱A，以0.5m/s的速度从斜面底端匀速拉到顶端。拉力F=150N，斜面长L=5m，高h=2m，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，此装置的机械效率是_________，拉力F的功率是_________W，木箱A与斜面间的摩擦力是______N。

【答案】80% 150 60

【解析】

【分析】

【详解】

[1]将木箱拉到顶端所做的有用功

600N2m1200JWGh有

而动滑轮绳子端的拉力F=150N，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计,那么木箱受到的拉力

F1=2F=2×150N=300N

通过斜面所做的总功

W总=F1s=300N×5m=1500J

所以此装置的机械效率

1200J80%1500JWW有总

[2]由题意知，木箱的速度为0.5m/s，则绳子端的速度

v=2×0.5m/s=1m/s

那么拉力F的功率

P=Fv=150N×1m/s=150W

[3]在斜面上克服摩擦力做的额外功为

W额=W总-W有=1500J-1200J=300J

木箱所受的摩擦力

f=300J5mWL额=60N

3．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15N

B．若将B物体的重力增加一倍，则A物体受到的摩擦力为35N

C．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-GB=2f- GB=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=WWW有用有用额=BGhGhGh动=BBGGG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。

4．如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（ ）

A．功率增大、机械效率增大 B．功率增大、机械效率不变

C．功率不变、机械效率不变 D．功率不变、机械效率增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

前后两次的滑轮组是同一个滑轮组，则做的有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加快电动机的转速，则物体提升的速度增大，若两次提升高度相同，则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间，根据WPt可知，功率变大。故ACD错误，B正确。

故选B。

5．如图甲所示，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）。此过程中，电动机拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。已知A的体积为0.1m3，密度为0.4×103kg/m3，动滑轮重为300N。不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）

A．物体A向下运动过程中，电动机拉着绳子的力逐渐变大

B．物体A受到的最大浮力为400N

C．物体A向下运动的最小速度为0.2m/s

D．物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为82.4%

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】 A．由图可知，承担物重的绳子段数3n，电动机拉着绳子的力

A1()FGFGn动浮

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A错误；

B．物体A完全浸没在水中时受到的最大浮力，为

333110kg/m10N/kg0.1m1000NFgV浮液排

故B错误；

C．由mV得，A的质量

333AAA0.410kg/m0.1m40kgmV

A的重力

AA40kg10N/kg400NGmg

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

A111000N400N300N300N33FFGG浮动

由图乙可知，电动机工作时拉绳子的功率且保持不变，为

180J180W1sWPt

由WFsPFvtt可知，绳子自由端运动的最小速度

180W0.6m/s300NPvF绳

则物体向下运动的最小速度

110.6m/s0.2m/s33vv绳

故C正确；

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

AWFGh浮有用

总功

AA133WFsFGGhFGGh总浮动浮动

滑轮组机械效率的最大值

AAAA1000N400N100%66.7%1000N400N300NFGhWFGWFGGFGGh浮有用浮总浮动浮动 故D错误。

故选C。

6．如图所示，甲乙两个滑轮组，其中每个大小相同的滑轮质量相同，用它们分别将相同的重物提高到相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）

A．两滑轮组绳自由端拉力相等 B．两滑轮组机械效率相等

C．乙滑轮组的额外功多 D．甲滑轮组绳自由端移动的距离多

【答案】C

【解析】

【详解】

A．由图可知，3n甲，n乙 =4，不计绳重和摩擦，则

113FGG动， 2124FGG动

两滑轮组绳自由端拉力不相等，故A错误；

B．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率

GGG甲动， 2GGG乙动

两滑轮组机械效率不相等，故B错误；

C．两滑轮组的额外功

WGh甲额动；2WGh乙额动

故乙滑轮组的额外功多，故C 正确；

D．两滑轮组绳自由端移动的距离

3sh甲 ，4sh乙

则乙滑轮组绳自由端移动的距离多，故D错误；

故选C。

7．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2m

B．拉力F的大小为40N

C．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/s0.6m/svnv绳物

则绳子自由端移动的距离为

0.6m/s10s6msvt绳绳

故A错误；

B．由

WFsPFvtt

可得拉力的大小

30W50N0.6m/sPFv绳

故B错误；

CD．物体移动的距离为

0.2m/s10s2msvt物

滑轮组对物体所做功为

120N2m240JWfs有

总功为

50N6m300JWFs绳总

滑轮组的机械效率为

240J100%100%80%300JWW有总

故C正确，D错误。

故选C。

8．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（ ）