初中物理效率计算专题(2017年)无答案

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，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．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 hη=⨯=⨯=⨯=+有物滑总物3．如图所示的滑轮组（不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦），在拉力 F 的作用下，物体水平向左做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 6N ， 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N 。

专题11: 机械效率的计算（原卷版）机械效率是初中物理力学中重要的知识点，是中考中必考的知识点之一。

机械效率知识综合性强，学生考试中普遍感觉较难，很多学生往往是机械的模仿，一味的套公式，不理解公式成立的条件，出错率偏高。

一、机械效率1、三功——有用功、额外功、总功2、机械效率（1）定义：物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示。

（2）公式：100%W W η=⨯有用总（3）提高机械效率的方法：增大重物、减小机械间的摩擦、减小机械自重、改进结构等。

注意：机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总小于总功，故机械效率总小于1；机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关。

二、滑轮组机械效率的计算：（物体匀速运动）当滑轮组竖放使用时，克服物体重力做有用功，所以有用功是W 有用=Gh ，总功W 总=Fs ，额外功W 额=W 总－W 有=Fs －Gh ，机械效率100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有用总（任何情况下都适用）； 如果不计绳重和摩擦，额外功W 额=G 动h ，机械效率100%=100%W GhW Gh G hη=⨯⨯+有用总动=100%GG G ⨯+动（不考虑绳子和摩擦的情况下适用）。

当滑轮组横放使用时，克服摩擦力做有用功，所以有用功是W 有用=fs 物，总功W 总=Fs 绳，额外功W 额=W 总－W 有=Fs 绳－fh ，机械效率100%=100%W fsW Fs η=⨯⨯有用物绳总，此时与物体重力无关，绳端移动的距离与物体运动的距离的关系为s 绳=ns 物。

注意：（1）当用竖放滑轮组提水中物体时，克服的不再是物体的重力，而是G-F 浮，在计算机械效率时，只有将G 换成G-F 浮即可。

（2）由于物体和绳端同时运动，将s=nh 或s 绳=ns 物两边同时除以时间t ，所以得v 绳=nv 物。

尤其在计算拉力的功率选用P=Fv 计算时，一定要用v 绳，不要用v 物。

（3）滑轮组机械效率的高低与提升物体的重力、动滑轮的重力有关，与绳子股数、提升高度无关。

1．(燃气的效率)小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100 kg。

她参加“探究性学习”活动后，制造了一台简易太阳能热水器。

（1）若用这台热水器每天可将100 kg的水从20℃加热到60℃，水吸收的热量是多少？（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70％被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值是8.0×107J/kg）2．(柴油抽水机的效率)今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。

某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。

已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？（2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？（3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？3．(电动自行车的效率)电动自行车是一种常见的交通工具，使用前要先对车上的蓄电池充电．骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力．下面方框中是某种品牌电动自行车的一些主要技术参数．（1）若该车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为1.5×10-2m2，那么其载重量最大不能超过多少（取g=10N/kg）？（2）若该车以10m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力为50N，电能转化为机械能的效率为80%，求该车充一次电后，以所述情况行驶时，最多能行驶多远？（3）假如电动自行车以10m/s的速度匀速行驶，且受到阻力为50N，则电动自行车工作电流有多大？4．(汽车发动机的效率)“五·一”期间，爸爸开车带着李兵参观“大汉三墩”景点，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.8×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30％，汽油的热值为4.6×107J／kg（假设汽油完全燃烧，g取10N／kg）。

机械效率计算题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，物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求：（1）拉力F；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率.3．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶，所用的拉力为80N，若工人在5S，内将泥桶匀速向上提升2m，则拉力的功率为_多少w，滑轮组的机械效率为多少。

4．如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，物体上升的速度为0．1m／s，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为多少W，滑轮组的机械效率为多少，动滑轮重多少N．5．重为120N、底面积为0．1m2的物体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动了10m，用时20s．求：(1)物体对地面的压强；(2)物体所受摩擦力的大小；(3)拉力所做的功和拉力的功率．6、如图4所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米，则作用在滑轮上的拉力F为______牛，绳子对重物所做的功为________焦，若提升重物所用的时间为1分钟，则绳子对重物做功的功率为________瓦。

7．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。

8．在某次升国旗的仪式上，小强同学通过滑轮组将—质量为0．8千克的国旗缓缓匀速升高15米，如图所示。

问：(1)小强匀速拉绳的力为多少?(2)此过程巾，小强对旗做了多少功?(3)如果升旗用了50秒的时间，则小强做功的功率为多大?(不计滑轮与绳的摩擦，滑轮、绳的质量忽略不汁，取g=10牛／千克)9.跳绳是一项很好的健身运动。

某同学作了相关的测量：小军的体重为400牛，跳起时重心升高的高度平均为0.02米，则小军跳一次做功多少焦；若小军1分钟跳150次，则小军跳绳时的功率为多少瓦。

效率计算专题1、效率=有用得/总得2、凡就是涉及到能量得转移或转化，都会涉及到效率问题。

在能量得转移（或转化）中，转移（或转化）之后得能量与转移（或转化）之前得能量得比值就就是效率（或叫转移率或转化率）一、机械效率1、在小型建筑工地，常用简易得起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示得滑轮组。

某次将总重G为4000 N得砖块匀速吊运到高为10 m 得楼上，用时40 s，卷扬机提供得拉力F为2500 N。

求在此过程中：（1）拉力F端移动得速度与物体上升得速度；（2）有用功及有用功得功率；（3）拉力F做得功与功率；（4）额外功；（5）滑轮组得机械效率；（6）影响滑轮组得机械效率得因素。

2、现有一重为3000N得包装箱，工人师傅想把它搬到1、2m高得车厢上，她们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m得简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上用1200N得推力沿斜面把包装箱匀速推上车。

求：（1）该斜面得机械效率就是多少?（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大?二、热效率1、每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。

为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产得节能环保型燃料——秆浆煤。

若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃得水温度升高到80℃。

（热值为2、4×107J/kg）求：（1）燃料燃烧过程就是能转化能；（2）水需要吸收得热量；（3）如果秆浆煤燃烧释放得热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。

三、电热转化效率1、小明家新安装了一台电热水器，电热水器得铭牌如图甲所示。

若自来水得温度就是10℃，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示得位置。

接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭。

请您帮助小明回答下列问题：(1)加热指示灯从亮到灭得过程中，热水器中得水一共吸收多少热量？(2)若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？(3)若实际经过2h30min指示灯才熄灭，则热水器得效率就是多少？[C水=4、2×103J/（kg·℃）]四、光热转化效率1、简易太阳能热水器得受光面积1、4m2,内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m2面积上得热量就是8×104J,如果60％得热量被水吸收,问:20℃得水晒3h 后水温升高到多少摄氏度？（水得比热容就是4、2×103J/(kg·℃)）五、热力转换效率1、一辆汽车匀速行驶，速度为90km/h，匀速时阻力为920N，其发动机效率为30%，汽油热值为4、6×107J/kg、求：（1）发动机得功率;（2）汽车匀速行驶300km做多少功?（3）匀速行驶300km消耗多少汽油?六、光电转化效率1、某种游艇就是以太阳能为动力，不仅节约能源而且无污染，它得关键技术部件就是光电转换板，此板接受太阳光得面积就是8米2，当板正对太阳光时能够产生120伏得电压，游艇上得自动装置使光电转换板始终与阳光垂直，向电动机提供10安得强大电流。

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．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 hη=⨯=⨯=⨯=+有物滑总物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。

F 图20 1．用如图所示滑轮组将一物体匀速提高2m ，已知拉力大小恒为60N ，方向总保持竖直向上，动滑轮的质量为3kg ，绳重和摩擦均不计。

求：（1）物体所受重力；（2）该滑轮组在此过程中的机械效率（保留1位小数）。

答案：（6分）解：（1）不计绳重及摩擦F 拉=1/n （G 物+G 动）G 物= n F 拉- G 动= n F 拉- m 动g=3×60N-3kg×10N/kg=150N 3分（2）η=W 有用/W 总= G 物h/（FS ）= G 物h/（Fnh ）×100%=150N×2m/（60N×3×2m ）×100%≈83.3% 3分2．装卸工人用如图20所示的滑轮组匀速提升重为1000N 的货物，所用的拉力F 为600N ，绳子自由端在50s 内被拉下2m ，在此过程中求：（1）拉力F 所做的功；（2）拉力F 功率；（3）滑轮组的机械效率。

答案：解：（1）W 总= FS = 600N ×2m = 1200J（2）P= W 总t = 1200J 50s= 24w （3）η=W 有W 总 = Gh W 总 = 1000N ×1m 1200J =83﹪ 3.电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐。

某型号电动自行车的主要技术参数如右表所示。

(1)若该车和人共重l400N,行驶时两轮胎与地的接触面积共为1.ox 10-zmz,那么车对地面的压强多大?（2）在某平直路段上,电动自行车以额定功率匀速行驶时,受到的平均阻力为40N 。

此时自行车的动力多大?若行驶速度为7m/s,则ls 内动力对自行车所做的功是多少?电动自行车的效率多大?⑶与内燃机摩托车相比,电动自行车在环保节能方面有许多优点,请写出其中的两条。

（所提问题指代不明）答案：4.在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200 N 的建筑材料从地面运到高20 m 的楼上，手竖直向上的拉力是500 N ，在这个过程中，工人做了 J 的额外功，滑轮组的机械效率是____。

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%。