初中物理：机械效率计算题(较难)

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。

【初中物理】专项练习：滑轮机械效率计算题20题（附答案）中考备考适用计算题（共20小题）1．（2021朝阳一模)如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体A匀速上升。

已知该工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。

求：（1）画出工人的受力分析图；（2）该工人对地面的压强；（3）滑轮组的机械效率；（4）支架受到滑轮组的拉力。

2．（2021大兴一模)如图所示，是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A以0.2m/s的速度匀速竖直上升，动滑轮的机械效率η为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。

求：（1）拉力F；（2）拉力F做功的功率P；。

（3）动滑轮所受的重力G3．（2023大兴二模）建筑工人用如图所示的滑轮组提升一堆砖块，已知托板重200N，动滑轮重50N，每个砖块重100N，工人的质量是70kg，不计绳重和轮轴处的摩擦，g取10N/kg。

（1）工人用竖直向下的拉力拉动绳子，匀速提升5个砖块时，求：①工人对绳子的拉力大小。

②工人对水平地面的压力大小。

③滑轮组的机械效率。

（结果保留整数）（2）通过计算，分析讨论该建筑工人用此装置最多可以提升几个砖块。

4．（2020房山二模)如图所示，是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为G A = 900N。

在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为vA= 0.2 m/s，G动=100N，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计。

求：（1）拉力F；（2）绳子自由端的速度大小v绳；（3）拉力F做功的功率P；（4）滑轮组的机械效率为η。

5．（2020门头沟二模)如图所示是用动滑轮运送物体A的示意图，卷扬机对绳子的拉力为F=500N，物体A在10s内匀速竖直上升了3m。

已知物重850N，所用动滑轮重为50N，g取10N/kg。

水泵的机械效率：
η
=
W有 W总
×
100%
=
5×104J 7×104J
×
100%
≈
71.4%．
3.滑轮组的机械效率为 53.3%． 解：(1)由题知，滑轮组的绳子有效股数 n = 3， 由 v = s得物体移动的距离：
t
s物 = vt = 0.1m/s × 5s = 0.5m，
绳子的自由端移动的距离 s = 3 × s物 = 3 × 0.5m = 1.5m，
6. 某人用 F = 28N 的力缓慢匀速地拉起重物，已知该滑轮组的机械效率为 70%，不考虑绳 重以及轮与转轴之间的摩擦力，求物体的质量．
7. 如图，用一个动滑轮，把重 100N 的物体匀速提高 3m，作用在绳子自由端的拉力为 60N， 求： （1）动滑轮的机械效率；
（2）若用该动滑轮来提升重为 180N 的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时， 机械效率是多少？（不计绳重及摩擦）
克服斜面摩擦力所做的功为额外功，根据W额 = fL 可得摩擦力：
f = W额 = 80J = 16N．
L 5m
答：（1）人做的总功是 5000J；
（2）物体与斜面间的摩擦力是 16N．
6.物体的质量是 5.88k=
Gh Fs
=
Gh F⋅ nh
=
G
，
nF
所以 G = ηnF = 70% × 3 × 28N = 58.8N；
（2）物体与斜面间的摩擦力是 16N．
试卷第 3页，总 5页
解：（1）斜面长为 L = 5m，该滑轮为动滑轮，则绳子自由端通过的距离：s = 2L = 2 × 5m = 10m； 则拉力所做的总功：W总 = Fs = 500N × 10m = 5000J； （2）已知滑轮的机械效率为 80%， 根据机械效率公式可得动滑轮对物体所做的功（即使用斜面时做的总功）： W = W总η = 5000J × 80% = 4000J； 将物体提到 2m 高处所做的有用功： W有 = Gh = mgh = 200kg × 9.8N/kg × 2m = 3920J； 则克服斜面摩擦力所做的额外功： W额 = W − W有 = 4000J − 3920J = 80J；