中考物理专题强化训练机械效率计算题有解析新人教版Word文档下载推荐.docx

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（5）应用类分析法：

运用数学工具解决物理问题，是物理解题的重要手段。

许多设计、推理的应用题，都是建立在计算的基础上。

主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。

例如有两个未知物理量，我们可以根据题目的数据建立两个方程，然后求解未知量。

机械效率的计算题是中考的常考题型，同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功又是总功，就能正确快速地解题。

1.机械效率计算公式：

。

　　2.滑轮组的机械效率

（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：

（h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。

（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：

（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。

　　3.斜面的机械效率：

（h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力）。

一、填空题【典例1】

（2018•临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为　　N；

如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【解析】不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力F=（G+G动）；

用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。

【解答】由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：

F=（G+G动）=（140N+20N）=80N；

使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。

故答案为：

80；

变大。

二、选择题【典例2】

（2018•滨州）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（　）。

A．绳子自由端移动的距离为3mB．有用功为400JC．拉力F的功率为9WD．物体与地面间的滑动摩擦力为72N【解析】A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：

s绳=3s物=3v物t=3×

0.1m/s×

10s=3m，故A正确；

B、拉力做功为：

W总=Fs绳=30N×

3m=90J，有用功：

W有=ηW总=80%×

90J=72J，故B错误；

C、拉力做功的功率：

P===9W，故C正确；

D、有用功W有=fs物，拉力做的总功W总=Fs绳，由η====得，物体与地面间的滑动摩擦力：

f=η×

3F=80%×

3×

30N=72N，故D正确。

故选ACD。

三、综合计算题【典例3】

（2018•潍坊）如图所示，工人用滑轮组提升重为400N的货物所用拉力恒为240N，货物被匀速提升10m。

求:

（1）工人做的功；

（2）滑轮组的机械效率。

【解析】

（1）由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：

s=2h=2×

10m=20m，工人做的功：

W总=Fs=240N×

20m=4800J；

（2）提升物体做的有用功：

W有=Gh=400N×

10m=4000J，则滑轮组的机械效率：

η=×

100%=×

100%≈83.3%。

答：

（1）工人做的功为4800J；

（2）滑轮组的机械效率83.3%。

一、填空题1．（2018•黔南）如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。

他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F．请你根据这个同学做的实验完成下列问题：

（1）准备了下列器材：

钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是　　；

（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是　　cm。

（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是　　，拉力F做功的功率是　　W。

（1）实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；

（2）由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；

（3）弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.2m；

拉力做的功即总功为：

W总=FS=1.2N×

0.2m=0.24J；

有用功为：

W有=Gh=mgh=0.2kg×

10N/kg×

0.1m=0.2J；

机械效率为：

η===83.3%；

拉力F做功的功率是：

P===0.12W。

（1）天平；

（2）10.0；

（3）83.3%；

0.12。

2.（2018•岳阳）用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为________，用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会__________。

（选填“变小”、“不变”或“变大”）【考点】机械效率、提高机械效率的途径。

【解析】所做有用功W有=Gh=720N×

10m=7200J；

机械效率。

提高机械效率的措施，有用功一定时，减小额外功；

额外功一定时，增大有用功，对于同一滑轮组可增大提升物体重力提高机械效率。

60%、变大。

3.（2018•南京）用如图所示滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N。

此过程中有用功为J，总功为　　J，滑轮组机械效率为　　，根据已知条件，以下四个物理量：

①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有　　和　（选填序号）。

（1）利用W=Gh求拉力做的有用功；

（2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的总功；

（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；

（4）①使用滑轮组提升重物时，由于动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度；

②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮）；

③额外功等于总功减去有用功；

④拉力的功率等于拉力做的功与做功时间之比。

【解答】

（1）拉力做的有用功：

W有=Gh=85N×

2m=170J；

（2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离：

2m=4m，拉力做的总功：

W总=Fs=50N×

4m=200J；

（3）滑轮组的机械效率：

η==×

100%=75%；

（4）①因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；

②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），据此可求动滑轮重力，但题目没有提高“不计摩擦和绳重”这个条件，无法计算动滑轮的重力；

③额外功等于总功减去有用功，W额=W总�W有用=200J�170J=30J；

④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。

可见，还能求出的有①、③。

170；

200；

85%；

①；

③。

4.（2018•德阳）如图所示,沿斜面把质量为12kg的个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面长2m、高1m.则其机械效率是%,物体所受摩擦力是N。

【解析】①知道拉力大小，利用W=Fs求出总功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的机械效率。

②克服摩擦力做的功即为额外功，根据W=fs求出摩擦力的大小。

【解答】有用功：

W有=Gh=mgh=12kg×

1m=120J；

拉力做的总功：

W总=Fs=100N×

2m=200J；

则斜面的机械效率：

100%=60%；

额外功：

W额=W总-W有=200J-120J=80J，所以物体所受的摩擦力：

f=W额/s=80J/2m=40N。

60；

40。

5.（2018•安顺）工人借助如图所示的装置，在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m，已知他对绳子的拉力为500N．该过程中，工人所用装置的机械效率为　　，工人对绳子拉力的功率为　　W。

【解析】根据图中滑轮组中线的绕法，有两段绳子承担总重，绳子自由端移动距离，利用滑轮组机械效率的公式计算出滑轮组的机械效率；

已知绳子自由端被拉下的距离，根据公式可求出拉力所做的功；

根据计算出拉力的功率。

解答：

由图可知，则绳子自由端移动的距离，工人所用装置的机械效率：

拉力做的功：

，拉力的功率：

，200。

6.（2018•海南）如图所示，用动滑轮把重为40N的物体A以0.5m/s的速度匀速提升，用时4s，拉力F的大小是25N，则拉力F的功率是W，动滑轮的机械效率是。

【解析】动滑轮由两段绳子拉着物体上升，即。

总功为：

拉力F的功率是：

；

【答案】

（1）25；

（2）80%。

7.（2018•淮安）如图所示，工人用250N的拉力将重为400N的装修材料匀速提升6m，所用时间为lmin，则工人做的有用功是　　J，工人做功的功率是　　W，动滑轮的机械效率是　　。

（1）有用功：

W有用=Gh=400N×

6m=2400J；

（2）由图知n=2，则拉力端移动距离：

6m=12m，拉力做的总功：

W总=Fs=250N×

12m=3000J，工人做功的功率：

P===50W；

（3）动滑轮的机械效率：

100%=80%。

2400；

50；

80%。

8.（2018•泰州）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是______J，滑轮组的机械效率是______，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将______（变大/变小/不变）。

（1）图可知，连接动滑轮绳子的股数n，然后根据s=nh求出自由端移动的距离，再利用W=Fs求出拉力做的功；

（2）先根据W=Gh求出拉力做的有用功，然后利用η=×

100%即可求出滑轮组的机械效率；

（3）根据η=×

100%可判断滑轮组机械效率的变化情况。

（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×

2m=4m；

则在这个过程中拉力做的功：

W总=Fs=25N×

4m=100J；

（2）拉力做的有用功：

W有=Gh=40N×

2m=80J，则滑轮组的机械效率：

100%=80%；

（3）由η=×

100%可知，滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关，动滑轮重力不变，物体重力变大，机械效率将变大。

100；

80%；

9.（2018•荆门）工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜画的拉力200N，所用时间10s。

在此过程中，物体动能　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

重力势能　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

拉力的功率为　　W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为　　。

（1）将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变。

（2）物体沿斜面升高，质量不变，高度变大，所以其重力势能增大。

（3）图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离为：

s=2L=2×

拉力做功为：

W总=Fs=200N×

4m=800J；

拉力的功率为：

P===80W；

（4）此过程的有用功为：

W有=Gh=500N×

1m=500J；

这个装置的机械效率为：

100%=62.5%；

不变；

增大；

62.5%。

二、选择题1.（2018•广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。

则下列说法正确的是（　　）。

A．斜面上的摩擦力是50NB．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300JD．斜面的机械效率是80%【解析】

（1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；

利用W有=Gh求出有用功，利用W额=W总�W有求出额外功，然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；

（2）利用P=求拉力做功功率；

（3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比。

（1）拉力F做的功：

W总=Fs=150N×

3m=450J；

有用功：

W有用=Gh=500N×

0.6m=300J，额外功：

W额=W总�W有用=450J�300J=150J，由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：

f===50N，故A正确、C错；

（2）拉力的功率：

P===75W，故B错；

（3）斜面的机械效率：

100%≈66.7%，故D错。

故选A。

2.（2018•聊城）（多选题）工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。

已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（）。

A.工人做的总动为9O0J；

B.工人做的额外功为300J；

C.工人做功的功率为60W；

D.此斜面的机械效率为75%【解析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；

再根据P=可求功率；

再根据W=Gh求出有用功；

然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。

【解答】A、工人做的总功为：

W总=Fs=400N×

3m=1200J；

故A错误；

B、做的有用功为：

W有=Gh=mgh=60kg×

1.5m=900J；

所做额外功为：

W额=W总�W有=1200J�900J=300J；

故B正确；

C、工人做功的功率为：

故C错误；

D、斜面的机械效率为：

故D正确；

故选：

BD。

3.（2018•龙东）（多选题）如图所示，用滑轮组提升重物时，重600N的物体在10s内匀速上升1m。

已知绳子的拉力为400N，则提升重物的过程中（　　）。

A．绳子自由端被拉下3mB．做的有用功是600JC．滑轮组的机械效率为80%D．拉力F的功率为80W【解析】A、由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×

1m=2m，故A错；

B、做的有用功：

W有用=Gh=600N×

1m=600J，故B正确；

C、拉力做的总功：

2m=800J，滑轮组的机械效率：

100%=75%，故C错；

D、拉力做功的功率：

P===80W，故D正确。

4.（2018•十堰）如图所示，滑轮组将重50N的物体A以的速度沿水平地面匀速向前拉动了lm，拉力F大小为10N，滑轮组的机械效率为，下列说法中正确的是　　。

A.拉力F做功的功率为2W；

B.2s内绳子自由端移动的距离为；

C.滑轮组做的有用功为50J；

D.物体A受到水平地面的摩擦力为16N【解析】根据求出拉力做的功，由速度的变形公式求出时间，然后根据求出拉力的功率；

由图示可知，滑轮组承重绳子的股数，可知根据，求出2s内绳子自由端移动的距离；

根据求出滑轮组做的有用功；

由图示可知，滑轮组承重绳子的股数，根据求出摩擦力f。

A、拉力做的功：

，由可得：

拉力的功率：

，故A错误；

B、2s内物体移动，自由端移动的距离，故B错误；

C、拉力做的功：

，由公式得，，故C错误；

D、滑轮组承重绳子的股数，根据得，，，故D正确。

D。

5.（2018•深圳）下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。

下列说法错误的是（）。

A．弹簧测力计的拉力是2.4N；

B．物体上升的速度为0.05ms；

C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W；

D．滑轮组的机械效率约83.3％【解析】由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n，拉力端移动的距离，利用求拉力做的总功，再利用求功率；

已知物体的重力和上升高度，利用求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N，故A正确；

物体2s内匀速上升0.1m，物体上升的速度为，故B正确；

n=3，拉力端端移动距离，拉力做的总功为：

拉力的功率为：

，故C错误；

拉力做的有用功为：

滑轮组机械效率为：

故答案为C。

6.（2018•咸宁）如图所示，用滑轮组在4s内将重为160N的物体匀速提升2m，若动滑轮重20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

则在此过程中，下列说法正确的是（）。

A．绳子自由端向上移动了4m；

B．拉力F的功率为90W；

C．拉力F为90N；

D．滑轮组的机械效率为80%【解析】

（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，根据s=nh求出绳端移动的距离；

（2）根据F=（G+G动）求出拉力；

根据W=Fs可求拉力做功；

根据P=可求拉力做功的功率；

（3）根据W=Gh求出克服物体重力做的有用功，根据效率公式求出滑轮组的机械效率。

【解答】由图可知，n=3，则绳端移动的距离：

s=3h=3×

2m=6m，故A错误；

不计摩擦及绳重，拉力：

F=（G+G动）=×

（160N+20N）=60N，故C错误；

拉力做功：

W总=Fs=60N×

6m=360J，拉力做功的功率：

P===90W，故B正确；

W有用=Gh=160N×

2m=320J，滑轮组的机械效率：

100%≈88.9%，故D错误。

故选B。

7．（2018•齐齐哈尔）（多选题）小庆家买了新楼房，为了搬运装修材料，设计了如图所示的滑轮组，已知动滑轮和装货物的箱子共重100N，一次提升重500N的材料到12m高的楼上，绳重和摩擦忽略不计，则此过程中，下列说法正确的是（　　）。

A．工人提升重物时，绳上的拉力为300N；

B．工人做的有用功是6000J；

C．工人做的总功是10800J；

D．滑轮组的机械效率为83.3%【解析】A、由图知，n=2，绳重和摩擦忽略不计，则绳端的拉力：

F=（G+G轮+箱）=×

（500N+100N）=300N，故A正确；

B、工人做的有用功：

12m=6000J，故B正确；

C、拉力端移动的距离：

12m=24m，拉力做的总功：

W总=Fs=300N×

24m=7200J，故C错；

D、滑轮组的机械效率：

η==×

100%≈83.3%，故D正确。

ABD。

8.（2018•哈尔滨）如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F为1.2N，下列说法正确的是（）。

A.绳自由端移动的速度是0.6m/sB.这个滑轮组是费力机械C.滑轮组的机械效率是83.3%D.F做的有用功是0.24J【解析】本题考查动滑轮的知识。

A.动轮滑动力作用点移动距离是重物移动距离的2倍，因此速度也是重物提升速度的2倍，所以v绳=0.4m/s，A选项错误；

B.动轮滑本质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，此轮滑组是省力机械；

C.提升重物的有用功W有用=2N×

0.1m=0.2J，拉力F总功W总=1.2N×

0.2m=0.24J，所以效率η=W有用/W总100%=83.3%，C选项正确；

D.拉力F做的有用功等于0.2J，D选项错误。

故选C。

三、综合计算题1.（2018•青岛）工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端被竖直拉上6m，额外功为300J。

求滑轮组的机械效率。

【解析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，由s=nh求出货物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；

已知额外功，根据W总=W有用+W额计算总功；

最后根据公式η=求滑轮组的机械效率。

【解答】由图知，n=3，由s=nh可得，货物提升的高度：

h===2m，则所做的有用功：

2m=1200J；

拉力所做的总功：

W总=W有用+W额=1200J+300J=1500J；

则滑轮组的机械效率：

滑轮组的机械效率为80%。

2.（2018•呼和浩特）如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：

（1）若不计绳重，滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比；

（2）若不计绳重及摩擦，重物质量为400g，动滑轮质量为100g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。

（1）甲图，n1=2；

乙图，n2=3，若不计绳重、滑轮重及摩擦，拉力F=G，据此求两次拉力F1和F2之比；

（2）利用G=mg求重物重力、动滑轮重力，因为不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率η===，所以甲、乙两装置的机械效率相同，利用η=计算。

（1）由图知，甲图