中考物理 机械效率专题.docx

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中考物理机械效率专题

中考物理机械效率专题

滑轮组及斜面

F=

G总

s=nh

绳子的股数：

甲图n=2股，乙图n=3股

机械功公式：

W=Fs

功率公式：

P=

机械效率：

达标测试

1、如图3所示，物重G为600N，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为_____________；若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

2、一人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。

如图5，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。

若不计摩擦，拉力F为______N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。

3、如图6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_______，滑轮的机械效率是______（不计滑轮重力）

4、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）

A．功率大的机械，做功一定多B．做功快的机械，功率一定大

C．效率高的机械，功率一定大D．做功多的机械，效率一定高

5、关于机械效率，下列说法正确的是（   ）

A.有用功越大，机械的机械效率就越高B.额外功越大，机械的机械效率就越低

C.总功越大，机械的机械效率就越低

D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高

6、甲乙两机械，甲的机械效率是70％、乙的机械效率是50％，下列说法中正确的是：

A、使用甲机械做功省力B、甲机械做功快

C、相同时间内，甲机械完成的功多D、乙机械的额外功在总功中占的比例大。

7、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图8所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

（1）小红____________向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N,同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

钩码重（N）

弹簧测力计提升的高度（m）

有用功（J）

总功（J）

机械效率

2

0.4

0.2

0.2

100%

（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原因________________________

（3）该滑轮组的机械效率实际为_____

（4）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将_______（选填变大、变小、不变）

8、如图9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.

9、如图10所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重103N，电动机的额定电流为4A，电阻为20Ω；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N，l分钟内将货物匀速提升了6m。

求：

（1）滑轮组的机械效率是多少？

（2）电动机的额定功率是多少？

10、某人在河岸上，借助岸边的大树，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸．已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的（滑轮和拉绳自重不计），船的总质量为7．92×103kg，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0．01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速度是0．3m／S，（g=10N／kg）求：

（1）滑轮组的机械效率．

（2）人拉绳的功率．

11.“5.7”大连空难飞机的黑匣子已经找到，潜水员在出事地点从10m深的海底将它匀速托出水面。

它是体积约为50×20×10cm3、质量为20kg、表面橘红色的长方体。

黑匣子防护要求很高，必须经受1000℃的高温而不被烧坏，平放时能经受2.5×104N的挤压而不变形，在海水（设ρ海水＝1.O×103kg／m3）中浸泡36h而不渗水。

黑匣子的平均密度是多少?

黑匣子平放时能承受的压强是多大？

黑匣子在海水中受到的浮力是多大？

12.若TYl

60型履带式推土机的功率是120kW，质量为1.7×104kg，每条履带与地面的接触面积为1.25m2。

求：

（1）推土机对水平地面的压强；

（2）当推土机进行推土作业时，在平直的场

地上以5.4km／h的速度匀速前进了15m，求推土机受到的阻力及推土机所做的功．（取g＝10N／kg）

13.图的装置主要由长木板甲、物块乙和丙、定滑轮S和动滑轮P、水箱K、配重C和D及杠杆AB组成．C、D分别与支架固连在AB两端，支架与AB垂直，AB可绕支点O在竖直平面内转动．C通过细绳与P相连，绕在P上的绳子的一端通过固定在墙上的S连接到乙上，乙的另一端用绳子通过固定在桌面上的定滑轮与丙连接，乙置于甲上，甲放在光滑的水平桌面上．已知C重100N，D重10N，丙重20N，OA：

OB=1：

2，在物体运动的过程中，杠杆始终保持水平位置平衡．若在D上施加竖直向下F0=20N的压力，同时在甲的左端施加水平向左的拉力F，甲恰好向左匀速直线运动，乙相对桌面恰好静止；若撤去拉力F改为在甲的右端施加水平向右的拉力F'时，甲恰好在桌面上向右匀速直线运动，要继续保持乙相对桌面静止，则此时在D上施加竖直向下的压力为F1；若移动K，将丙浸没水中，在拉力F'作用下，甲仍向右匀速直线运动且乙相对桌面静止，则此时在D上施加竖直向下的压力为F2．已知ρ丙=2×103kg/m3，F1：

F2=4：

5．杠杆、支架和不可伸缩细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计．g取10N/kg．

求：

（1）丙浸没水中后受到的浮力F浮；

（2）拉力F．

14．推土机把质量为6t的石块沿斜坡推到高5m的坡顶。

求：

（1）石块受到的重力；

（2）推土机对石块所做的功。

（取g=10N/kg）

15．质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶，在5min内行驶了1500m的路程．求：

（1）小明骑自行车行驶的速度为多少m/s？

（2）若小明骑车时受到的阻力为50N，该同学骑车行驶5min克服阻力做了多少焦耳的功？

（3）小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm2，则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少？

（取g＝10N/kg）

16．在我市书院南路道路改扩建工程中，推土机发挥了重要作用．如图是某型号履带式推土机，其发动机的额定功率为150kW，质量为2.0×104kg，履带与地面的总接触面积为2.5m2（取g=10N/kg）．求：

（1）推土机静止时对水平地面的压强；

（2）若推土机在平直场地上以额定功率作业，在其以1.5m/s的速度匀速前进10m的过程中，它受到的阻力及阻力所做的功．

17.在灾后重建中，村民住房重建所用砖的承压是必须考虑的一个重要指标。

用砖砌墙修房时，考虑各种因素砌墙的最大实际高度只能是最大理论高度的30%。

红星村村民在住房重建中，使用的是一种本村生产的长方体实心砖，这种砖长为0.24m，宽为0.12m，高为0.05m，重为36N，所能承受的最大压强是5×105Pa。

（g取10N/kg）求：

（1）用这种砖来修房砌墙，墙实际最高可以多高？

（2）如果将100匹这种砖从地面搬到5m高的平台上，最少要做多少功？

18.小柯积极参加体育锻炼。

他的身体可看作为一个杠杆，O点是支点．他的质量为60kg，所受重力可视为集中在A点．求：

（取g=10N/kg）

（1）他的重是多少？

（2）将身体撑起时，地面对双手的支持力至少多大？

（3）若撑起时肩部上升0.4m，他至少克服重力做多少功？

（4）如果他1min能做30次，则他做功的功率是多少？

他的身体可看作为一个杠杆，O点是支点．他的质量为60kg，所受重力可视为集中在A点．求：

（取g=10N/kg）

19．沪杭高速铁路日前正式开工建设，嘉兴一村民的别墅正好位于规划线路上，为了节约拆迁成本，他采用了整体平移的新技术，为“高铁”建设让路，见右图。

（1）平移过程中，用推力为4×106牛的机械推动别墅缓慢平移了50米，机械对别墅做了多少功?

（2）这幢别墅质量达2×106千克，而地面能承受的最大压强不能超过5×105帕，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积?

（g＝10牛／千克）

20.某电动观光车的技术参数如下表：

空车质量

1180kg

车身长度

3．8m

满载人员

12人

电动机额定电压

48V

满载时轮胎与地接触面积

4×250cm2

最大车速

45km/h

电动机效率

80%

平路连续行驶里程

≤80km

根据以上技术参数，解答下列问题：

（g取10N/kg）

（1）设乘员质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强？

（2）求观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶5×103m所用的时间？

（3）若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N，求观光车匀速行驶

5×103m过程中，牵引力所做的功？

21.磁悬浮列车是一种新型交通工具，如图 所示，列车受到磁力作用而浮起，使列车与轨道间的摩擦力减小到零，上海磁悬浮列车线路长是30km，单向运行时间440s。

（1）求列车单向运行的平均速度是多少，

（2）假设一节车厢总质量是20t，磁悬浮列车行驶时，强大的磁力使车厢匀速上升10mm，求上升过程中磁力对该车厢做的功是多少?

（g取 10N／kg）

22．一辆质量为1500kg的小汽车在成雅高速公路上以90km/h的速度匀速直线行驶，所受的阻力是2×103N，雅安至成都约135km，车轮与地面的接触面积共0.06m2，（成雅高速公路视为平直路面；取g=10N/kg）则：

（1）汽车从雅安到成都需要多长小时？

（2）从雅安到成都汽车克服阻力做功为多少？

（3）汽车对地面的压强是多少？

23．质量为30kg的小车装载了l50kg的货物，工人推动小车在水平路面上沿直线匀速行进，用了20min前行1．2km将货物送到商场，工人对小车做功1．02×103J。

求：

（1）小车受到的摩擦力；

（2）小车运动的速度。

24．汽车已成为现代交通工具不可缺少的一部分，在衡阳市的很多地方，小轿车已进入普通家庭．最近小明家买了一辆节能汽车，试车时，小明的爸爸在平直的公路上以72km／h的平均速度行驶了1min．

求：

（1）这段时间小轿车行驶的路程．

（2）如果这辆轿车的牵引力是4×103N，这段时间牵引力做的功.

25．俯卧撑是一项常见的体育健身活动。

如图11所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。

小明重600N，1min钟内做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高50cm。

小明身体可视为杠杆，O为支点，

为重心，OA=1m，B到O点的距离OB=1.5m。

求：

（1）地面对手的支持力；

（2）若每个手掌的面积为0.016m2，求双手对地面的压强；

（3）1min钟内小明所做的功；

（4）小明做功的功率。

26．如图16所示是世界上最长的跨海大桥——杭州湾跨海大桥，全长36km。

若某轿车以25m/s的速度匀速驶过大桥，问：

（1）轿车通过整座大桥需要多少时间?

（2）如果轿车行驶在桥面时的牵引力是2000N，轿车的功率是多大?

27.一辆重6×104N的载重汽车以10ms的速度匀速在平直公路上行驶了2min，已知汽车的牵引力为4．8×103N。

求：

（1）汽车在2min内通过的路程。

（2）汽车发动机的功率。

28．上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。

在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力，5min内匀速直线行驶了9000m。

（1）汽车受到水平方向的阻力是多少？

（2）汽车牵引力所做的功和功率是多少？

29．改革开放以来，我国城乡面貌发生了日新月异的变化，民众的住房条件得到了很大的改善。

建造某幢公寓楼，所用建筑材料的总重为6×108牛。

此公寓楼楼顶到地面的高度为40米。

求：

（1）若此公寓楼房基与地面的接触面积为1×103米2，该楼对地基产生的压强为多少帕?

（2）若每天要把l.2×106牛的水从地面送到楼顶，至少应对这些水做多少功，若送1.2×106牛的水从地面到楼顶所用的时间为8000秒，送水的功率至少为多少瓦?

30.在地震灾区全面恢复重建的热潮中，推土机发挥了重要作用。

现有一履带式推土机，其发动机额定功率为120kw，质量为1.5×104kg.,每条履带与地面的接触面积为1.25m2，求：

（1）推土机对水平地面的压强；

（2）若推土机的牵引力用F表示，速度用

表示，发动机的功率用P表示；请你推导出

F、

和P之间的关系式：

P=F

；

（3）当推土机以额定功率进行推土作业时，在平直的场地上以5.4km/h的速度匀速前进了15m，推土机受到的阻力和推土机所做的功是多少？

31．小吴在60s内用50N的水平拉力沿水平方向拉一个重为100N的物体在水平地面前进了120m．求：

（1）小吴的平均速度；

（2）拉力对物体所做的功；（3）拉力做功的功率。

32.如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0.2m，在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求在此过程中：

（1）铁明竖直向上跳的平均速度是多大？

（2）铁明克服重力做功是多少？

（3）铁明做功的总功率是多大？

33．学校新近买了30套总质量为300kg的物理实验器材，每套一箱。

现在，某实验员需要把这批实验器材搬运到14m高的物理实验室。

（1）该实验员需要做多少功？

（不考虑他克服自身重力所做的功，取g=10N/kg）

（2）假设他身体可以提供的功率P如图14那样取决于所搬运物体的质量m。

若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的箱子数应为个。

（3）不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间。

34．湘桂铁路扩能改造工程于2008年12月11日启动，设计列车速度达200km／h。

（1）若工程竣工后，列车按设计标准运行，从柳州到南宁约需1．1h，则柳州至南宁的铁路线长约为多少?

（2）假设质量为4000t的列车在平直轨道上匀速运行时，受到的阻力为列车重的

，所有车轮跟铁轨接触的总面积约为0．8m2。

列车对铁轨的压强为多大?

从柳州到南宁，机车共做了多少功?

（取g=10N／kg）

35．如图所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求：

（1）拉力所做的有用功；

（2）拉力所做的总功W总；

（3）该滑轮组的机械效率η。

36．小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图18中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。

用此滑轮组将重为3.6N

的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。

（忽

略摩擦及绳重）

求：

（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。

（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？

说明理由。

37.如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N），（不汁绳重及摩擦）

（l）对重物做的有用功是多少？

（2）人拉绳子做功的功率是多少？

（3）如果用此滑轮组匀速提升一个重为300N的物体，则拉力是多少？

滑轮组的机械效率是多少？

答案及解析

达标测试

1、如图3所示，物重G为600N，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为3000；若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

分析;由图知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，

利用W有用=Gh求有用功，

求出拉力端移动的距离，利用W总=Fs求拉力做功，

2、一人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。

如图5，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。

若不计摩擦，拉力F为900N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是75％。

分析：

知道斜面高h、斜面长s、物体重G，沿斜面匀速推物体，利用W=Gh求提升物体做功（有用功），若不计摩擦，利用功的原理W′=Fs=W，求拉力；若知道实际拉力，利用W=Gh求有用功，利用W=Fs求总功，再利用效率公式计算斜面的机械效率．

3、如图6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5J，滑轮的机械效率是80%（不计滑轮重力）

分析：

图中使用的是动滑轮，知道物体A以0.5m/s的速度运动，利用速度公式可以求出物体2s移动的距离s，则拉力移动的距离s′=2s，利用功的公式求拉力做功；知道物体重，求出物体A受到的摩擦阻力，又知道拉力F，利用机械效率的公式计算滑轮的机械效率．

4、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（C）

A．功率大的机械，做功一定多B．做功快的机械，功率一定大

C．效率高的机械，功率一定大D．做功多的机械，效率一定高

5、关于机械效率，下列说法正确的是（   A）

A.有用功越大，机械的机械效率就越高B.额外功越大，机械的机械效率就越低

C.总功越大，机械的机械效率就越低

D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高

6、甲乙两机械，甲的机械效率是70％、乙的机械效率是50％，下列说法中正确的是：

（D）

A、使用甲机械做功省力B、甲机械做功快

C、相同时间内，甲机械完成的功多D、乙机械的额外功在总功中占的比例大。

7、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图8所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

（1）小红匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N,同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

钩码重（N）

弹簧测力计提升的高度（m）

有用功（J）

总功（J）

机械效率

2

0.4

0.2

0.2

100%

（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原因__弹簧测力计提升的高度测量错误

（3）该滑轮组的机械效率实际为80%

（4）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将变大（选填变大、变小、不变）

考点：

滑轮（组）机械效率的测量实验

分析：

（1）测力计不是匀速地移动会造成测力计的读数不准确；

（2）滑轮组在使用中，动滑轮被几根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的几倍；使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大；甲图中与动滑轮相连的绳子有2段，要研究与绳子绕法的关系，应控制其余条件不变，只改变绳子的绕法，画成与动滑轮相连的绳子为3段．

解答：

解：

（1）测量滑轮组的实验中应该竖直匀速拉动弹簧测力计；

（2）动滑轮被5根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的5倍，因此弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m

（3）滑轮组的机械效率：

η=80%；

（4）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大；

（5）与动滑轮相连的绳子段数为3段时，根据“奇动偶定”的原则绕线，绳子的起始端系在动滑轮的挂钩上．

故答案为：

（1）匀速竖直；

（2）弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；

（3）80%；

（4）增大；

（5）见下图：

8、如图9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.

考点：

功的计算；功率的计算．

专题：

功、功率、机械效率．

分析：

使用动滑轮可省一半的力，根据功率的公式P=Fv可求拉力的功率．

9、如图10所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重103N，电动机的额定电流为4A，电阻为20Ω；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N，l分钟内将货物匀速提升了6m。

求：

（1）滑轮组的机械效率是多少？

（2）电动机的额定功率是多少？

考点：

滑轮（组）的机械效率；电功率的计算

分析：

从图知，滑轮组承担物重的绳子股数n=3，拉力F移动的距离s=3h；

解答：

解：

（1）从图知，滑轮组承担物重的绳子股数n=3，拉力F移动的距离s=3h；

滑轮组的机械效率：

η≈66.7%；

（2）电动机正常工作做的功：

W=Fs=F×3h=500N×3×6m=9000J，电动机的额定功率：

P=150W

答：

（1）滑轮组的机械效率是66.7%；

（2）电动机的额定功率是150W．

10、某人在河岸上，借助岸边的大树，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸．已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的（滑轮和拉绳自重不计），船的总质量为7．92×103kg，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0．01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速度是0．3m／S，（g=10N／kg）求：

（1）滑轮组的机械效率．

（2）人拉绳的功率．

考点：

功率的计算．

分析：

要解决此题，首先要会组成滑轮组，最关键的是分清有用功和总功．在此题中克服水的阻力做的功为有用功，拉力做的功为总功．

解答：

解：

（1）根据题意，此滑轮组由四段绳子承担阻力．

有用功为克服水的阻力做的功，总功为拉力做的功．则η==90%答：

滑轮组的机械效率是90%．

（2）人拉绳的功率为：

P==Fv=220N×4×0.3m/s=264W

答：

人拉绳的功率为264W．

点评：

此题牵扯到滑轮组的机械效率和做功的功率．这道题与常规的求机械效率的题目有所不同，有用功不是克服物体的重力做的功，而是克服水的阻力做的功．

11.“5.7”大连空难飞机的黑匣子已经找到，潜水员在出事地点从10m深的海底将它匀速托出水面。

它是体积约为50×20×10cm3、质量为20kg、表面橘红色的长方体。

黑匣子防护要求很高，必须经受1000℃的高温而不被烧坏，平放时能经受2.5×104N的挤压而不变形，在海水（设ρ海水＝1.O×103kg／m3）中浸泡36h而不渗水。

黑匣子的平均密度是多少?

黑匣子平放时能承受的压强是多大？

黑匣子在海水中受到的浮力是多大？

考点：

密度及其特性；液体的压强的计算；浮力大小的计算．

专题：

应用题；条件开放型．

分析：

此题是一道开放题，要根据已知的条件，自行设定问题进而求解，那么就要看给出了哪些条件，能够求出哪些条件，从而选择自己有把握的几个知识点进行解答．

首先，题目已知的条件有：

①潜水员所处的水深h；②黑盒的体积V，质量m；③黑盒能承受的最大压强Pmax；④海水的密度ρ等．

那么这些数据涉及到的公式有：

重力公式：

G=mg；密度公