机械效率中考专题.docx

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机械效率中考专题

一．选择题（共6小题）

1.姚锦煜同学进入初三后非常努力，也非常爱思考，一次他研究水桶的构造时，不小心将水桶弄掉进水里，在他打捞时桶里带些水。

下列所述中属于有用功的是（）

A．把桶中水提高所做的功B．把桶提高做的功

C．提桶和桶中的水做的功D．手对绳子拉力做的功2．如图所所示的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（）

A．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8NB．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N

C.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸

D.1s内做了80J的功

3.如图，用滑轮或滑轮组将重为G的物体匀速拉起，不计摩擦和绳重，机械效率最高的是

（）

A．A、B．B、C．C、D．D、

4.利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（）

A．F甲＜F乙η甲＜η乙

B．B．F甲＞F乙η甲＞η乙

C．W甲＞W乙P甲＞P乙

D．D．W甲＝W乙P甲＝P乙

5.用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。

下列判断正确的是（）

A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一

B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大

C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大

6.如图，手用F1的力直接将物体A匀速提升h，F1做功为W1，功率为P1；若在相同时间内借助斜面把A用力F2匀速提升相同高度h，F2做功为W2，功率为P2，斜面的机械效率是30%，则（）

A．W1＞W2B．W1＝W2C．P1＞P2D．P1＜P2

二．填空题（共2小题）

7.如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是m/s，滑轮组所做的

有用功是J，滑轮组的机械效率是。

8.质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图象（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有（写出一点即可），动滑轮的重力为：

该工人竖直向下拉绳子自由

端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为。

（后两空均用已知量符号表

示）

三．实验探究题（共3小题）

如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置：

（1）请在图中画出杠杆在虚线位置时，杠杆所受测力计拉力（为杠杆的动力）的力臂L1，此杠杆式杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）。

（2）图中测力计的示数F始终为2.5N，测力计上升的高度s为0.2m。

物块重

G为1.5N，物块上升高度h为0.3m，则拉力做的总功为，机械效率为。

10.

次数

钩码重/N

购码上升距离

/cm

弹簧测力计示

数/N

弹簧测力计上

升距离/cm

机械效率

0.8

83.8%

1.5

？

90.9%

小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。

（1）

第2次实验中滑轮组的机械效率为（结果保留一位小数）。

（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为N。

（3）分析表格中的数据得出结论同一滑轮组，。

（4）在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会（填“变大”、“变小”或“不变”）。

11.

斜面倾

斜角θ

小车重

G/N

斜面高

h/m

斜面长

s/m

拉力

F/N

有用功

W有/J

总功

W总/J

机械效

率η

12°

0.2

2.1

48%

30°

0.5

3.6

2.5

69%

45°

0.7

4.3

3.5

4.3

小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。

她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

（1）请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。

（2）

分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：

斜面倾斜角度越，斜面越省力，斜面的机械效率越。

（3）实验过程中拉力的方向应与斜面。

（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持不变，斜面的光滑程度

不变，只改变。

四．计算题（共3小题）

12.如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，使物体上升10m，所用拉力为400N，若绳重和摩擦不计，求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力又为多少N。

13.如图所示，沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点拉力为40N，升高的高度为0.5m，AB的长度为1m，g取10N/kg，求：

（1）拉力做的有用功；

（2）此过程中的额外功；

（3）物体受到的摩擦力。

14.如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。

在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为2×103N．已知水的密度为1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg。

不计水和空气的阻力。

求

（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力。

（2）物体的质量和密度。

（3）水底的深度及水对水底的压强。

（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。

绝密★启用前

机械效率中考专题

参考答案与试题解析

一．选择题（共6小题）

1.姚锦煜同学进入初三后非常努力，也非常爱思考，一次他研究水桶的构造时，不小心将水桶弄掉进水里，在他打捞时桶里带些水。

下列所述中属于有用功的是（）

A．把桶中水提高所做的功B．把桶提高做的功

C．提桶和桶中的水做的功D．手对绳子拉力做的功

【考点】EH：

有用功和额外功．

【解答】解：

我们的目的就是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；

手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功，为总功。

故ACD错、B正确。

故选：

B。

2.如图所所示的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（）

A．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8NB．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N

C.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸

D.1s内做了80J的功

【考点】F1：

机械效率的概念．

【解答】解：

AB、剪刀可以看做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂，A、B选项都错误；

C、利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功，由机械效率为80%知，如果动力做功1J，有0.8J是用于剪纸，C选项正确；

D、剪刀剪纸过程中所做的有用功不确定，所以无法确定剪刀1s内所做的功，D选项错误。

故选：

C。

3.如图，用滑轮或滑轮组将重为G的物体匀速拉起，不计摩擦和绳重，机械效率最高的是

（）

A．A、B．B、C．C、D．D、

【考点】F2：

机械效率的大小比较．

【解答】解：

使用滑轮或滑轮组提升重物时，克服物重做的功是有用功，已知提起物重都是G，所以上升相同高度时做的有用功都相同；

不计摩擦和绳重，克服动滑轮重做的功是额外功；

比较知，ABD中都要克服动滑轮重力做额外功，而C中不需要克服滑轮重力，也就是不做额外功。

所以，由公式η＝

＝

知，C中利用定滑轮提升重物不需要做额外功，所以机械效率最高。

故选：

C。

A．F甲＜F乙η甲＜η乙B．F甲＞F乙η甲＞

η乙

C．W甲＞W乙P甲＞P乙D．W甲＝W乙P甲

＝P乙

【考点】7!

：

滑轮组绳子拉力的计算；EB：

功的大小比较；F2：

机械效率的大小比较；

FD：

功率大小的比较．

【解答】解：

（1）由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数n甲＝3，乙滑轮组绳子的有效股数n乙＝2，

因相同滑轮的质量相等即动滑轮的重力相等，提升物体的质量相等，即物体的重力也相等，

所以，忽略绳重与摩擦，由F＝

（G+G动）可知，F甲＜F乙，故B错误；

（2）因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两物体提升相同高度，所以，由W有＝Gh可知，两滑轮组做的有用功相等，

因克服物体和动滑轮总重力做的功为总功，

所以，由W总＝（G+G动）h可知，两滑轮组拉力做的总功相等，即W甲＝W乙，故C错误；

由η＝

×100%可知，两装置的机械效率关系为η甲＝η乙，故A错误；因提升相同物体到相同高度时的时间相等，

所以，由P＝

可知，拉力做功的功率关系为P甲＝P乙，故D正确。

故选：

D。

5.用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。

下列判断正确的是（）

A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一

B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大

C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大

【考点】7!

：

滑轮组绳子拉力的计算；F4：

滑轮（组）的机械效率．

【解答】解：

A、由图知，n＝3，不计一切摩擦和绳重，拉力F＝

（G+G轮）＞

G，所以拉力F的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；

B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，则η＝

＝

＝，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确；

C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；

D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同，由W额＝G动h可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D错误。

故选：

B。

如图，手用F1的力直接将物体A匀速提升h，F1做功为W1，功率为P1；若在相同时间内借助斜面把A用力F2匀速提升相同高度h，F2做功为W2，功率为P2，斜面的机械效

率是30%，则（）

A．W1＞W2B．W1＝W2C．P1＞P2D．P1＜P2

【考点】EB：

功的大小比较；F6：

斜面的机械效率；FD：

功率大小的比较．

【解答】解：

手用F1的力直接将物体A匀速提升h，F1做的功：

W1＝Gh，

借助斜面把A用力F2匀速提升相同高度h时，F2做的有用功：

W有＝Gh，

由η＝

×100%可得，F2所做的功（总功）：

W2＝

＝

，所以，W1＜W2，故AB错误；

又因F1和F2做功的时间相等，

所以，由P＝

可知，二力做功的功率关系为P1＜P2，故C错误、D正确。

故选：

D。

二．填空题（共3小题）

7.如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是0.5m/s，滑轮组所做的

有用功是150J，滑轮组的机械效率是75%。

【考点】EC：

功的计算；F4：

滑轮（组）的机械效率．

【解答】解：

（1）A运动的速度v＝

＝

＝0.5m/s；

（2）滑轮组做的有用功：

W有用＝fs＝30N×5m＝150J；

（3）由图可知：

n＝2，绳子自由端移动的距离sF＝2s＝2×5m＝10m，拉力F做的总功：

W总＝FsF＝20N×10m＝200J，滑轮组的机械效率：

η＝

＝

×100%＝75%。

故答案为：

0.5；150；75%。

8.质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图象（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有物重（或动滑轮重）（写出一点即可），动滑轮的重力为Gn：

该工人竖直

向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为×

100%。

（后两空均用已知量符号表示）

【考点】F4：

滑轮（组）的机械效率．

【解答】解：

（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重；

（2）由图乙可知，物重Gn，滑轮组的机械效率η＝50%，

因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，

所以，滑轮组的机械效率：

η＝

＝

＝50%，解得：

G动＝Gn；

（3）已知工人的质量为m，

则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：

F大＝G人＝mg，

由F＝（G+G动）可得，提升的最大物重：

G大＝3F大﹣G动＝3F大﹣Gn＝3（mg）﹣Gn，则滑轮组的最大机械效率：

η大＝

×100%＝×100%＝

×100%。

故答案为：

物重（或动滑轮重）；Gn；

×100%。

三．实验探究题（共3小题）

9.如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置：

（1）请在图中画出杠杆在虚线位置时，杠杆所受测力计拉力（为杠杆的动力）的力臂

L1，此杠杆式费力杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）。

（2）图中测力计的示数F始终为2.5N，测力计上升的高度s为0.2m。

物块重G为1.5N，物块上升高度h为0.3m，则拉力做的总功为0.5J，机械效率为90%。

【考点】FA：

杠杆机械效率的测量实验．

【解答】解：

（1）过支点作动力作用线的垂线段，即动力臂L1，如下图所示：

动力臂小于阻力臂，因此是费力杠杆。

（2）提升物体做的有用功为：

W有＝Gh＝1.5N×0.3m＝0.45J；拉力做的总功为：

W总＝FS＝2.5N×0.2m＝0.5J；

杠杆的机械效率为：

η＝

×100%＝

×100%＝90%。

故答案是：

（1）见上图；费力；

（2）0.5J；90%。

10.

次数

钩码重/N

购码上升距离

弹簧测力计示

弹簧测力计上

机械效率

小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。

/cm

数/N

升距离/cm

0.8

83.8%

1.5

？

90.9%

（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为88.9%（结果保留一位小数）。

（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为2.2N。

（3）分析表格中的数据得出结论同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高。

（4）

在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会变小（填“变大”、“变小”或“不变”）。

【考点】F8：

滑轮（组）机械效率的测量实验．

【解答】解：

（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为：

η＝

＝

≈88.9%；

（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；

（3）纵向分析表格中的数据得出结论：

同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；

（4）弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，拉力F变大，拉下的距离s不变，总功变大，有用功不变，则滑轮组效率变小。

故答案为：

（1）88.9%；

（2）2.2；（3）提升物体的重力越大，机械效率越高；（4）变小。

11．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面

斜面倾

小车重

斜面高

斜面长

拉力

有用功

总功

机械效

的倾斜程度之间的关系，如图所示。

她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

斜角θ

G/N

h/m

s/m

F/N

W有/J

W总/J

率η

12°

0.2

2.1

48%

30°

0.5

3.6

2.5

69%

45°

0.7

4.3

3.5

4.3

（1）请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。

（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：

斜面倾斜角度越小，斜面越省力，

斜面的机械效率越低。

（3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行。

（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角度不变，斜面的

光滑程度不变，只改变小车的物重。

【考点】F9：

斜面机械效率的测量实验．

【解答】解：

（1）斜面倾斜角θ＝12°时做的有用功：

W有1＝G1h1＝5N×0.2m＝1.0J，

斜面倾斜角θ＝30°时做的有用功：

W总2＝F2s2＝3.6N×1m＝3.6J；

斜面倾

斜角θ

小车重

G/N

斜面高

h/m

斜面长

s/m

拉力

F/N

有用功

W有/J

总功

W总/J

机械效

率η

12°

0.2

2.1

1.0

2.1

48%

30°

0.5

3.6

2.5

3.6

69%

45°

0.7

4.3

3.5

4.3

81.4%

由表中实验数据可知，斜面倾斜角θ＝30°时斜面的机械效率：

η＝

×100%＝

×100%≈81.4%．如下表所示：

（2）由表中实验数据可知：

拉动同样重的小车，斜面倾斜角θ越小，所用的拉力越小，

斜面越省力，斜面的机械效率越低；

（3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行；

（4）由

（2）知，斜面倾斜角度影响机械效率的大小，若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角度不变，只改变小车的重力进行试验即可。

故答案为：

（1）如上表所示；

（2）小；低；（3）平行；（4）斜面倾斜角度；小车的物重大小。

四．计算题（共3小题）

12.如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，使物体上升10m，所用拉力为400N，若绳重和摩擦不计，求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力又为多少N。

【考点】7!

：

滑轮组绳子拉力的计算；F4：

滑轮（组）的机械效率．

【解答】解：

（1）由图可知，绕过动滑轮的绳子股数为4，则绳子自由端移动的距离：

s＝4h＝4×10m＝40m，

克服物体重力做的功：

W有用＝Gh＝1000N×10m＝10000J，拉力做的功：

W总＝Fs＝400N×40m＝16000J，

滑轮组的机械效率：

η＝

×100%＝

×100%＝62.5%；

（2）绳重和摩擦不计，则W额＝G动h，动滑轮的总重为：

G动＝

＝

＝600N。

绳重和摩擦不计，用此装置匀速提起1200N的重物，则此时的拉力：

F′＝

（G′+G动）＝

（1200N+600N）＝450N。

答：

（1）滑轮组的机械效率是62.5%；

（2）若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力又为450N。

13.如图所示，沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点拉力为40N，升高的高度为0.5m，AB的长度为1m，g取10N/kg，求：

（1）拉力做的有用功；

（2）此过程中的额外功；

（3）物体受到的摩擦力。

【考点】ED：

功的计算公式的应用；EH：

有用功和额外功．

【解答】解：

（1）物体重力：

G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N，拉力做的有用功：

W有＝Gh＝60N×0.5m＝30J；

（2）拉力做的总功：

W总＝Fs＝40N×1m＝40J，

额外功：

W额＝W总﹣W有＝40J﹣30J＝10J；

（3）由W额＝fs可得物体受到的摩擦力：

f＝

＝

＝10N。

答：

（1）拉力做的有用功为30J；

（2）此过程中的额外功为10J；

（3）物体受到的摩擦力为10N。

14.如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。

不计水和空气的阻力。

求

（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力。

（2）物体

（3）水底的深度及水对水底的压强。

（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。

【考点】89：

液体的压强的计算；8P：

浮力大小的计算；F4：

滑轮（组）的机械效率．

【解答】解：

（1）由图乙可知，第13s时物体全部露出水面，此时物体受到的拉力：

F2＝G＝5×103N，

前10s内物体浸没

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