中考物理重难点突破水平综合机械效率械效率1.docx
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中考物理重难点突破水平综合机械效率械效率1
中考物理重难点突破：
水平方向滑轮组机械效率
1．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为600N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内匀速提升到10m的高度．拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小．求：
（1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？
（2）滑轮组提升重物的机械效率是多少？
（3）动滑轮的重力是多少？
2．工人用如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量变化的图像如图乙所示，机械中摩擦力及绳重忽略不计,g=10N/kg。
（1）此滑轮组中的动滑轮重力G动是多少？
（2）若某次运送建材的重力为500N，此时滑轮组的机械效率是多少?
（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材时绳子端的拉力F是多大?
3．在农村常有家庭挖井取水．小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图（乙）所示．求：
（1）在此过程中的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小；
（4）拉力的功率．
4．为了将放置在水平地面上重G=100N的重物A提升到高处．小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置．当小明用竖直向下的力拉绳时，拉力F、重物上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图乙、丙和丁所示．不计绳重及轴摩擦．求：
（1）在2～3s内，滑轮组的机械效率
（2）在1～2s内，拉力F做功的平均功率P．
5．如图-1所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。
货物移动的距离s与时间t的关系如图-2所示。
在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N，此斜面的长为5m，高为1m，这箱货物重为1500N.
（1）0~5s内，这箱货物处于__________状态，工人所做的功为___________J。
（2）5~30s内，这箱货物运动的速度是多少？
拉力做功的功率是多大？
（3）该斜面的机械效率是多少？
6．某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。
通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。
（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）动滑轮重力
（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率
（3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现
7．如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为30N．某次操作中，将重405N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图象如图乙所示．细绳的质量忽略不计，g取10N/kg．求：
（1）拉力F做功的功率
（2）利用该装置提升泥土的机械效率；
（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功．
8．如图所示，是由斜面和一个滑轮组成图示装置，已知斜面的长度为5m，高为3m．细绳自由端的拉力是50N，将重为100N的物体在5s内从斜面的底部匀速拉到斜面顶端．在此过程中：
（1）拉力作用点移动的速度是多大？
（2）拉力所做的功及功率各是多大？
（3）装置的机械效率是多少？
9．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0．5m/s的速度匀速提升了l0m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．
求：
（g=10N/kg）
（1）求物体M的重力?
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率?
10．有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，它的体积为8×10﹣3m3，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体．则
（1）该物体的密度是多大？
（2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功是多大？
（3）该定滑轮的机械效率是多大？
使用该滑轮的好处是什么？
11．如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300kg，绳重及摩擦不计．现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体匀速提起，（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．在起重机打捞水中物体的过程中，此时物体还完全浸没在水中，求：
（1）物体受到的浮力；
（2）拉力F的大小；
（3）滑轮组的机械效率．
12．小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）．已知小雨的质量为50kg、双脚与地面的接触面积为0.04m2，圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.1m3（不计桶的厚度，g=10N/kg）．
（1）小雨的重力是多少？
（2）将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×104Pa，则桶和动滑轮总重是多少？
（3）假设水桶向上提起水的重力为680N，则将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？
13．如图所示，为了清洗水池，某工人重650N，站在池外地面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子提起一浸没在水中体积为1.5×10﹣2m3、重390N的石块（石块始终浸没在水中，且忽略水对石块的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）石块浸没在水中时受到的浮力；
（2）将石块提升到石块上表面与水面齐平的过程中滑轮组的机械效率．
14．如图甲，利用滑轮组将浸没在水中的正方体始终以0.2m/s的速度匀速向上升起，此物体重80N，绳子自由端F的大小与物体下表面距容器底高度h的关系如图乙所示，不计绳重及摩擦，g=10N/kg．
（1）求物体提离水面后容器底受到的压强；
（2）物体提离水面后F的功率；
（3）物体在h小于40m的范围内匀速上升时，求滑轮组的机械效率．
（4）物体在露出水面之前受到水的浮力是多少N？
15．如图所示，质量为60kg的工人用滑轮组提升重物A，每个滑轮重均为50N，工人一只脚与地面的接触面积为200cm2。
人对绳子的拉力为300N时，物体匀速上升。
（g=10N/kg）求：
（1）重物匀速上升时人对地面的压强？
（2）物体10s内匀速上升了2m，人做功的功率？
（3）若绳子能够承受的最大拉力为400N，重物提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率？
16．如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物．动滑轮重400N．与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车的最大输出功率为15KW，水平地面上一物体A重1600N，与地面的接触面积为4m2．（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）．请求
（1）提升前，物体A对水平地面的压强．
（2）滑轮组提升重物A时的机械效率．
（3）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力．
17．如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深10米，物体重G=5．4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速直线行驶拉绳子的力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0．1倍，求：
（1）将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中，汽车拉绳子的了力做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）若汽车匀速直线运动的速度为2．4m/s，汽车牵引力的功率为多少？
18．质量为64kg、底面积为0.04m2的物体A静止在水平地面上．用如图所示的滑轮组在40s内将物体A匀速竖直提升10m，所用拉力F为400N．（g=10N/kg）
求：
（1）提升前，物体A静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
19．如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40S内移动了8m，拉力F做的功为1280J．
（1）求拉力F的大小；
（2）若滑轮组的机械效率为95%，求动滑轮的重力（不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦）．
20．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。
已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0．1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。
当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。
求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0．1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。
21．用如图所示滑轮组将重50N的物体匀速上升了0．5m，动滑轮的重为10N，不计绳重和摩擦力．
次数
物理量
1
2
3
钩码重G（N）
4
4
6
钩码上升高度h（m）
0．1
0．1
0．1
绳端拉力F（N）
1．8
1．4
2．4
绳端移动距离S（m）
0．3
0．5
0．3
机械效率η
74%
83%
求：
（1）绳子自由端的拉力F是多少Ｎ；
（2）绳子自由端拉力做的总功是多少Ｊ；
（3）滑轮组的机械效率；
22．如图所示，用滑轮组拉着重1000N的物体P沿水平地面以0.5m/s的速度匀速向右运动了6s，物体受到地面的摩擦力是200N,拉力F是125N,求：
（1）拉力F做的有用功；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
23．配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×105帕，将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O，OA：
OB=5：
3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0．4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105帕．（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg）
（1）求滑轮组的机械效率？
（2）配重M质量是多少千克？
（3）为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？
24．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？
牵引力的功率为多少？
25．某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）.求：
（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）箱子和斜面间的摩擦力.
26．如图所示，小明用滑轮组将重为500N的物体在l0s内匀速提升了1.5m。
每个滑轮的重相等，均为20N，不计绳重及摩擦。
求：
（1）小明受到地面的摩擦力。
（2）小明做功的功率。
（3）滑轮组的机械效率。
27．如图所示，在C点作用方向始终与半径OC垂直、大小为F3的力缓慢转动轮轴时，细绳不断缠绕于轮轴之上，细绳通过滑轮组拉动A物体沿斜面匀速向上运动了2m，力的传感器显示对A物体的拉力F1为450N。
（忽略轮轴摩擦）
（1）拉力F1做功是多少？
（2）若滑轮组的机械效率为75%，绳对滑轮组拉力F2是多少？
（3）若OB：
OC=1:
4，则F3的大小为多少？
28．如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，A、O两点间的距离为40cm．B、O两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm，K是一轻质、横截面积为100cm2的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连，在水箱右侧水平地面上，重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上盖板，若水箱水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，人对绳子的拉力为F1，绳子对B点的拉力为F2，滑轮组的机械效率为η，盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上（g取10N/kg）求：
（1）水箱中水深为50cm时．盖板上表面所受水的压强和压力．
（2）人对绳子的拉力F1和绳子对B点的拉力F2．
（3）滑轮组的机械效率η．
（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到多高时，人将无法拉起盖板．
29．（8分）建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为300且固定
在在水平面上．运送货物时，工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物在20s内沿斜面匀速运动6m，求此过程中
（1）重物的速度大小；
（2）工人提
升重物做的有用功；
（3）该装置的机械效率．
30．（8分）如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。
已知井深12m，物体重
，
汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力
，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。
求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？
牵引力的功率为多少？
31．张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。
如果所送货物重G从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。
每次均匀速拉动绳子，且提升高度都为10m。
图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。
请根据有关信息完成以下问题：
（1）每个滑轮的重是多少？
（2）当货物重为1000N时，张强同学所做的总功为多少？
（3）绳子能承受的最大拉力是多少？
（4）当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少?
32．（6分）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像（不计绳重和摩擦）
（1）求动滑轮的重力；
（2）当滑轮组的机械效率最大时，绳子的拉力；
（3）求该滑轮组的最大机械效率．
33．如右图所示，已各斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。
利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。
在此过程中：
（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？
（2）绳端移动的距离是多少？
（3）拉力的功和功率各是多少？
（4）拉力的机械效率是多少？
34．如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。
不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。
每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。
图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。
（1）每个滑轮重多少N?
（2）绳子能承受的最大拉力是多少N?
（3）当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?
35．如图所示，小名同学利用图中滑轮组将货物运送到楼上（每个滑轮等重，不计绳重和摩擦）。
若每次运送货物都匀速拉动绳子，且提升同样的高度，货物重G从200N开始逐渐增加至1800N，直到绳子被拉断。
图乙是以上实验操作过程中滑轮组的机械效率η随货物重力G增加而变化的图像。
请根据提供的相关信息完成以下问题：
（1）每个滑轮的重是多少？
（2）绳子能承受的最大拉力是多少？
（3）若借用此滑轮组提升其他重物，在6s内将质量为60kg的重物提高1m，此时滑轮组的机械效率为80%，则：
①提升重物所做有用功是多少？
②提起重物所做的总功是多少？
（g=10N/kg）
36．如图所示的滑轮组，每个滑轮等重，不计绳重和摩擦。
物体重G从200N开始逐渐增加，直到1600N时绳子被拉断。
每次都匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。
右图记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。
求：
（1）每个滑轮重多少N?
（2）绳子能承受的最大拉力是多少N?
（3）当滑轮组的机械效率低于多少时，使用它将不再省力?
参考答案
1．
（1）6000J；
（2）75%；（3）200N
2．
（1）400N
（2）55．6%（3）500N
3．
（1）有用功为600J；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力的大小为80N；
（4）拉力的功率为40W
4．
（1）在2～3s内，滑轮组的机械效率为83.3%；
（2）在1～2s内，拉力F做功的平均功率P为187.5W
5．
（1）静止；0；
（2）0.2m/s；118.8W；（3）50.5%；
6．
（1）200N
（2）160W（3）该同学不能拉断绳子b。
7．
（1）拉力F做功的功率为180W；
（2）利用该装置提升泥土的机械效率为90%；
（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功为45J．
8．
（1）拉力作用点移动的速度是2m/s；
（2）拉力所做的功为500J，功率是100W；
（3）装置的机械效率是60%
9．
（1）760N；
（2）730N；（3）91．25%
10．
（1）2．5×103kg/m3；
（2）750J；（3）80%，使用定滑轮的好处是可以改变力的方向
11．
（1）物体受到的浮力为8000N；
（2）拉力F的大小为5000N；
（3）滑轮组的机械效率为80%
12．
（1）小雨的重力是500N；
（2）桶和动滑轮总重是120N；
（3）将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是85%
13．
（1）物体浸没在水中时受到的浮力为150N；
（2）提起物体时滑轮组的机械效率为80%．
14．
（1）求物体提离水面后容器底受到的压强是4800Pa；
（2）物体提离水面后F的功率是20W；
（3）滑轮组的机械效率是77.8%；
（4）物体在露出水面之前受到水的浮力是10N
15．
（1）7500Pa；
（2）120W；（3）83．75%
16．
（1）400Pa；
（2）80%；（3）14600N
17．
（1）6×104J功；
（2）90%；（3）1．2×104W
18．
（1）提升前，物体A静止在水平地面上时对地面的压强为1.6×104Pa；
（2）拉力F的功率为200W；
（3）滑轮组的机械效率为80%
19．
（1）80N；
（2）8N
20．
（1）2N；
（2）2N；（3）1．2W
21．
（1）20N；
（2）30J；（3）83．3%
22．
（1）600J
（2）80%（3）125W
23．
（1）70%；
（2）150kg；（3）250N
24．
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；
（4）汽车牵引力为5.2×103N，牵引力的功率为1.56×104W
25．
（1）250N；
（2）300W；（3）100N
26．
（1）140N
（2）84W（3）89.29%。
27．
（1）900J
（2）300N（3）75N
28．
（1）5×103Pa，50N；
（2）110N，200N；（3）90.9%；（4）2.95m
29．
（1）0.3m/s；
（2）1500J；（3）31.25%
30．
（1）7.92×104J
（2）90.9％（3）12s（4）1.56×104W
31．
（1）200N；
（2）12000J；（3）600N；（4）88.9％
32．100N250N80％
33．
（1）1m/s
（2）10m（3）100W（4）60%
34．
（1）100N
（2）500N （3）800N
35．
（1）100N
（2）500N（3）600J750J
36．
（1）200N
（2）600N（3）33.3％.
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