中考物理机械效率的计算.docx

1、中考物理机械效率的计算一、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，物体重G=200N，滑轮重G=100 N，若用力F竖直向上匀速拉动滑轮，则此时该滑轮的机械效率为_（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）。【答案】80%【解析】【分析】【详解】不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，竖直向上匀速拉动滑轮，由力的平衡条件可得拉力F=2GG=2200N100N=500N由图知，动力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮费力、但省一半的距离，即所以物体上升的高度h2s该滑轮的机械效率2如图所示，利用斜面向上移动物体可以_（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。小明把质量为50kg的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了

2、4m，如图所示，沿斜面向上用的拉力F250N，木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为_，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_N。（g取10N/kg） 【答案】省力 80% 50 【解析】【分析】【详解】1斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。2做的有用功W有用=Gh=mgh=50kg10N/kg4m=2000J拉力做的总功W总=Fs=250N10m=2500J斜面的机械效率 机械效率为80%。3这个过程中，做的额外功W额外=W总-W有用=2500J-2000J=500J克服摩擦做的功为额外功的唯一来源，因为W额外=fs，所以摩擦力的大小 摩擦力为50N。3在如

3、图所示的滑轮组中，用大小为5N的拉力F拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动1m，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦，此时滑轮组的机械效率为90%，则物体与地面之间的摩擦力为_N。【答案】9【解析】【分析】【详解】由图知，n=2，拉力端移动距离s=2s物=21m=2m拉力做功W总=Fs=5N2m=10J有用功为则物体与地面之间的摩擦力为4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sF=3s物，滑轮组的机械效率为85%，即=

4、=85%解得f=51N即物体与桌面的之间的摩擦力为51N。5如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为10N，斜面长、高。其中所做的有用功为_J，物体受到的摩擦力大小为_N，斜面的机械效率为_。【答案】16 2 80% 【解析】【详解】1所做的有用功为：W有用；2拉力做的总功为：W总，所做的额外功为：W额=W总-W有用=20J-16J=4J；摩擦力：。3斜面的机械效率为：。6如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦若GAGB，则甲_乙；若FA=FB，则GA_GB（选填“”、“”或“=”）【答

5、案】 【解析】【分析】【详解】不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：=100%=100%=100%=100%，因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GAGB时，甲乙；由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nFG动，则FA=FB时，提升物体的重力关系为GAGB7如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池的电压为24V保持不变，R2的阻值为10，电动

6、机的额定功率为100W，额定电压为24V。请解答下列问题：（1）当开关S1和S2同时接_时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是通过改变电动机线圈中的_实现的；（2）当电动轮椅后退时，电流表示数为1A，此时电动机的实际功率是_W；（3） 当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有80%转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是_N。【答案】1 电流方向 14 40 【解析】【分析】【详解】(1)1电动机前进且能调速，这说明电路中的电流可以变化，电阻大小可变，这样只有滑动变阻器R1接入电路时才有这个功能，观察电路图，当开关S1

7、和S2同时接1时，R1、电动机、电流表才串联接入电路，这样符合条件，电动轮椅前进。2磁场对通电导线的作用力方向跟电流方向有关，只改变电流方向时，受力方向也会变化；所以电动轮椅既能前进又能后退，是通过改变电动机线圈中的电流方向实现的。(2)3由上述可知，当电动轮椅后退时，开关S1和S2同时接2，R2、电动机、电流表串联接在电路中，电路中的总电阻电动机的电阻此时电动机的实际功率此时电动机的实际功率是14W。(3)4设此时电动轮椅受到的阻力是f，电动轮椅在水平路面上匀速前进，牵引力，由题意可知，电动轮椅的机械效率解得，此时电动轮椅受到的阻力是40N。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

8、到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图像（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）【答案】物重（或动滑轮重） Gn 100% 【解析】【分析】【详解】1已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，由可知，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，滑轮组的机械效率，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，所以滑轮组的机械效率解得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，绳子的最大拉力由可得提升的最大物重则滑轮组的

9、最大机械效率9如图的装置中，物体B重为30N，每个滑轮重均为6N，不计绳重及滑轮的摩擦。现用水平力F=20N向右匀速拉动物体A，物体B也随滑轮匀速上升。则物体A受到的摩擦力为_N，滑轮组的机械效率为_%（百分号前保留2位小数）。【答案】8 83.33 【解析】【分析】【详解】1物体B重30N，动滑轮重6N，滑轮组需要提升的动滑轮与物体B总重为30N+6N=36N三段绳子与动滑轮接触，不考虑绳子重及摩擦，则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加的力，物体才能匀速上升，以物体A为研究对象，其左边的绳子对其施加了向左的12N的拉力，它受到的向右的拉力为20N，物体A处于匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，

10、则其受到的向左的摩擦力为20N12N=8N2滑轮组的机械效率为10一物体质量为10kg，小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m，所用拉力为120N，此过程中，小红做的有用功是_，定滑轮的机械效率是_，拉力做功的功率是_。（g=10N/kg）【答案】200J 83.3 60W 【解析】【分析】【详解】1所提升物体的重力为有用功为故有用功是200J。2总功为则机械效率为故机械效率为83.3%。3 拉力做功的功率为即拉力F的功率为60W。11如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲乙两个滑轮组，在各自的自由端均施加大小相等的拉力F，将A、B两个不同的物块匀速提升相同的高度（不计绳重和摩

11、擦）已知A、B两物块重分别为GA、GB，动滑轮重为G0，下列说法正确的是（ ）A甲、乙两滑轮组的机械效率相等B物块A的重力小于物块B的重力C若G0=GB，则甲、乙滑轮组一定都是省力机械D甲滑轮组的机械效率为【答案】BD【解析】【分析】【详解】A甲、乙两滑轮组提升两块物体的质量不同，提升相同高度所做有用功不同，动滑轮质量相同，不计绳重和摩擦，则滑轮组做额外功相同，它们的机械效率不同，故A项错误；B在各自的自由端均施加大小相等的拉力F，则，所以，故B项正确；C若G0=GB，则甲滑轮组绳子端拉力为即所以甲滑轮组是费力机械，乙滑轮组绳子端拉力为所以乙滑轮组是省力机械，故C项错误；D甲滑轮组的机械效率为

12、故D项正确。故选BD。12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500cm2，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

13、距离s=6m，绳子自由端移动的速度为故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500cm2=0.05m2，所以工人对地面的压力设动滑轮质量为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，机械效率为故C错误，符合题意。故选C。13某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g）在2s内把重物G1和G2提高10cm，已知Fl和F2的大小均为2N，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。下列说法中不正确的是（）A重物G1的重力大小为5.5NB

14、乙滑轮组所做的有用功是0.7JCF1和F2做功的功率之比为3:4D两个滑轮组的机械效率之比为4:3【答案】D【解析】【分析】【详解】A从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是把动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知解得，重物G1的重力大小为5.5N，A正确，不合题意；B在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知解得，重物升高的高度是，乙滑轮组所做的有用功是乙滑轮组所做的有用功是，B正确，不合题意；C重物G1移动的速度是甲图中绳端移动的速度是重物G2移动的速度是乙图中绳端移动的速度是那么可知F1和F2做功的功率之比是F1和F2做功的功率之比为3:4，C正确，不合题意；D甲滑轮组所做的有用功是所做的总功是乙滑轮组所做的总功是由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是，那么两个滑轮组的机械