专题中考机械效率问题处理方法及其解析Word格式文档下载.docx

1、OA（m）OB（m）A端上升的髙度h/mB端下降的竖直距离s/m400.80.40.20.1（1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小；（2）若实际拉力F为90 N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率（机械效率保留三位有效数字）。答案：（1）80 N（2）9 J，88.9%解析：求解机械效率时，同学们选择公式时直接用= W有/ W总100%得出结果就是最后结论，有的同学利用= W有/ W总这个求解出来的结果，画为百分数即可。用哪个公式都正确，不要纠结。通过解答这类问题，同学们要知道使用杠杆提升物体做额外功的原因，还要动脑分析杠杆的机械效率都与哪些因素有关。这样可以为今后解决杠杆问题奠定良好的知识基

2、础。（1）不计杠杆自重和摩擦，由杠杆平衡条件可得FOB=GOA，即F0.4 m=40N0.8m，解得F=80N（2）由表中数据可知s=0.1m，h=0.2m拉力做的总功W总=Fs=90 N0.1m=9J有用功W有用=Gh=40N0.2 m=8J杠杆的机械效率= W有/W总100%=8J/9J100%88.9%【例题2】如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F如图所示，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，求解：（1）杠杆的机械效率（2）杠杆所做的额外功。（1）66.7%；（2）0.05J.

3、（1）求解杠杆机械效率计算题的母题，可以加深同学们对市面材料很少出现该类问题的认识。求解杠杆的机械效率，首先求用杠杆提升物体需要做的有用功W有用=Gh；再求总功W总=Fs。物体被提升的高度h和外力移动的距离 s题中给出，对较复杂的问题，h和s的关系可以结合几何中两个三角形相似、杠杆平衡条件求出。最后根据机械效率公式=W有用100%/W总求出杠杆的机械效率。（2）根据W有用+W额外=W总 ，容易求出杠杆所做的额外功。三、与滑轮组机械效率有关的计算题解题套路（一）用滑轮组竖直提升物体机械效率问题求解办法1.用滑轮组竖直提升物体的模型图 2. 用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功求法（1）有用功

4、W有用=Gh（2）总功W总=Fs（3）额外功W额外=W总W有用（4） s=nh其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离， n是动滑轮上的绳子段数。3. 滑轮组机械效率的求解（1）用滑轮组提升物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。（2）滑轮组机械效率公式：100= （G / nF ） 1004. 用滑轮组竖直提升物体典型例题解析【例题3】用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如图所示，当匀速提升物体时，绳子自由端的拉力F20 N，物体移动的速度为0.1 m/s，每个滑轮重10 N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是 （ ）A绳子自由端移动的速度为0.3 m/s B物体的重

5、力为40 NC该滑轮组的机械效率为66.67 % D拉力F的功率为2 WA 用滑轮组提升物体时，物体重由几段绳子承担，外力作用点的移动速度就是物体速度的几倍。如图可知，滑轮组的绳子段数n=3，物体移动的速度v物=0.1m/s，绳子自由端移动的速度v绳=nv物=30.1m/s=0.3m/s，选项A正确，符合题意；忽略绳重和摩擦时，F拉=（G物+G动）/n，G物=nF拉-G动=320N-10N=50N，选项B不正确，不符合题意；该滑轮组的机械效率：= W有/ W总100%= G物/ nF拉100%=50N/320N100%=833%选项C不正确，不符合题意；拉力的功率：P= W总/t=FS/t=F

6、V绳=20N03m/s=6W 选项D不正确，不符合题意。故选A。【例题4】如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）A绳子自由端移动的距离是6m B动滑轮的重是10NC工人做功的功率是80W D滑轮组的机械效率是80D本题是用滑轮组沿着竖直方向提升物体时，求解滑轮组机械效率有关的问题。解题方法要有对应的套路。（1）动滑轮上的绳子段数n=2，所以绳子自由端移动的距离是s=nh=22m=4m；（2）需考虑G动，忽略绳重和摩擦F=（G+G动）/n 250N=（400N +G动）/2 解得：G动=100N（3）有用功

7、：W有=Gh=400N2m=800J拉力F所做的总功：W总=Fs=250N4m=1000J100=G/n F=400N/（2250N）=80%（4）P总=W总/t=1000J /10s=100W【例题5】如图是某建筑工地上提升建筑材料用的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，不计绳重和绳与滑轮间摩擦，则竖着向上的拉力F=N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高则滑轮组的机械效率是（取g=10N/kg）850；80%从图上可以看出，图中有定滑和一个动滑轮，已知质量，根据G=mg计算出重力再利用动滑轮

8、的特点分析；使用动滑轮省一半的力，要费一倍的距离，即F移动的距离是20m，根据W=Fs计算；上一步计算出来的是总功，物体升高10m做的功是有用功，根据W有=Gh求出有用功，再利用=100%可求滑轮组机械效率（1）由图可知，承担动滑轮和物体总的重力的绳子的股数n=3，物体和动滑轮的总重力：G=（m轮+m材料）g=（15kg+240kg）10N/kg=2550N，不考虑绳重和摩擦，则竖着向上的拉力：F=G=2550N=850N（2）拉力做的有用功：W有用=m材料gh=240kg10N/kg10m=24000J拉力移动的距离：s=3h=310m=30m实际拉力为1000N，则拉力做的总功：W总=Fs

9、=1000N30m=30000J滑轮组的机械效率：=100%=100%=80%（二）用滑轮组水平拉动物体机械效率问题求解办法1.用滑轮组水平拉动物体的模型图2. 用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功求法（1）有用功W有用= fs2（2）总功W总= F s1（4）s1= ns2其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上的绳子段数。（1）用滑轮组水平拉动物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。100= （fs2/ F s1） 4. 用滑轮组水平拉动物体典型例题解析【例题6】如图所示，司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来（泥坑可

10、近似看成水平面），在此过程中汽车匀速移动了1m，共用时5s，已知 汽车所受阻力为1200N，司机师傅的拉力功率为300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：（1）司机师傅的拉力为多大？（2）滑轮组的机械效率是多少？（1）500N；（2）80%使用滑轮组沿水平方向拉物体时，若物体移动s，承担汽车与水平面间的摩擦力的绳的股数是n股，则绳自由端移动的距离s=ns，动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的n倍。（1）绳子自由端移动的距离s=ns汽车=31m=3m，绳子自由端速度：v=s/t=3m/5s=0.6m/s，由P=Fv得，工人的拉力：=500N；（2）拉力所做总功：W总=Fs=500N3

11、m=1500J；工人所做有用功：W有用=fs汽车=1200N1m=1200J，四、与斜面机械效率有关的计算题解题套路1.用斜面提升物体的模型图2. 用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法（1）有用功W有用= Gh （2）总功W总= F s （3）额外功W额外=W总W有用其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，一般斜面倾斜角给出。 3. 斜面机械效率的求解（1）用斜面提升物体时，有用功和总功的比值.称为斜面的机械效率。（2）斜面机械效率公式：100 （W有用/W总）100= （Gh / F s） 4. 用斜面提升物体典型例题解析【例题7】

12、将一个重240 N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120 N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s=3m，上升的高度h=1.2 m，则人对物体做的有用功是 J,斜面的机械效率是 。288 80%此题考查了功的计算与斜面的机械效率，同时也明确了斜面也是一种省力的机械，任何机械省力但不省功用斜面提升物体有用功W有用=Gh ；总功W总=Fs；额外功W额外=W总W有用；斜面机械效率公式：=W有用/W总其中s是动力F沿着斜面移动的距离，h是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，一般斜面倾斜角题里会给出。（1）因为G=240N，h=1.2m，所以克服物体重力所做的功是有用功：W有=

13、Gh=240N1.2m=288J；（2）F=120N，s=3m，拉力做的功：W总=Fs=120N3m=360J；斜面的机械效率是：100%=288J/360J五、探究机械效率问题解析【例题8】某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示（1）实验中应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整（4）通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升

14、同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）（5）通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高（填实验次数的序号）（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 1.8 0.3 3 8 3.1 86% 2.5（1）匀速；（2）不正确；摩擦；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效

15、率越低本题测滑轮组机械效率，考查注意事项、控制变量法的运用、机械效率的计算、数据的分析等，综合性较强（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离s=nh=40.1m=0.4m，=80%；（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑

16、轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机

17、械效率越高（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低）六、与机械效率有关的和中考难度一致的精品训练试题（含答案）1.某建筑工地用图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400N，能将75kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升（不计绳重和摩擦），g=10N/kg。 则结论错误的是 （ ）A拉力F的功率为120W， B.滑轮组的机械效率为62%C.重物上升1米，拉力F作用点移动3米 D.动滑轮重力为450NB 2.如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起若每次重物均以1m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计当吊起质量为340kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为

18、FA，滑轮组的机械效率为85%；当吊起重物B时，牵引车对绳的拉力为FB若FA与FB做功的功率之比为2：3，取g=10N/kg，则下列说法中正确的是（）AFA的大小为2000NB物体B的质量为640kgC如果小型牵引车对绳拉力的最大功率为1.2104W，它能吊起物体的最大质量为2540kgD滑轮组前、后两次吊起重物A、B的机械效率之比为17：18D 3.如图所示滑轮组，在50s内将重5000N货物匀速吊起10m高绳的自由端受到的拉力大小是1500N，关于该滑轮组的说法正确的是（不计绳重及摩擦）（ ）A滑轮组的机械效率约为83.3% B绳自由端移动的距离是50mC滑轮组所做有用功的功率是1000W

19、 D该装置中的动滑轮总重为1000NACD 4.如图，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，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）下列说法正确的是（）A拉力F1小于拉力F2 B甲、乙两滑轮组的机械效率相同C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械 D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等B5.工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）

20、A甲乙两种方式都省一半的力 B甲方式F1由150N逐渐变大C乙方式机械效率约为83.3% D乙方式F2的功率为3WC6.如图所示在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0lm/s的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N（不计绳重，动滑轮重及摩擦），F及其功率的大小分别为（）A20N 2W B20N 6W C60N 2W D30N 6W7如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度若所用拉力F1=F2=F，已知甲的机械效率为50%，且绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，则乙的机械效率为 ，拉力F1做的功与拉力F2做的功之比为 。75%，3：2。8利用动滑轮把重30N

21、的物体竖直向上提升5m，所用拉力是20N，拉力所做的功是 J；动滑轮的机械效率是 200，75%9利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150N，该滑轮组的机械效率是 ，拉力F的功率是 W18010利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%求：（1）货物A在10 s内移动的距离：（2）这个过程中拉力F的功率：（3）水平地面对货物A的摩擦力大小（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物

22、A的摩擦力大小1500N11.某人用如图所示的滑轮组，在20s内将一个重为600N的物体，沿着水平地面匀速拉动了4m。拉力F做功为1440J，物体与地面的接触面积为0.4m2，物体移动时受地面的摩擦力为350N。不计绳重及机械的摩擦。试求：（1）物体对地面的压强是多少？ （2）拉力F做功的功率是多少？（3）拉力F的大小是多少？ （4）动滑轮的重力是多少？（1）物体对地面的压强是1500Pa；（2）拉力F做功的功率是72W；（3）拉力F的大小是120N；（4）动滑轮的重力是10N12.如图所示，现将重为5N的物体A沿长s=1.2m，高h=0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求：（1）物体A从底端到顶端的平均速度； （2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率；（3）求此斜面的机械效率（保留一位小数）（1）0.1m/s （2）0.3W （3）83.3%