机械效率中考专题.docx

1、机械效率中考专题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 0.8N B若作用在剪刀的动力是 1N，则阻力是 0.8NC. 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

2、绳重，机械效率最高的是（ ）AA、 BB、 CC、 DD、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 甲、 乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（ ）AF 甲 F 乙 甲 乙BBF 甲F 乙 甲 乙CW 甲W 乙 P 甲P 乙DDW 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

3、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（ ）AW1W2 BW1W2 CP1P2 DP1P2二填空题（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

4、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）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

5、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12100.83083.8%24101.530？3610？3090.9%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）

6、 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 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 1250.212.12.148%3050.513.62.569%4550.714.33.54.3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

7、斜面倾斜角 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

8、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 2103N已知水的密度为 1.0103kg/m3，取 g10N/kg。不计水

9、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

10、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 0.8N B若作用在剪刀的动力是 1N，则阻力是 0.8NC. 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 F1L1F2L2 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

11、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（ ）AA、 BB、 CC、 DD、【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，

12、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 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。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 甲、 乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（ ）AF 甲 F 乙 甲 乙 BF 甲F 乙 甲 乙CW 甲W 乙 P 甲P 乙 DW 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；F

13、D：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 100%可知，两装置的机械效率关系为 甲 乙，故 A 错误；

14、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，n3，不计一切摩擦和绳重，拉力 F（G+G 轮）G，所以拉力 F 的大

15、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 ，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。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

16、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（ ）AW1W2 BW1W2 CP1P2 DP1P2【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：W1Gh，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 100%可得，F2 所做的功（总功）：W2，所以，W1W2，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 P1P2，故C 错误、D 正确。故选：D。二填空题（共 3 小题

17、）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 0.5 m/s，滑轮组所做的有用功是 150 J，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fs30N5m150J；（3） 由图可知：n2，绳子自由端移动的距离 sF2s25m10m， 拉力F 做的总功：W 总FsF20N10m200J， 滑轮组的机械效率： 100%75%。故答案为：0.5；15

18、0；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

19、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： 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Gn3（mg）Gn， 则滑轮组的最大机械效率： 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

20、（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Gh1.5N0.3m0.45J； 拉力做的总功为：W 总FS2.5N0.2m0.5J；杠杆的机械效率为： 100% 100%90%。故答案是：

21、（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/cm12100.83083.8%24101.530？3610？3090.9%（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 2.2 N。（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

22、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： 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

23、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 的大小多次测量，得到下表所示的数据：斜角 G/Nh/ms/mF/NW 有/JW 总/J率 1250.212.12.148%3050.513.62.569%4550.714.33.54.3（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

24、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 12时做的有用功：W 有 1G1h15N0.2m1.0J，斜面倾斜角 30时做的有用功：W 总 2F2s23.6N1m3.6J；斜面倾斜角 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 1250.212.11.02.148%3050.513.62.53.669%4550.714.33.54.381.4%由表中实验数据可知，斜面倾斜角 30时斜面的机械效率： 100% 100%81.4%如下表所示：

25、（2） 由表中实验数据可知：拉动同样重的小车，斜面倾斜角 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

26、 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：s4h410m40m，克服物体重力做的功：W 有用Gh1000N10m10000J， 拉力做的功：W 总Fs400N40m16000J，滑轮组的机械效率： 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%；（

27、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： Gmg6kg10N/kg60N， 拉力做的有用功：W 有Gh60N0.5m30J；（2） 拉力做的总功：W 总Fs40N1m40J，额外功：W 额W 总W 有40J30J10J；（3） 由 W 额fs 可得物

28、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。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 2103N已知水的密度为 1.0103kg/m3，取 g10N/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（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：F2G5103N，前 10s 内物体浸没