（物理）专题13 解决机械效率计算类难点问题思维技巧 训练— 2021年中考科学推断题攻关练记提分秘籍系列

专题13 解决机械效率计算类难点问题思路 中考典型例题解析 【例题1】(2020江苏连云港)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。 【答案】 (1) 36 (2) 300 (3) 83.3% 【解析】(1)由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离 s=3×1m=3m 总功W总=Fs=120N×3m=360J 拉力做功的功率 P==36W (2)有用功为W有=Gh=300N×1m=300J (3)滑轮组机械效率为 η==83.3% 【例题2】(2021福建二模)如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为________J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____(结果保留一位小数)。 【答案】(1)1800J(2)83.3% 【解析】(1)W总=Fs=600N×3m=1800J (2)W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J η=W有用×100%/W总=1500J×100%/1800J≈83.3% 【例题3】(2020黑龙江龙东农垦森工)如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N．求： (1)物体上升的高度； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率。 【答案】(1)物体上升的高度为0.5m； (2)滑轮组的机械效率为90%； (3)拉力的功率为90W。 【解析】(1)由v＝可得，物体上升的高度： h＝vt＝0.1m/s×5s＝0.5m； (2)由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3， 滑轮组的机械效率： η＝＝＝＝＝×100%＝90%； (3)拉力端移动距离s＝3h＝3×0.5m＝1.5m， 总功：W总＝Fs＝300N×3h＝300N×1.5m＝450J， 拉力的功率：P＝＝＝90W。 临门一脚预测练 一、选择题 1．(2021衡阳模拟)如图所示，工人用150N的拉力通过滑轮组吊起质量为20kg的箱子。若箱子被匀速竖直提升了2m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，则(　　) A．箱子的重力势能增大 B．动滑轮的重力为100 N C．工人施加的拉力做的功为300 J D．滑轮组的机械效率为66.7% 【答案】ABD 【解析】(1)重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大； (2)知道箱子的质量，根据G=mg求出重力，由图可知，滑轮组绳子的有效股数，利用F=(G+G动)求出动滑轮的重力； (3)由图可知绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功； (4)根据W=Gh求出有用功，然后根据η=求出此滑轮组的机械效率。 A．箱子被匀速提升，高度增加，质量不变，重力势能增加，故A正确； B．箱子受到的重力： G=mg=20kg×10N/kg=200N； 由图可知，n=2，则由F=(G+G动)可得动滑轮的重力： G动=nF﹣G=2×150N﹣200N=100N；故B正确； C．由图可知，n=2，绳端移动的距离s=nh=2×2m=4m， 工人做的总功：W总=Fs=150N×4m=600J；故C错误； D．有用功：W有=Gh=200N×2m=400J 滑轮组的机械效率：η==≈66.7%．故D正确。 2.(2020四川南充)如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N(不计绳重和摩擦)，B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F。下列说法正确的是(　　) A. B匀速下降时，物体A受到3N的摩檫力 B. 拉力F的大小为4N C. 拉力F的功率为3.6W D. B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J 【答案】BC 【解析】A．由图通过动滑轮绳子段数n=3，不计绳重及摩擦时，B拉A的力 FA=( GB+G动)=×(5N+1N)=2N B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，则 f=FA=2N 故A错误； B．当使物体B以0.3m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物体A的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变，所以 F=FA+f=2N+2N=4N 故B正确； C．绳子自由端移动的速度为vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s 所以拉力F的功率 P==FvA=4N×