专题01 机械能与机械转化的机械效率计算问题-【常考必刷】 2022中考物理常考计算题之经典模型培优练习

专题01 机械能与机械能的转化模型 1．如图所示，小明用50N的力，在10s内把重为80N的物体匀速提升50cm，若不计绳重和摩擦，求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率。 【答案】（1）5W；（2）80% 【详解】 解：（1）动滑轮上绳子的股数为2，拉力做的功 拉力的功率 （2）滑轮组的机械效率 答：（1）拉力的功率5W； （2）滑轮组的机械效率80%。 2．东莞香市动物园新进了一头质量为的泰国小象，四只脚掌着地总面积为，运输过程中，工作人员利用电动起重机在内把小象匀速拉到高处的卡车上。求： （1）起重机拉起小象的速度为多少？ （2）小象四脚站立在水平地面时，对地面的压强是多少？ （3）若电动机的功率是，则这台起重机的机械效率是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】 解：（1）起重机拉起小象的速度 （2）小象受到的重力 小象四脚站立在地面时，对地面的压力 小象四脚站立对地面的压强 （3）电动机做的总功 电动起重机对小象做的功 起重机的效率 答：（1）起重机拉起小象的速度为； （2）小象四脚站立在水平地面时，对地面的压强是； （3）若电动机的功率是，则这台起重机的机械效率是。 3．如图所示，是一个工地上运建材的装置图，用滑轮组拉着重的小车A沿水平方向匀速运动，货车受到的摩擦力是货车重力的0.2倍。在内物体移动，拉力做的功为（滑轮的大小可以忽略不计），求： （1）小车A受到绳子的水平拉力； （2）拉力的大小； （3）滑轮组的机械效率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】 解：（1）货车受的摩擦力 因为货车做的是匀速直线运动，所以它受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以货车受到绳子的水平拉力 （2）从图中可知，拉力移动距离是物体移动距离的2倍，即 根据可知拉力 （3）拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 答：（1）小车A受到绳子的水平拉力为； （2）拉力的大小为； （3）滑轮组的机械效率为 4．研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。如图甲所示，一个质量分布均匀的轮轴，研究它的特点时可以忽略它的质量，将其简化成一个轻质杠大杆如图乙。已知轮半径R是轴半径r的n倍。 （1）若所提升物体的重力为G，当作用在轮上的力为F时轮轴匀速转动，不计绳重和摩擦，请证明F=； （2）若该轮轴的轴半径r=10cm，轮半径R=50cm，当施加的拉力F=120N时，使重力G=500N物体匀速上升2m，该轮轴的机械效率是多少？（百分号前保留一位小数） 【答案】（1）见解析；（2）83.3% 【解析】 【详解】 解：（1）证明：由题意可知，轮轴相当于一个杠杆，轮轴的中心是杠杆的支点，由杠杆平衡条件可知，因为轮半径R是轴半径r的n倍，所以有 （2）由题意可知，物体上升2m意味绳子绕轴的长度为2m，已知r=10cm，即r=0.1m，其周长为 轮转动的圈数为 外轮的半径为 R=50cm=0.5m 转动的长度为 轮轴的有用功为 总功为 机械效率为 答：（2）该轮轴的机械效率为83.3%。 5．装车时，工人用斜面将质量为50kg的物体由地面匀速推到斜面顶端（如图所示），所用时间为10s，斜面长为2m，高为1m，工人所用推力大小为300N，g取10N/kg。求： （1）物体所受重力； （2）推力做功的功率； （3）该斜面的机械效率；（精确到0.1%） （4）物体在斜面上受到的摩擦力的大小。 【答案】（1）500N；（2）30W；（3）83.3%；（4）50N 【解析】 【详解】 解：（1）物体所受的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N （2）推力所做的功 W总=Fs=300N×2m=600J 推力做功的功率 （3）推动物体所做的有用功 W有=Gh=500N×1m=500J 该斜面的机械效率 （4）将物体推上斜面所做的额外功 W额=W总-W有=600J-500J=100J 那么物体在斜面上所受的摩擦力 答：（1）物体所受重力为500N； （2）推力做功的功率为30W； （3）该斜面的机械效率为83.3%； （4）物体在斜面上受到的摩擦力的大小为50N。 6．水平地面上放着重为200N的正方体物块，现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图所示，已知平行于斜面的拉力为120N，物体移动的距离为2m，升高1m，求： （1）有用功； （2）斜面的机械效率； （3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。 【答案】（1）200J；（2）83.3%；（3）20N 【解析】 【详解】 解：（1）拉力做的有用功 （2）拉力做的总功 斜面的机械效率 （3）克服摩擦力所做的额外功 物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小 答：（1）有用功为200J； （2）斜面的机械效率为83.3%； （3）物块沿斜面向上滑动时所受的