专题突破训练十一 机械效率的理解与计算-【优课堂给力A+】2023中考总复习物理学业水平测评卷

中考物理专题突破训练　－７３－ 中考物理专题突破训练　－７４－ 专题突破训练十一　机械效率的理解与计算 类型１　竖直滑轮（组）的机械效率 １．一个工人用如图所示的滑轮组提起２０００Ｎ的货物，所用 的拉力是８００Ｎ，绳子自由端被拉下４ｍ，下面说法正确的 是 （Ｄ ） Ａ．总功是３２００Ｊ，效率是４０％ Ｂ．有用功是８０００Ｊ，效率是４０％ Ｃ．有用功是３２００Ｊ，效率是６２．５％ Ｄ．总功是３２００Ｊ，效率是６２．５％ ２．如图ａ所示是一台正在建筑工地作业的起重机，吊臂上 的滑轮组（如图ｂ）将质量为１．２×１０３ｋｇ的重物竖直匀速 提高３ｍ，拉力 Ｆ的大小为 ８０００Ｎ，则拉力 Ｆ做的功为 　７．２×１０４　Ｊ，若被提升物体匀速上升速度 ｖ＝０．１ｍ／ｓ， 则拉力Ｆ做功的功率 Ｐ＝　２．４×１０３　Ｗ，该滑轮组的机 械效率为　５０％　。（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） ３．用滑轮组匀速提升重为２０００Ｎ的物体，作用在绳子自由 端的拉力为６２５Ｎ，拉力所做的功为１２５００Ｊ，滑轮组的机 械效率为 ８０％，不计摩擦和绳重，提升重物改为重为 ３０００Ｎ的物体，那么作用在绳子自由端的拉力多大？ 解：设使用滑轮组承担物重的绳子股数为 ｎ，则拉力端移动距离 ｓ ＝ｎｈ， 由η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ＝Ｇｈ Ｆｓ ＝Ｇｈ Ｆｎｈ ＝Ｇ ｎＦ，得承担物重的绳子股数： ｎ＝Ｇ ηＦ ＝ ２０００Ｎ ８０％×６２５Ｎ ＝４， 不计摩擦和绳重，拉力Ｆ＝１４（Ｇ ＋Ｇ动）， 则动滑轮的重力：Ｇ动 ＝４Ｆ－Ｇ＝４×６２５Ｎ－２０００Ｎ＝５００Ｎ， 当提升重物改为重为３０００Ｎ的物体时， Ｆ＝ Ｇ物 ＋Ｇ动 ４ ＝３０００Ｎ＋５００Ｎ ４ ＝８７５Ｎ。 类型２　水平滑轮（组）的机械效率 ４．如图所示的滑轮组，绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为 ３ｋｇ的物体Ａ放在粗糙的水平面上，以１ｍ／ｓ的速度匀速拉 动时受到的摩擦力ｆ＝Ｇ１０，则拉力 Ｆ为　１　Ｎ；拉力 Ｆ的 功率为　３　Ｗ。（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） ５．如图所示，用一动滑轮拉一物体Ａ以０．５ｍ／ｓ的速度在水 平面匀速运动，物体Ａ重为２０Ｎ，受到的摩擦力是物重的 ０．２倍，水平拉力 Ｆ为 １０Ｎ，则在 ２ｓ内拉力做的功是 　５　Ｊ，滑轮的机械效率是　８０％　（不计滑轮重力）。 ６．工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为１． ８×１０３ｋｇ的石材放在水平地面上，在拉力Ｆ的作用下沿 水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如 图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的 ０．１倍，滑轮组的机械效率为７５％，滑轮组和绳子的自重 不计。（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ）求： （１）石材受到的阻力； （２）在石材移动１０ｓ过程中，工人做的有用功； （３）在石材移动１０ｓ过程中，工人作用在绳子自由端的拉 力Ｆ。 解：（１）石材的重力Ｇ＝ｍｇ＝１．８×１０３ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝１．８×１０４Ｎ， 石材受到的阻力ｆ＝０．１Ｇ＝０．１×１．８×１０４Ｎ＝１８００Ｎ； （２）由乙图知道，在ｔ＝１０ｓ内石材移动的距离 ｓ＝１．０ｍ，由于石 材做匀速直线运动，受到的拉力和阻力是一对平衡力，大小相 等，所以，滑轮组对石材的拉力Ｆ拉 ＝ｆ＝１８００Ｎ， 工人做的有用功Ｗ有用 ＝Ｆ拉 ｓ′＝１８００Ｎ×１．０ｍ＝１８００Ｊ； （３）由η＝ Ｗ有用 Ｗ总 知道，工人做的总功： Ｗ总 ＝ Ｗ有用 η ＝１８００Ｊ ７５％ ＝２４００Ｊ， 由图知，ｎ＝３，工人拉力端移动的距离 ｓＦ＝３ｓ′＝３×１．０ｍ＝３ｍ， 由Ｗ总 ＝Ｆｓ可得，工人的拉力：Ｆ＝ Ｗ总 ｓＦ ＝２４００Ｊ ３ｍ ＝８００Ｎ。 答：（１）石材受到的阻力为１８００Ｎ： （２）在石材移动１０ｓ过程中，工人做的有用功为２４００Ｊ： （３）在石材移动 １０ｓ过程中，工人作用在绳子自由端的拉力 为８００Ｎ。 类型３　杠杆、斜面的机械效率 ７．在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为 ２４０ｋｇ的重物搬到２ｍ高的车上，为了省力，他采用５ｍ的 长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面 向上１２００Ｎ的力，历时５ｍｉｎ将重物匀速地推到车上。关 于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） （ Ｄ ） 中考物理专题突破训练　－７５－ 中考物理专题突破训练　－７６－ Ａ．小军做的功为２４００Ｊ Ｂ．小军做功的功率为１２００Ｗ Ｃ．小军对重物做的有用功为６０００Ｊ Ｄ．此简易斜面装置的机械效率为８０％ ８．如图所示是地铁施工现场一台起重机的示意图。 （１）若起重机水平臂ＡＢ长为１８ｍ，ＯＢ长为３ｍ，把质量为 １ｔ的重物匀速提起，求Ｂ端的配重质量； （２）起重机的电动机功率恒为２．５×１０３Ｗ，当它把质量为 １ｔ的重物以０．２ｍ／ｓ的速度匀速提起２０ｍ的过程中，起重 机提起重物做功的功率和机