专项练习：机械效率---【综合】滑轮+斜面 ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

九年级物理题型专项练习： 机械效率---【综合】滑轮+斜面 1．如图所示，斜面长L＝12.5m，斜面高h＝4m物体A重力为200N，物体B的重力为500N，B在A的拉力作用下从斜面底端匀速上升到斜面顶端不计绳与滑轮间的摩擦，求： （1）此过程中，拉力对B所做的功； （2）斜面的机械效率； （3）B与斜面间的摩擦力大小。 2．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将质量是100kg，底面积为0.1m2的物体沿斜面由底端匀速地拉到顶端，工人所用的拉力F始终与斜面平行，斜面长是10m，高为6m，物件对斜面的压强为8000Pa，动滑轮重200N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，物体与斜面之间的摩擦力始终为其重力的k倍，g取10N/kg。求： （1）物件对斜面的压力F压； （2）若工人所用拉力F的大小为410N，求此时装置的机械效率及物体与斜面间的摩擦力； （3）若某工人的拉力最大为515N，则他能拉起最大重力为多少N的物体。 3．如图所示，是由斜面和一个滑轮组成图示装置，已知斜面的长度为5m，高为3m．细绳自由端的拉力是50N，将重为100N的物体在5s内从斜面的底部匀速拉到斜面顶端．在此过程中： （1）拉力作用点移动的速度是多大？ （2）拉力所做的功及功率各是多大？ （3）装置的机械效率是多少？ 4．工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到斜面的顶端（如图所示），斜面高2m，长4m，物体重500N，平行于斜面的拉力F为200N，所用时间为20s．在此过程中，物体的动能 （选填“增大”“减小”或“不变”），拉力的功率为 W． 5．如图所示，已知斜面长10m、高4m，绳端拉力为50N，利用这个滑轮装置将重为100N的物体在10s内从斜面的底端匀速拉到顶端，则拉力的功率是 ，箱子和斜面间的摩擦力为 （滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计） 6．如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的．若斜面的长L与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G的之比为 ． 7．工人用图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上，斜面长12m，高6m，工人的拉力为400N，此过程工人所做的总功为 J，该装置的机械效率为 ，若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，物体与斜面间的摩擦力为 N。 8．工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜面的拉力200N，所用时间10s．在此过程中，物体动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．拉力的功率为 W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为 ．    9．如图所示，工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜面的拉力为200N，所用时间为10s。在此过程中，物体的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），拉力的功率为 W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为 。    10．如图所示，为了将小车运送到平台上，工人将绳子一端固定在A处，在B处通过连接在小车上的滑轮，施加150N的拉力使小车沿斜面匀速运动，已知斜面长5m，高2m，小车重600N，两股绳子均与斜面平行（不计绳重、绳与滑轮间的摩擦），整个过程中工人做的功是 ，该斜面的机械效率是 。    试卷第2页，共3页 试卷第3页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．（1）2500J；（2）80%；（3）40N 【详解】解：（1）由图可知，物体A用细绳跨过定滑轮与物体B连起来。在A的作用下，B由斜面底端被匀速拉上顶端，因此绳对B的拉力的大小等于物体A的重力，即 拉力对B做的功 （2）克服B的重力做的有用功 则机械效率 （3）拉力做的额外功 由可得，B与斜面间的摩擦力大小为 答：（1）此过程中，拉力对B所做的功为2500J； （2）斜面的机械效率为80%； （3）B与斜面间的摩擦力大小为40N。 2．（1）800N；（2）73.2%，100N；（3）1300N 【详解】解：（1）物件对斜面的压力为 F压=pS=8000Pa×0.1m2=800N （2）工人通过动滑轮沿斜面将物体从斜面底端拉至顶端，绳端移动的距离等于斜面长的2倍，即绳端移动的距离为 s=2l=2×10m=20m 工人做的总功为 W总=Fs=410N×20m=8200J 物体的重力为 G=mg=100kg×10N/kg=1000N 工人做的有用功为 W有=Gh=1000N×6m=6000J 整个装置的机械效率为 工人克服动滑轮重做的功为 W动=G动h=200N×6m=1200J 工人克服物体与斜面间的摩擦力做的额外功为 W摩擦=W总-W有-W动=8200J-6000J-1200J=1000J 物体与斜面间的摩擦力为 （3）由题意知f=kG，则k的值为 当某工人的拉力最大为515N时，由 W总1=F1s W有=G1h W摩擦1=f1l=0.1G1l W摩擦1=W总1-W有1-W动 可得 0.1G1l=2F1l-G1h-1200J 代入数据 0.1×10m×G1=2×515N×10m-6m×G1-1200J 解得最大物重为：G1=1300N。 答：（1）物件对斜面的压力F压为800N； （2）若工人所用拉力F的大小为410N，此时装置的机械效率为73.2%，物体与斜面间的摩擦力为100N； （3）若某工人的拉力最大为515N，则他能拉起最大重力为1300N的物体。 3．（1）拉力作用点移动的速度是2m/s； （2）拉力所做的功为500J，功率是100W； （3）装置的机械效率是60% 【详解】试题分析：（1）物体沿斜面上升的速度v===1m/s， 由图知，拉动滑轮绳子段数n=2， 所以动力作用点移动的速度vF=2v=2m/s； （2）拉力所做功： W总=Fs=50N×2×5m=500J， 拉力的功率： P===100W； （3）拉力对重物所做的功： W有=Gh=100N×3m=300J， 机械效率： η=×100%==×100%=60%． 答：（1）拉力作用点移动的速度是2m/s； （2）拉力所做的功为500J，功率是100W； （3）装置的机械效率是60%． 4． 不变 80 【详解】[1]将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变． [2]图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离为：s＝2L＝2×4m＝8m； 拉力做功为：W总＝Fs＝200N×8m＝1600J； 拉力的功率为：； 5． 100W 60N 【分析】根据动滑轮的特点由s′=2s求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力的功，根据功率的公式求出拉力的功率；由W有用=Gh求出拉力做的有用功，根据W额外=W总-W有用求出拉力做的额外功，因滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，故克服箱子和斜面间的摩擦力做的功为额外功，根据W额外=fs求出箱子和斜面间的摩擦力． 【详解】斜面长s=10m，斜面高h=4m，绳端拉力为F=50N，物体重为G=100N，时间t=10s；根据动滑轮的特点，绳端移动的距离：s′=2s=2×10m=20m， 拉力做的功：W总=Fs′=50N×20m=1000J， 拉力的功率：； 所做有用功：W有用=Gh=100N×4m=400J， 所做的额外功：W额外=W总-W有用=1000J-400J=600J， 因滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，所以克服箱子和斜面间的摩擦力做的功为额外功，由W额=fs可得箱子和斜面间的摩擦力：． 6．5：16 【详解】由题知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，拉力移动的距离：s＝2L，∵L＝2h，∴s＝4h，使用该装置做的有用功：W有用＝Gh，使用该装置做的总功：W总＝Fs＝4Fh，∵η＝＝＝＝80%，∴F：G＝5：16． 7． 4800 75% 100 【详解】[1][2][3]在此过程中工人所做的总功为 工人所做的有用功为 则机械效率为 若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，物体与斜面间的摩擦力做的额外功为 则 8． 不变 增大 80 62.5% 【分析】影响动能的因素为：质量、速度．而影响重力势能的因素为：质量、高度．运用公式，求出总功，再运用，可求功率．运用公式，求出有用功，再运用机械效率的公式，可求出η． 【详解】（1）将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变． （2）物体沿斜面升高，质量不变，高度变大，所以其重力势能增大． （3）图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离为： ； 拉力做功为： ； 拉力的功率为： （4）此过程的有用功为： ； 这个装置的机械效率为： ； 【点睛】明确影响动能和重力势能的因素，熟练运用功、功率、机械效率的计算公式；关键是灵活运用公式即可解答此题． 9． 不变 80 62.5% 【详解】[1]动能的大小与质量和速度有关，物体匀速拉动时，速度不变，动能不变。 [2]根据动滑轮的特征，拉力F移动的距离为 拉力所做的总功为 拉力的功率为 [3]把物体拉到顶端做的有用功为 整个装置的机械效率为 10． 【详解】[1][2]由图知，小车上的滑轮是一个动滑轮，绳端移动的距离等于斜面长的两倍，即 工人做的总功 克服小车重力做的有用功 斜面的机械效率 答案第6页，共6页 答案第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $$