2025年中考物理一轮复习提升训练：简单机械及机械效率计算题

2025年中考物理一轮复习提升训练：简单机械及机械效率计算题 1．小宇想把一个重1000N的物体搬到高2m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），如图甲所示。小宇用力把物体拉至车厢上，物体沿木板移动距离s与拉物体所用时间t的图像如图乙所示，则： (1)30s内做的有用功是多少？ (2)若物体与木板间的摩擦力为200N，斜面的机械效率是多少？（计算结果保留至0.1%） (3)30s内拉力的功率是多少？ 2．如图所示，工人用力将重为1000N的物体在10s内匀速提升2m，拉力F的功率为250W。求： (1)滑轮对物体做的有用功； (2)动滑轮的机械效率； (3)拉力F的大小 3．在建筑工地，电动机利用滑轮组提升水泥的情景如图所示。某次提升水泥的过程中，电动机功率为1200W，用30s的时间，将8袋水泥一起匀速提升6m，已知电动机牵引绳子的拉力F为2400N，每袋水泥质量为50kg。g取10N/kg，吊篮和绳子的质量忽略不计。求： (1)拉力F做功的功率； (2)电动机的效率； (3)滑轮组的机械效率（百分号前保留1位小数）。 4．用如图所示的滑轮组在5s内将一个重300N的物体匀速提升2m，所用的拉力F为125N，不计绳重及摩擦，求： (1)滑轮组做的有用功； (2)拉力做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 5．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中的物体匀速提升至空中，绳子自由端的拉力F与绳子自由端移动的距离的关系图象如图乙所示，其物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为，不计绳重、摩擦和水的阻力。（，g取）求： (1)物体在空中上升2m，小雨做的功； (2)动滑轮的重力； (3)物体的密度。 6．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速起吊450kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。 (1)使物体上升3m，所做的有用功是多少； (2)拉力F所做的总功是多少； (3)绳端的拉力F是多大？ 7．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。用平行于斜面F=120N的拉力，将重力为G=200N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求： (1)拉力做功的功率P； (2)该斜面的机械效率η；（百分号前结果保留一位小数） (3)物体受到的摩擦力f。 8．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重的物体时，物体5s内上升了6m，作用在自由端拉力的功率为6.3kW（g取）。问： (1)此过程中所做的有用功为多少J？ (2)滑轮组机械效率是多大？ 9．如图为某型叉车，可对货物进行装卸、短距离运输等作业。某次作业时，叉车在10s时间内将重为的石材匀速举高1.8m。求：该过程中： (1)叉车对石材做了多少功? (2)若叉车发动机做了的功，则发动机的功率为多少? (3)叉车的机械效率为多少? 10．为了省力，装修工人用如图所示的斜面装置向二楼运送装饰材料。已知该斜面长为8m，高为4m，且固定不动。运送材料时，工人用100N的力拉绳子，将装饰材料在20s内沿斜面由底端拉到顶端。求： (1)工人拉力做的功； (2)若该装置的机械效率为80%，则装饰材料的重力。 11．在日常生活中经常会使用斜面装运货物。如图所示，工人在车尾斜搭一块木板，用平行于斜面的推力，将100kg的货物沿木板由斜面底端匀速推到顶端。已知斜面长，高，g取10N/kg，求： (1)推力所做的总功； (2)该斜面的机械效率； (3)物体受到的摩擦力大小。 12．某起重机的滑轮组结构如图所示，某次工作中，起重机将重为的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，用时50s，滑轮组的机械效率为80%。求： (1)克服钢板重力做的功； (2)提升过程所做的总功； (3)钢丝绳的拉力。 13．杠杆的历史，如同一部波澜壮阔的史诗，诉说着人类智慧与技术的不断进步。自从古希腊科学家阿基米德首次提出杠杆原理，这一简单机械便以其独特的魅力，引领着人类探索物理世界的奥秘。如图所示，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕O点转动，在距O点40cm的B端悬挂有一质量为12kg，边长为20cm的匀质正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求： (1)合金块M的密度； (2)A端施加的竖直向下的拉力多大； (3)若将M完全浸没在某种液体中，杠杆仍在水平位置平衡，此时A端施加的竖直向下拉力，求该液体的密度． 14．如图所示质量分布均匀，可绕O点转动的杠杆自重G0=10N，C为杠杆的中点，现在杠杆B点挂一重为G=4N的物体。已知OA=1.6m，OB=0.4m。（忽略摩擦） (1)若用作用在A点且始终竖直向上的力F，将重物竖直匀速提升0.1m时，力F所做的功的大小。 (2)求此时杠杆的机械效率。 (3)若将此重物的悬挂点从B点移动到C点，力F依然作用在A点，方向也始终保持竖直向上不变，将同样的重物竖直匀速提升相同的高度，则此时杠杆的机械效率 （填“提高”“降低”或“不变”），请说明你的理由（需写出相应的公式并对其进行说明）。 15．如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时，物体上升5m用时3s，滑轮组的机械效率是80%，（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）求： (1)所做的有用功是多少J； (2)拉力的功率； (3)若提起900kg的重物，则此时的滑轮组的机械效率。 16．如图所示，一建筑工人用滑轮组向高H=6m的三楼阳台上运送建筑材料，滑轮组的定滑轮固定在三楼阳台上面的天花板外缘。若工人用F=750N的力拉绳子，将重为G=1350N的建材在t=40s内匀速竖直的由地面提升到三楼阳台上，不计建材和滑轮组长度，忽略绳的重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取10N/kg。求： (1)工人拉力的功率P； (2)滑轮组装置的机械效率η； (3)滑轮组中动滑轮的重力G动； 17．如图所示，一个重力为8N，密度为8×103kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长0.1m，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体，OB长0.34m，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： (1)合金块的体积； (2)A端受到绳子的拉力大小； (3)该液体密度为多少？ 18．如图是一种塔式起重机上的滑轮组，现用它匀速起吊质量为600kg的物体时，拉力F为2500N，物体上升4m所用的时间为10s， g取10N/ kg。求： (1)所做的有用功是多少？ (2)拉力F的功率是多少？ (3)滑轮组的机械效率是多少？ 19．北京冬奥会开幕式既展现当代中国形象又富有冬奥特色，给世界留.下美好的奥运记忆。在北京冬奥会场部建设过程中，某建筑工人使用了如图所示的装置运送建筑材料，这位建筑工人的重力为600N，当篮内的建筑材料质量为16kg时，人对绳子的拉力为110N。吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，不计吊篮重、绳重和摩擦。求： (1)绳子自由端移动的距离。 (2)人的拉力做功的功率。 (3)动滑轮的重力。 (4)用此滑轮组运送建筑材料时，滑轮组的机械效率的最大值是多少? 20．泗阳桃园路大桥建设正在进行，施工现场使用一台质量20t起重机将重为1.8×104N的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s，所做的额外功是7.2×104J。g取10N/kg，求： (1)起重机做的有用功； (2)起重机做的总功； (3)起重机的机械效率； (4)起重机做功的功率。 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1) (2) (3) 【详解】（1）使用斜面的目的是将物体抬高一定的高度，有用功为克服重力做的功，小宇30s已经将物体移到了车厢内，重1000N的物体被太高了2m，则有用功是 （2）额外功来自于木板与物体之间的摩擦力做的功，若物体与木板间的摩擦力为200N，物体在斜面上总共运动了5m，则额外功为 拉力对物体做的总功 斜面的机械效率是 （3）30s内拉力做的功，即为总功，则拉力做功的功率 2．(1)2000J (2)80% (3)625N 【详解】（1）重为1000N的物体提升2m，做的有用功是 （2）拉力F的功率为250W，提升10s做的总功是 动滑轮的机械效率是 （3）有两根绳子与动滑轮连接，故拉力移动的距离是4m，拉力F的大小是 3．(1)960W (2)80% (3)83.3% 【详解】解：（1）由图可知滑轮组中动滑轮上的绳子段数n＝2，绳子自由端移动的距离为 s＝nh＝2×6m＝12m 拉力F做功为 W＝Fs＝2400N×12m＝28800J 拉力F做功的功率为 （2）电动机的效率为 （3）物体的重力为 G＝mg＝8×50kg×10N/kg＝4000N 滑轮组的机械效率为 答：（1）拉力F做功的功率为960W； （2）电动机的效率为80%； （3）滑轮组的机械效率为83.3%。 4．(1)600J (2)150W (3)80% 【详解】（1）滑轮组对物体做的有用功是 W有=Gh=300N×2m=600J （2）由图可知n=3，则绳子自由端移动距离 s=2h=3×2m=6m 拉力做的总功 W总=Fs=125N×6m=750J 拉力做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 5．(1)1800J (2)90N (3) 【详解】（1）由图甲知道，绳子承重段数，物体在空中上升2m，由图乙知道，在空中的绳子自由端的拉力 小雨做的功 （2）有用功 物体的重力 动滑轮的重力 （3）由图乙知道，物体浸没在水中时，拉力 物体所受浮力 物体的体积 物体的质量 物体的密度 6．(1) (2) (3)2500N 【详解】（1）使物体上升3m，所做的有用功是 （2）拉力F所做的总功是 （3）绳端的拉力F是 7．(1)120W (2)66.7% (3)40N 【详解】（1）拉力做功的功 拉力做功的功率 （2）有用功为 斜面的机械效率 （3）物体受到的摩擦力做功为额外功 物体受到的摩擦力 8．(1)2.52×104J (2)80% 【详解】（1）此过程中所做的有用功为 （2）拉力做的总功 W总=Pt=6300W×5s=3.15×104J 滑轮组的机械效率 9．(1) (2) (3)60% 【详解】（1）叉车对石材做的功为 （2）根据可得，发动机的功率为 （3）叉车的机械效率为 10．(1) (2) 【详解】（1）图中连接动滑轮绳子的股数是2股，则绳末端移动的距离为 工人拉力做的功为 （2）该装置的机械效率为80%，做的有用功为 则装饰材料的重力为 11．(1)4000J (2)75% (3)125N 【详解】（1）推力做的功为 （2）货物的重力 有用功 该斜面的机械效率为 （3）额外功为 物体受到的摩擦力为 12．(1)； (2)； (3) 【详解】（1）克服钢板重力做的功为 （2）提升过程所做的总功为 （3）如图，由4段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 钢丝绳的拉力为 13．(1) (2)40N (3) 【详解】（1）合金块M的密度为 （2）由杠杆平衡条件可知 则 （3）若将M完全浸没在某种液体中，杠杆仍在水平位置平衡，此时A端施加的竖直向下的拉力，则 即 解得。将M完全浸没在某种液体中，M排开液体的体积等于自身体积，由公式可知，该液体的密度为 14．(1)2.4J (2)16.7% (3)变大 【详解】（1）物体挂在杠杆上，杠杆受到的阻力等于物体的重力和杠杆的重力，由杠杆平衡条件可得 4N×0.4m+10N×0.8m=F×1.6m 解得 将重物竖直匀速提升0.1m时，根据比例关系可知，竖直向上的力F上升的距离为s=0.4m， （2）设物体、杠杆上升的高度分别为h1、h2，根据数学知识可知，有 竖直匀速提升时杠杆的机械效率为 （3）将此重物的悬挂点从B点移动到C点，力F依然作用在A点，方向也始终保持竖直向上不变，将同样的重物竖直匀速提升相同的高度，因为杠杆升高的高度变小，故克服重力做功的变小，再做相同的有用功时，额外功变小，根据 可知，故杠杆的机械效率变大。 15．(1)3×104 (2)12500W (3)85.71％ 【详解】（1）所做的有用功是 （2）由得，拉力的总功为 拉力的功率 （3）由图得 拉力移动的距离为 由得，拉力为 不计绳重和摩擦，拉力 动滑轮的重力为 若提起900kg的重物，则此时的滑轮组的机械效率 16．(1)225W (2)90% (3)150N 【详解】（1）物体运动速度为 绳子移动速度为 工人拉力的功率为 （2）滑轮组装置的机械效率为 （3）由可知，动滑轮的重力为 17．(1)1×10-4m3 (2)6.8N (3)1.2×103kg/m3 【详解】（1）合金块的体积 （2）根据杠杆的平衡条件GB×OB=F×OA可知，A端受到绳子的拉力大小 （3）合金物体所受浮力 F浮=G-F=8N-6.8N=1.2N 该液体密度 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）所做的有用功是 （2）由3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 拉力F做的功是 拉力F的功率是 （3）滑轮组的机械效率是 19．(1)6m (2)66W (3)60N (4) 【详解】（1）由图可知绳子的有效段数n=2，吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，绳子通过的距离为 s绳=nh=2×3m=6m （2）则人的拉力做的功为 W总=Fs=110N×6m=660J 人的拉力做功的功率为 （3）建筑材料的重力为 G=mg=16kg×10N/kg=160N 根据 动滑轮重 G动=2F-G=2×110N-160N=60N （4）依题意，人所能施加的最大拉力等于人的重力，即 Fmax=G人=600N 则提升物体的最大重力为 Gmax=2Fmax-G动=2×600N-60N=1140N 当提升物体的重力最大，该滑轮组有最大机械效率，机械效率的最大值为 20．(1)1.08×105J (2)1.8×105J (3)60% (4)3000W 【详解】（1）由题意可知，重物被提升的高度为 h=vt=0.1m/s×60s=6m 起重机做的有用功为 W有用=Gh=1.8×104N×6m=1.08×105J （2）起重机做的总功为 W总=W有用+W额外=1.08×105J+7.2×104J=1.8×105J （3）起重机的机械效率为 （4）起重机做功的功率为 学科网（北京）股份有限公司 $$