2025年中考物理二轮复习专题计算题：机械效率

2025年中考物理二轮复习专题计算题：机械效率 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．用如图所示的滑轮组将重为500N的物体，在12s内匀速提升6m，已知拉力F的大小为200N，g取10N/kg。求： (1)绳的自由端竖直上升的速度大小； (2)在12s内滑轮组提升重物所做的有用功； (3)在提升该物体的过程中，滑轮组的机械效率。 2．一名工人用如图甲所示的滑轮组，10s内将480N的重物匀速提起5m，所用拉力是300N.(不计摩擦及绳重)求: (1)拉力做的有用功; (2)滑轮组的机械效率; (3)请在乙图上画出用该滑轮组更省力提起重物的绳子绕法; (4)若用该滑轮组以更省力的方式匀速提起330N的重物，需要多大的拉力. 3．小明利用如图所示的滑轮组，将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m，竖直向上的拉力为360N。（g取10N/kg）求： （1）拉力的功率是多大？ （2）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 4．如图，在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。 （1）有用功； （2）斜面的机械效率； （3）摩擦力的大小。 5．如图所示是同一塔式起重机的滑轮组装置，其中1、2、3均为滑轮，甲、乙、丙为钢绳绕在滑轮上的三种设计方案图． （1）用该装置吊起同一重物（钢绳未发生断裂），设计方案中不能省力的是 图，最省力的是 图（以上均选填“甲”、“乙”或“丙”）． （2）使用最省力设计方案将600 kg的重物匀速提升2m，滑轮组机械效率是80％，求滑轮组所做的有用功、总功和钢绳的拉力 ．（g取10N/ kg） 6．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N。求： （1）工人做的有用功；      （2）工人做的总功；      （3）此过程中该装置的机械效率。 7．如图所示，工人用的拉力把重的重物在内匀速提升，求： （1）工人做的有用功； （2）拉力做功的功率； （3）滑轮组的机械效率。 8．小明准备在旅游时估算登山缆车的机械效率。她从地图上查到，缆车的起点和终点的高度差为500米，索道长900米。一只缆车最大载重量为4800N，缆车的自重4000N．拖动钢缆的电动机铭牌上标有“380V  45kW”字样。管理人员说，一只缆车满载上山时，电动机的实际功率为额定功率的60%，实际测得缆车完成一次运输所用的时间为5分钟。请你计算： （1）一只缆车满载上山一次做的有用功是多少； （2）缆车的机械效率约多大； （3）钢缆的牵引力有多大？    9．如图所示，用平行于斜面的拉力，将重力为的物体沿斜面向上移动了，升高了。求： （1）拉力所做的功； （2）该斜面的机械效率； （3）物体受到的摩擦力。 10．在南宁地铁5号线的施工中，起重机在20S内将质量为的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机所做的功是。求： （1）起重机对钢材所做的有用功？ （2）起重机的机械效率？ （3）起重机对钢材做功的过程中，电动机的功率是多少？ 11．用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是400N，在这个过程中，不计绳重和摩擦，求： （1）有用功是多少？ （2）拉力做功的功率是多少？ （3）滑轮组机械效率是多少？ 12．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求： （1）动滑轮重是多少？ （2）拉力做功的功率是多少？ （3）滑轮组的机械效率是多少？ （4）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率。 13．用图所示的装置提升重为900N的物体A，动滑轮受到的重力为100N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和轮与轴间的摩擦。求： (1)物体A上升的速度v。 (2)拉力F。 (3)装置提升物体A的机械效率η。 14．用如图所示的滑轮组在20s内将重1200N的物体从地面竖直提高4m，所用的拉力是500N，在这个过程中，求： （1）有用功是多少？ （2）拉力的功率是多少？ （3）请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法。 15．如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为1500N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不计物体本身大小）。已知斜面长L=5m，高h=2m。 （1）若该过程中斜面的效率为80%，求此时物体受到的摩擦力； （2）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理二轮复习专题计算题：机械效率》参考答案 1．(1)1.5m/s；(2)3000J；(3)83.3% 【详解】(1)由图可知，滑轮组中n=3，物体的上升速度为 绳的自由端竖直上升的速度大小为 (2)在12s内滑轮组提升重物所做的有用功为 (3)拉力做的总功为 在提升该物体的过程中，滑轮组的机械效率为 答：(1)绳的自由端竖直上升的速度大小为1.5m/s； (2)在12s内滑轮组提升重物所做的有用功为3000J； (3)在提升该物体的过程中，滑轮组的机械效率为83.3%。 2． 2400J 80 150N 【详解】（1）由题知，物重480N，物体移动的距离是5m，所以拉力做的有用功：480N（2）不计摩擦及绳重，绳子的股数n,拉力做的总功：300N. 滑轮组的机械效率100．（3）如图所示： （4）用甲滑轮提升重物时，动滑轮重： 三股绳承担重物最省力，所以提起重330N的物体所用的力：F（），即F（330N120N），得F150N． 【点睛】（1）不计摩擦和绳重根据F）求出动滑轮重；（2）根据F（）求出更省的力． 3．（1）90W；（2）83.3% 【详解】解；（1）由图可知，该滑轮组动滑轮上有3段绳子承载物重，n=3，自由端端移动的距离 拉力做的总功 做功所用时间，拉力做功的功率 （2）物体的重力 做的有用功 滑轮组的机械效率 答：（1）拉力的功率是90W； （2）滑轮组的机械效率为83.3%。 4．（1）5J；（2）62.5%；（3）0.75N 【详解】解：（1）拉力做的有用功 （2）拉力F对物体做的总功 斜面的机械效率 （3）额外功为 由得，摩擦力为 答：（1）有用功为5J； （2）斜面的机械效率是62.5%； （3）摩擦力的大小为0.75N。 5． 甲 丙 1.2×104J 1.5×104J 2500N 【详解】（1）滑轮组绳子的股数越多越省力，由图可知，设计方案中甲图滑轮组只有一股绳子，不能省力，丙图绳子股数最多，最省力． （2）使用设计方案丙最省力． 已知G物=m物g=600kg×10N/kg=6000N，h=2m， 由W有用=Gh可得，滑轮组所做的有用功 根据可得，滑轮组所做的总功 由W总=Fs，所以钢丝绳的拉力 答：（1）设计方案中不能省力的是甲图，最省力的是丙图；（2）滑轮组所做的有用功、总功和钢绳的拉力分别为、、； 6． 1380J 1500J 92% 【详解】解：（1）由题可知，物重G=230N，高度h=6m，拉力F=125N，n=2，工人做的有用功 W有用=Gh=230N×6m=1380J （2）拉力移动距离 S=2h=2×6m=12m 工人做的总功 W总=Fs=125N×12m=1500J （3）该装置的机械效率 答：（1）工人做的有用功1380J； （2）工人做的总功1500J； （3）此过程中该装置的机械效率92%。 7．（1）240J；（2）30W；（3）80% 【详解】解：（1）工人做的有用功 =120N2m=240J （2）拉力做功 =Fnh=50N2m3=300J 功率 =30W （3）滑轮组的机械效率 =×100%=80% 答：（1）工人做的有用功为240J； （2）拉力做功的功率为30W； （3）滑轮组的机械效率为80%。 8．（1）2.4×106J；（2）29.6%；（3）9000N 【详解】（1）一辆缆车满载上山一次做的有用功 W有=Gh=4800N×500m=2.4×106J （2）一辆缆车满载上山一次做的总功 W总=P实t=60%×P额t=60%×45×103W×5×60s=8.1×106J 缆车的机械效率 （3）根据W=Fs，钢缆的牵引力 答：（1）一辆缆车满载上山一次做的有用功是2.4×106J； （2）缆车的机械效率约29.6%； （3）钢缆的牵引力9000N。 9．（1）400J；（2）75%；（3）20N 【详解】解：（1）根据题意可知，拉力所做的功为 （2）根据题意可知，重力所做的功为 该斜面的机械效率为 （3）根据题意可知，克服摩擦力做功为 由得 答：（1）拉力所做的功为400J； （2）该斜面的机械效率为75%； （3）物体受到的摩擦力为20N。 10．（1）9×104J；（2）45%；（3）1×104W 【详解】解：（1）钢材的重力为 匀速提升钢材时，对钢材向上的拉力等于钢材的重力，对钢材做的有用功为 （2）起重机的机械效率为 （3）电动机的功率为 答：（1）起重机对钢材所做的有用功为； （2）起重机的机械效率为45%； （3）起重机对钢材做功的过程中，电动机的功率是。 11．（1）2400J；（2）160W；（3）75% 【详解】解：（1）有用功为 （2）由图知 则拉力端移动的距离为 拉力F所做的总功为 拉力F做功的功率为 （3）滑轮组的机械效率为 答：（1）有用功是2400J； （2）拉力做功的功率是160W； （3）滑轮组的机械效率是。 12．（1）120N ；（2）60W；（3）80% ；（4）83.3% 【详解】解：（1）不计绳重和摩擦，由图可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端的拉力为 解得动滑轮的重力为 （2）由题意可知，动滑轮上有三股绳子承重，则绳子自由端的移动距离s为物体上升高度h的三倍，即 s=3h=3×2m=6m 绳子自由端的移动速度为 故由P=Fv可得，拉力做功的功率为 P=Fv=200N×0.3m/s=60W （3）由题意可知，滑轮组所做的有用功为 W有=Gh=480N×2m=960J 所做的总功为 W总=Fs=200N×6s=1200J 故滑轮组的机械效率为 （4）当提升600N重的物体时，此时绳子自由端的拉力为 故此时滑轮组的机械效率为 答：（1）动滑轮重是120N； （2）拉力做功的功率是60W； （3）滑轮组的机械效率是80%； （4）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率约为83.3%。 13．(1) 0.2m/s；(2) 500N；(3) 90% 【详解】(1)物体A上升的速度为 (2)由图可知，n=2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力 F=( G+G动)= ×(900N+100N)=500N (3)拉力做的有用功 W有=Gh=900N×2m=1800J 拉力端移动距离 s=2h=2×2m=4m 拉力做总功 W总=Fs=500N×4m=2000J 提升物体A的机械效率 η==90% 答：(1)物体A上升的速度是0.2m/s； (2)拉力是500N； (3)装置提升物体A的机械效率是90%。 14．（1）4800J；（2）400W；（3）增大提升物体的重力、减小摩擦、减小动滑轮的重力 【详解】解：（1）拉力F所做的有用功为 （2）由图中，滑轮组由4段绳子承担物重，拉力F移动的距离为 拉力F所做的总功为 拉力F做功的功率为 （3）增大提升物体的重力、减小摩擦、减小动滑轮的重力，都可以提高滑轮组的机械效率。 答：（1）有用功是4800J； （2）拉力做功的功率是400W； （3）增大提升物体的重力、减小摩擦、减小动滑轮的重力。 15．（1）150N；（2）增大 【详解】解：（1）由题意知，将物体推到斜面顶部过程中，所做的有用功 W有=Gh=1500N×2m=3000J 所做的总功 额外功 W额=W总-W有=3750J-3000J=750J 物体受到的摩擦力 （2）若斜面是光滑的，则整个过程中所做的总功与有用功相等，即 FL=Gh 推力 斜面倾斜角度增大时，h与L的比值增大，所以推力F增大。 答：（1）此时物体受到的摩擦力为150N； （2）随着斜面倾斜角度的增大，推力F也增大。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$