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 一、机械效率的夯实基础 1．在施工时，为将一批建材运到10m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。工人每次匀速提升一箱质量为40kg的建材，所用的拉力是250N，不计绳重和摩擦。（g取10N/kg）求： （1）该滑轮组的机械效率； （2）在某次提升中用了10s，拉力做功的功率。    2．如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小；求： (1)0～2s拉力F所做的功是多少？ (2)2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少？ (3)2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？ 3．有一块长5m的木板，现用它做一个斜面，已知斜面与水平面夹角为30，物体重450N，现将这个物体沿斜面推到高2m的位置，斜面的机械效率为75%。求 (1)推力做的有用功； (2)推力大小； (3)物体受斜面的阻力。 4．工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000 N，体积为8.0×10-2 m3，水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计，g取10N/kg。求： (1)物体A完全在水面下时受到的浮力； (2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力； (3)工人对绳子竖直向下的拉力F； (4)滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。 5．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的货物，所用的拉力F为750N，重物在50s内被提升2m，在此过程中求： （1） 人所做的有用功 （2）滑轮组的机械效率 （3）人做功的功率 二、机械效率的能力提升 6．用如图示的滑轮组把建筑材料提起来。卷扬机拉动钢丝绳把1200N的建筑材料竖直匀速提升1m，此过程中，滑轮组的机械效率为80%，已知卷扬机的功率是300W。 求：（1）有用功W有； （2）物体上升的速度v物。 7．用如图所示的滑轮组将重为的物体匀速提升。若所用的拉力为。求 (1)拉力所做的功。 (2)该滑轮组的机械效率（g=10N/kg）。 8．如图所示，小明家装修房子时在楼上安装了一个滑轮组，将水泥从地面送上楼。他用300N的力拉动绳子，将一袋50kg的水泥匀速提升了2m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）水泥所受的重力； （2）小明做的有用功； （3）此过程中滑轮组的机械效率； （4）动滑轮的重力。    9．如图所示，工人用滑轮组拉着重600N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了10s，工人对绳子向下的拉力为350N，不计绳重和摩擦。求： （1）动滑轮重； （2）滑轮组的机械效率； （3）拉力的功率； （4）若物重为900N，此时的机械效率为多少。 10．如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在6s内竖直上升了3m，人拉绳的力为250N（不计绳重及摩擦）。求： （1）对重物做的有用功是多少？ （2）人拉绳子做功的功率是多少？ （3）如果用此滑轮组匀速提升一个重为500N的物体，则滑轮组的机械效率是多少？ 三、机械效率的综合 11．斜面是一种人们日常生活中常用的省力机械。如图甲所示，一个质量为80kg、底面积为1600cm2的木箱平放在水平地面上。小明利用如图乙所示长3m、高1.5m的斜面将木箱匀速拉到车厢上，沿斜面向上的拉力F为500N，所用时间为10s。（g取10N/kg）求： （1）木箱平放在水平地面上时，木箱对地面的压强是多大？ （2）小明将木箱拉到车厢上时，拉力做功的功率是多大？ （3）该斜面的机械效率是多少？ （4）木箱受到的摩擦力是多大？    12．如图所示，为一滑轮组，在竖直拉力F=200N的作用下，提着重物G匀速上升，在内，力F下降了1.6m，如果忽略绳重与摩擦阻力，试求： (1)重物G上升的速度为多大？ (2)如果此时该滑轮组的效率为90%，则所提重物的重力为多大？ (3)若工人重600N，绳子可承受最大拉力500N，求人拉滑轮组的最大机械效率？ 13．课外活动小组模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若小富用250N的拉力在20s内将400N的材料提升了10m（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg）。求： （1）拉力的功率是多少？ （2）此滑轮组的机械效率是多少？     14．活动课上，小红同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在10s内将一个质量为40kg的立方体形物体，沿着水平地面匀速拉动了2m，立方体的底面积为100cm2。人的拉力为50N，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，不计绳重及机械的摩擦。(g=10N/kg)求： (1)未拉动物体时，物体对水平地面的压强； (2)拉力做功的功率； (3)该滑轮组的机械效率。 15．如图所示，用滑轮组提起重900N的物体，绳子自由端拉力F为400N，重物在20s内匀速升高了10m。求： (1)该过程中做的有用功； (2)滑轮组的机械效率。 试卷第4页，共6页 试卷第5页，共6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）80%；（2）500W 【详解】解：（1）建材重力 G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N 所做的有用功 W有用＝Gh＝400N×10m＝4000J 由图知，承担物重绳子的股数n＝2，拉力端移动距离 s＝2h＝2×10m＝20m 拉力做的总功 W总＝Fs＝250N×20m＝5000J 滑轮组的机械效率 （2）拉力做功的功率 答：（1）该滑轮组的机械效率为80%； （2）在某次提升中用了10s，拉力做功的功率为500W。 2．(1)2400J (2)2000W (3)100N 【详解】（1）由图乙知道，0～2s的拉力F1 为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度h1=4m；由图甲知道，n=2，拉力端移动距离 0～2s拉力F做的功 （2）由图乙知道，2～4s的拉力F′=250N；由图丙知道，2～4s物体升高的高度 拉力端移动距离 2～4s卷扬机所做的功为 拉力F的功率 （3）由知道，拉力做的有用功 拉力做的额外功 不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，由W额=G动h知道。动滑轮的重力 3．(1)900J；(2)300N；(3)75N 【详解】(1)推力做的有用功为 W有＝Gh＝450N×2m＝900J (2)斜面与水平面夹角为30，h＝2m，则物体沿斜面运动的距离为 s＝2h＝2×2m＝4m 由得 由W总＝Fs得推力大小为 (3)推力做的额外功为 W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J 由W额＝fs得阻力为 答：(1)推力做的有用功为900J； (2)推力大小为300N； (3)物体受斜面的阻力为75N。 4．(1)800N；(2)200N；(3)620N；(4)80.6% 【详解】(1)因物体A完全在水面下，排开水的体积和自身的体积相等，所以，受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.0×10-2m3=800N 受到的浮力为800N。 (2)因物体A完全在水面下被匀速提升，所以，受到绳子的拉力和物体的重力、浮力构成平衡力，即 F拉+F浮=GA 则绳子的拉力 F拉=GA-F浮=1000N-800N=200N 物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N。 (3)当物体A完全在水面上下被匀速提升的过程中，以动滑轮为研究对象，物体A的拉力和绳子对它的拉力、动滑轮的重力构成平衡力，则动滑轮的重力 G动=nF人-F拉=2×220N-200N=240N 物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，工人对绳子向下的拉力 工人对绳子竖直向下的拉力为620N。 (4)滑轮组的机械效率 滑轮组的机械效率为80.6%。 答：(1)物体A完全在水面下时受到的浮力为800N； (2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N； (3)工人对绳子竖直向下的拉力F为620N； (4)滑轮组的机械效率η为80.6%。 5．2400J   80%    60W 【详解】试题分析：解： （1）人做的有用功为W有用=Gh=1200N×2m=2400J （2）绳子拉下的长度为S=2h=2×2m=4m 拉力做的功为W总=FS=750N×4m=3000J 滑轮组的机械效率为 （3）人做功的功率为 答： （1）人做的有用功为2400J； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）人做功的功率为60W． 考点：滑轮组的机械效率 6．（1）1200J；（2）0.2m/s 【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，有用功 W有=Gh=1200N×1m=1200J （2）总功 建筑材料被提升1m所用的时间 物体上升的速度 答：（1）有用功是1200J； （2）物体上升的速度是0.2m/s。 7．(1)；(2) 【详解】解：(1)由图可知滑轮组上绳子的段数，拉力通过的距离 拉力所做的总功为 (2)所做的有用功为 滑轮组的机械效率为 。 答：(1)拉力所做的功； (2)滑轮组的机械效率是。 8．（1）500N；（2）1000J；（3）83.3%；（4）100N 【详解】解：（1）已知水泥的质量为50kg，g取10N/kg，根据重力公式，可知，水泥所受的重力为 水泥所受的重力为500N。 （2）由（1）解析可知，水泥所受的重力为500N，被匀速提升了2m，小明做的有用功，为克服水泥自身重力所做的功，即 小明做的有用功为1000J。 （3）从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，水泥被匀速提升了2m，则绳端移动的距离为水泥提升高度的两倍，即4m，拉绳子的力为300N，小明做的总功为 由（2）解析可知，小明做的有用功为1000J，根据机械效率的公式可知，此过程中滑轮组的机械效率为 此过程中滑轮组的机械效率约为83.3%。 （4）由（2）（3）解析可知，小明做的有用功为1000J，做的总功为1200J，而总功为有用功和额外功之和，额外功大小为 不计绳重和摩擦，额外功为克服动滑轮重力所做的功，则动滑轮的重力为 动滑轮的重力为100N。 答：（1）水泥所受的重力为500N； （2）小明做的有用功为1000J； （3）此过程中滑轮组的机械效率约为83.3%； （4）动滑轮的重力为100N。 9．（1）100N；（2）85.7%；（3）70W；（4）90% 【详解】解：（1）由图知，动滑轮上绳子的段数n=2，不计绳重及摩擦，由 F=(G物+G动) 可得动滑轮的重力 G动=2F-G物=2×350N-600N=100N （2）滑轮组的机械效率 η== == = =85.7% （3）拉力F的功率为 P=== Fv绳=F×2v物=350N×2×0.1m/s=70W （4）若物重为900N，此时的机械效率为 η′== = = =90% 答：（1）动滑轮重100N； （2）滑轮组的机械效率85.7%； （3）拉力的功率为70W； （4）若物重为900N，此时的机械效率为90%。 10．（1）1200J；（2）250W；（3）83.3% 【详解】（1）对重物做的有用功 （2）由图知，绳子承重段数n＝2，拉力端移动距离 拉力做的总功 拉力做功的功率 （3）不计绳重及摩擦，拉力 动滑轮重 因为滑轮组的机械效率 所以用此滑轮组匀速提升一个重为500N的物体时，滑轮组的机械效率 答：（1）对重物做的有用功是1200J； （2）人拉绳子做功的功率是250W； （3）如果用此滑轮组匀速提升一个重为500N的物体，滑轮组的机械效率约为83.3%。 11．（1）5000Pa；（2）150W；（3）80%；（4）100N 【详解】解：（1）木箱对水平地面的压力 F＝G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N 受力面积 S＝1600cm2＝0.16m2 木箱对水平地面的压强 （2）已知斜面长s＝3m，拉力做的总功 W总＝Fs＝500N×3m＝1500J 拉力做功的功率 （3）工人做的有用功 W有用＝Gh＝800N×1.5m＝1200J 斜面的机械效率 （4）额外功 W额＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J 则根据W＝fs可得摩擦力 答：（1）木箱平放在水平地面上时，木箱对地面的压强是5000Pa； （2）小明将木箱拉到车厢上时，拉力做功的功率是150W； （3）该斜面的机械效率是80%； （4）木箱受到的摩擦力是100N。 12．(1)0.08m/s (2)360N (3)96% 【详解】（1）由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=2，重物上升的高度为 重物G上升的速度为 （2）由滑轮组的机械效率 可得，重物的重力为 （3）忽略绳重与摩擦阻力，则有 所以动滑轮的重力为 由工人的体重和绳子可承受的最大拉力可知，最大的拉力为500N，最大的物重为 该滑轮组的最大机械效率为 13．（1）250W；（2）80% 【详解】解：（1）绳子段数为n＝2，自由端移动的距离为 s＝2h＝2×10m＝20m 拉力做的总功为 W总＝Fs＝250N×20m＝5000J拉力的功率为 （2）有用功为 W有＝Gh＝400N×10m＝4000J 机械效率为 答：（1）拉力的功率是250W； （2）此滑轮组的机械效率是80%。 14．(1)4×104Pa；(2)20W；(3)80% 【详解】(1)物体所受的重力为 因为水平放置，所以物体对水平地面的接触面积为 物体对水平地面的压强为 (2)由图可知，n=2，则绳端移动的距离为 人的拉力所做的功为 拉力F做功的功率为 (3)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，所以物体受到的摩擦力为 因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对物体的拉力为 滑轮组的效率为 答：(1)未拉动物体时，物体对水平地面的压强为4×104Pa； (2)拉力做功的功率为20W； (3)该滑轮组的机械效率80%。 15．(1) 9×103J；(2) 75% 【详解】(1)提起物体所做的有用功 W有用=Gh=900N×10m=9×103J (2)由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离 s= 3h=3×10m=30m 提起物体所做的总功 W总=Fs=400N×30m=1.2×104J 滑轮组的机械效率 答：(1)该过程中做的有用功是9×103J； (2)滑轮组的机械效率是75%。 答案第10页，共10页 答案第9页，共10页 学科网（北京）股份有限公司 $$