2025年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算

2025年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．工人用沿斜面向上、大小为500N的推力F，将质量为80kg的货物从A点匀速推至B点；再用120N的水平推力F1使其沿水平台面匀速运动到C点；图乙为物体从A点经B点到达C点的s-t图象。（g=10N/kg）求： （1）水平推力F1做功的功率； （2）斜面的机械效率； （3）货物在斜面上运动时受到的阻力大小。    2．如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t，体积为1m3。（g取10N/kg） （1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小； （2）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力； （3）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到0.1%）。 3．如图甲所示，塔式起重机在建设美好家园中大显身手，该起重机抽象出来的物理模型如图乙所示，AB 是竖直支架，CD 是水平臂，OC段为平衡臂，C端装有配重体，OD段为吊臂。E处装有滑轮，其钢丝绳穿绳简化示意图如图丙所示，g取 10N/ kg。某次将重为8000N的货物M竖直匀速提升5m后，又将滑轮E连带货物M一起水平匀速移动10m后，滑轮E到达水平臂的D处，从而完成本次吊装任务。已知全程作用在连接起升电动机上的钢丝绳的拉力做的功为50000J，此过程中请求出： (1)起重机通过滑轮组对货物M所做的有用功是多少? (2)图丙中滑轮组的机械效率是多少? 4．工人使用了如图所示的装置将建筑材料提上高处，已知建筑材料的重力为800N，人对绳的拉力为500N，重物在拉力的作用下20s匀速上升了5m，绳重和摩擦不计。（g取10N/kg）求： （1）工人在20s内做的功？ （2）滑轮组的机械效率？ （3）拉力F做功的功率？ 5．小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求： （1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强； （2）拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 6．如图甲，工人用沿斜面向上的力F=200N，在10s内将重500N的货物推到斜面顶端，其中斜面长s=4m，高h=1m（忽略空气阻力，g取10N/kg）。 （1）将货物看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出货物在斜面上的受到摩擦力的示意图； （2）求推力F做功的功率； （3）求此次工作过程斜面的机械效率。    7．某工地用如图所示的滑轮组匀速提升质量为48kg的重物，在重物上升1m的过程中，拉力F的功率为600W，此时滑轮组的机械效率为80%，（g取）。求： （1）拉力做的有用功； （2）拉力的大小； （3）重物上升的速度。 8．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体A重360N，拉力F为200N，绳重和摩擦不计，某同学用力F竖直向下拉动绳子，使物体A在5s内匀速上升了1m，此过程中，求： （1）动滑轮重力的大小； （2）拉力F做功的功率； （3）滑轮组的机械效率。    9．近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。汽车出现故障后，需要进行维修。小明家的汽车发动机在维修时，工人师傅要用一个滑轮组（如右图）把车里的发动机提起来。已知发动机质量为120kg，工人拉力为400N，在10s内发动机被提起了1m。求：（g=10N/kg） （1）发动机的重力是多少？ （2）滑轮组的机械效率是多少？ （3）工人师傅做功的功率是多少？ 10．水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块，如图甲所示。现用斜面将物块由底端匀速拉到顶端，如图乙所示。已知平行于斜面的拉力为180N，物体移动的距离为5m，升高2m，用时5s。g取10N/kg。求： （1）物块对水平地面的压强； （2）斜面的机械效率。 11．如图所示，在斜面。上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m。求： （1）这个斜面的机械效率； （2）物体上升过程中受到的摩擦力。 12．如图所示用滑轮组将400N的物体在10s内匀速提升2m，绳自由端拉力的功率为100W（不计绳重和摩擦）。求： （1）拉力的大小； （2）滑轮组的机械效率。 13．如图，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中： （1）有用功为多少？ （2）滑轮组的机械效率为多少？ 14．一个边长为20cm，质量为20kg的正方体石块静止在水平地面上。工人用如图所示的滑轮组将石块在10s内匀速提升5m，工人施加的动力F为125N。求：（不计绳重和摩擦，g取10N/kg） （1）人未拉前石块静止在水平地面时，它对地面的压强是多大？ （2）人对滑轮组做的总功是多少？功率多大？有用功是多少？ （3）该滑轮组的机械效率是多少？ 15．如图所示是某起重机上的滑轮组 ，当竖直向上匀速吊起810N的物体时 ，滑轮组的机械效率为 90%，若物体在10s内上升5m，不计绳重和一切摩擦；求： （1）起重机所做的有用功； （2）绳端的拉力 F 做功的功率； （3）动滑轮的重力。    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年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算》参考答案 1．（1）18W；（2）80%；（3）100N 【详解】解：（1）由图乙可知，货物在水平面上运动时间 t=16s-6s=10s 运动的路程 s=4.5m-3m=1.5m 货物在水平面上运动的速度 水平推力做功的功率 （2）由图乙可知，斜面长sAB=3m，在直角三角形中，角所对的斜面高等于斜面长的，则斜面的高度 在斜面上推力做的总功 推力做的有用功 斜面的机械效率 （3）克服斜面对物体阻力所做的额外功 W额=W总-W有=1500J-1200J=300J 则货物在斜面上受的摩擦力 答：（1）水平推力做功的功率为18W； （2）斜面的机械效率为； （3）货物在斜面上受到的阻力大小为100N。 2．（1）1×104N；（2）1×104N；（3）0.2m/s，88.9% 【详解】解：（1）物体完全浸没在水中时，物体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N （2）物体的质量 m=4t=4000kg 物体的重力 G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N 物体浸没在水中时，动滑轮对物体的拉力 F=G﹣F浮=4×104N﹣1×104N=3×104N 由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，则电动机对绳子的拉力 （3）电动机功率为9kW，对绳子的拉力为1.5×104N，拉力的速度 物体上升的速度 设物体上升的高度是h，物体有三段绳子承担，则绳子移动的距离是3h，物体离开水面后，物体升高h，有用功为 W有=Gh=4×104N×h 对绳子的拉力为1.5×104N，绳子移动距离3h，总功为 W总=F's=1.5×104N×3h=4.5×104N×h 滑轮组的机械效率 答：（1）物体所受浮力是1×104N； （2）电动机对绳子的拉力是1×104N； （3）物体上升的速度是0.2m/s，滑轮组的机械效率是88.9%。 3．(1)4×104J (2)80% 【详解】（1）起重机通过滑轮组对货物M所做的有用功 W有=Gh=8000N×5m=4×104J （2）滑轮组的机械效率 4．（1）5000J；（2）80%；（3）250W 【详解】解：（1）由图知 则绳子自由端移动的距离为 拉力做功为 （2）有用功为 则滑轮组的机械效率为 （3）拉力F做功的功率为 答：（1）工人在20s内做的功5000J； （2）滑轮组的机械效率； （3）拉力F做功的功率250W。 5．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）建筑材料的重力 建筑材料放在水平地面上时对地面的压强 （2）滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力的功率 （3）有用功为 滑轮组的机械效率 答：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是； （2）拉力的功率是； （3）滑轮组的机械效率是。 6．（1）  ；（2）；（3） 【详解】解：（1）将货物推到斜面顶端，货物相对于斜面向上运动，则货物受到的摩擦力沿斜面向下，如下图所示    （2）根据可得，推力F做功的功率为 （3）根据可得，此次工作过程中斜面的机械效率为 答：（1）见解析 （2）推力F做功的功率为80W； （3）此次工作过程斜面的机械效率为62.5%。 7．（1）480J；（2）200N；（3） 【详解】解：（1）有用功 （2）由图可知，承担物重绳子的股数是n=3，总功 拉力大小 （3）重物上升的速度 答：（1）拉力做的有用功为480J； （2）拉力的大小为200N； （3）重物上升的速度为。 8．（1）40N；（2）80W；（3）90% 【详解】解：（1）由图知，滑轮组绳子的有效股数n=2，根据 可知动滑轮重力的大小 G动=nF﹣G=2×200N﹣360N=40N （2）绳自由端移动的距离 s=2h=2×1m=2m 拉力做的功为 W=Fs=200N×2m=400J 所以拉力F做功的功率为 （3）滑轮组的机械效率为 答：（1）动滑轮重力的大小为40N； （2）拉力F做功的功率为80W； （3）滑轮组的机械效率为90%. 9．（1）1200N；（2）75%；（3）160W 【详解】解：（1）发动机质量为120kg，发动机的重力是 G=mg=120kg×10N/kg=1200N （2）在10s内发动机被提起了1m，所做的有用功是 W有=Gh=1200N×1m=1200J 由图可知，承担物重绳子的股数是n=4，则所做的总功是 W总=Fs=Fnh=400N×4×1m=1600J 滑轮组的机械效率是 （3）工人师傅做功的功率是 答：（1）发动机的重力是1200N； （2）滑轮组的机械效率是75%； （3）工人师傅做功的功率是160W。 10．（1）7500Pa；（2）66.7% 【详解】解：（1）物块对水平地面的压力为 物块对水平地面的压强为 （2）斜面的机械效率为 答：（1）物块对水平地面的压强为7500Pa； （2）斜面的机械效率为66.7%。 11．（1）62.5%；（2）0.675N 【详解】解：（1）有用功 拉力做的总功 斜面的机械效率 （2）拉力所做的额外功 由于得摩擦力 答：（1）这个斜面的机械效率62.5%； （2）物体上升过程中受到的摩擦力0.675N。 12．（1）250N；（2）80% 【详解】解：（1）由可得拉力做的功 W总=Pt=100W×10s=1000J 图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2，拉力移动的距离 s=nh=2×2m=4m 由W=Fs可得拉力大小 （2）拉力做的有用功 W有=Gh=400N×2m=800J 滑轮组的机械效率 答：（1）拉力的大小为250N； （2）滑轮组的机械效率为80%。 13．（1）400J；（2）80% 【详解】解：（1）有用功为 （2）绳子的有效段数n=2，绳子自由端移动的距离 s=nh=2×1m=2m 拉力做的总功为 W总=Fs=250N×2m=500J 滑轮组的机械效率为 答：（1）有用功为400J； （2）滑轮组的机械效率为80%。 14．（1）5×103Pa；（2）1250J，125W，1000J；（3）80% 【详解】解：（1）提升前，石块静止在水平地面上时对地面的压力 石块对地面的压强 （2）根据图示可知，，则自由端移动的距离 人对滑轮组做的总功 功率 有用功 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）人未拉前石块静止在水平地面时，它对地面的压强是； （2）人对滑轮组做的总功是1250J，功率125W，有用功是1000J； （3）该滑轮组的机械效率是。 15．（1）4050J；（2）450W；（3） 90N 【详解】解：（1）起重机所做的有用功为 （2）由可得，起重机所做的总功为 根据可得，拉力做功的功率为 （3）因为不计绳重和摩擦时，由可知 则所以动滑轮的重力为 答：（1）起重机所做的有用功为 4050J； （2）绳端的拉力 F 做功的功率为 450W； （3）动滑轮的重力为 90N。 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 $$