2025年中考物理一轮复习专题简单机械及机械效率计算

2025年中考物理一轮复习专题简单机械及机械效率计算 一、计算题 1．如图所示，用滑轮组把重1000N的货物匀速提高2m，作用在绳子自由端的拉力F为400N，求： (1)此过程中做的有用功是 J； (2)滑轮组的机械效率为 。 2．小华用动滑轮匀速提升一个重为0.5N的钩码，物体在10s内匀速升高1m，绳端拉力F为0.4N，不计绳重和摩擦，则物体上升的速度为 m/s，该动滑轮的机械效率为 ，该动滑轮提升的物体越重，机械效率越 （选填“高”、“低”）。 3．超高压水刀是一种新技术产品，一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭’、可以对坚硬物体实施切割，如图所示。某超高压水刀喷嘴横截面积S=5×10-8m2，喷水速度v=800m/s，高速“水箭”对该切割面的压强p=3×108Pa。已知水泵电机功率P=20kW，水的密度ρ=1.0×103kg/m3.。求： (1)水刀正常工作2min消耗的电能； (2)高速“水箭”对切割面的压力； (3)水刀的效率。 4．如图所示，杠杆平衡时，动力 F1大小为 20 牛，动力臂l1为 0.8 米，阻力臂 l2为 0.4米，通过计算求出阻力F2的大小。 5．用滑轮组将重800N的物体提高100cm的过程中机械效率为80％，则在此过程中拉力做总功为 J，若不计滑轮的摩擦及绳重的影响，动滑轮的重力为 N，当提升重物为1000N时，滑轮组的机械效率为 ． 6．如图所示，物体重180N，动滑轮重30N，用时2s将物体提升了2m。求： （1）拉力F的大小； （2）绳子自由端移动的距离； （3）绳子自由端移动的速度。 7．搬运工人用如图的滑轮组提升重为270N的物体，所用拉力为100N，物体以0.4m/s的速度匀速上升了10s，不计绳重和摩擦，求 （1）物体上升的高度； （2）拉力F所做功； （3）当重物只有120N时，滑轮组的机械效率。 8．用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3m，已知货物重850N，所用拉力F为300N（不计摩擦和绳重带来的影响），求： （1）有用功； （2）动滑轮的重力； （3）滑轮组的机械效率η。（计算结果百分数保留一位小数） 9．如图所示，用300N的力F1直接将物体B匀速提升1m,现借助滑轮组用力F2向下拉，把B匀速提升相同高度，滑轮组的机械效率为60%。 （1）按题意在图滑轮组中画出正确的连线方式； （2）F1做了多少功？ （3）滑轮组的总功是多少？ （4）F2的大小是多少？ 10．建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图1的装置，已知斜面长为6m，高为3m，且固定在水平面上．运送货物时，工人用200N的力拉绳子，将重为500N的货物在20s内沿斜面由底部拉到顶端，求此过程中： （1）工人拉力的功率； （2）该装置的机械效率； （3）若不用斜面直接用滑轮组将货物匀速拉起来，如图2，每个滑轮重为20N，不计绳子与滑轮之间的摩擦，求拉力的大小． 11．100kg建筑材料放在水平地面，与地面的接触总面积为0.01m2.工人用起吊装置提升建筑材料，电动机输出功率900W，恒定不变，这些材料匀速提上楼，上升速度为0.75m/s，用时20s。不计绳重和摩擦，求此过程中：（g=10N/kg） （1）在挂上动滑轮之前，材料对水平地面的压强是多大； （2）材料上升的高度是多少； （3）该装置的机械效率多大（留一位小数）。 12．杠杆平衡时，动力F1的大小为20牛，动力臂l1为0.3米，阻力臂l2为0.2米，求阻力F2的大小。 13．用如图所示的滑轮组匀速提起重物，已知重量为8N的物体在2s内上升1m，所用的拉力是3N（不计绳重和摩擦）.求： （1）滑轮组做的有用功； （2）拉力做功的功率； （3）若提升的重物为11N，作用在绳上的拉力是多少？ 14．如图是某工人用滑轮组提升重物，工人用200N拉力将重为300N的物体匀速提升10m，需要时间50s。求： （1）工人所做的有用功和总功； （2）滑轮组的机械效率； （3）工人做功的功率。 15．如图所示是使用滑轮组打捞水中A物体的示意图。A物体重为1500N，体积为0.06m3，在整个打捞过程中，以恒定的速度上升，若A物体离开水面之后绳子自由端的拉力F＝1000N。g取10N/kg。求： （1）A物体完全浸没在水中时受到的浮力F浮； （2）A物体完全浸没在水中时绳子对A物体的拉力T； （3）若A物体的底面面积为3×10-3m2，放在水平地面上时对水平地面的压强为多少Pa? （4）A物体离开水面之后滑轮组的机械效率η。      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年中考物理一轮复习专题简单机械及机械效率计算》参考答案 1． 2000 62.5% 【详解】(1)提升重物所做的有用功 (2)拉力所做的总功 机械效率为 答：(1) 此过程中做的有用功是2000J； (2) 滑轮组的机械效率为62.5%。 2． 0.1 62.5% 高 【详解】[1]物体在10s内匀速升高1m，则其上升速度为 [2]由题意，有用功为 不计绳重和摩擦，总功为 则机械效率为 [3]使用同一滑轮组提升的物体时，产生的额外功相同，当提升的物体重力增大时，有用功增多，有用功在总功中的比值增大，机械效率升高。 3．(1)2.4×106J；(2)15N；(3)60% 【详解】(1)水刀正常工作2min消耗的电能 (2)高速“水箭”对切割面的压力 (3)水刀对水做功的功率 水刀的效率 答：(1)水刀正常工作2min消耗的电能是； (2)高速“水箭”对切割面的压力是15N； (3)水刀的效率是60%。 4．40N 【详解】解：已知动力 F1 大小为 20 牛，动力臂l1 为 0.8 米，阻力臂 l2 为 0.4米，根据杠杆的平衡条件F1l1 = F2l2 ，阻力为 答：阻力F2 的大小为40N。 5． 1000 200 83.3% 【详解】(1)此过程中有用功：＝Gh＝800N×1m＝800J，根据η＝×100%可得，总功：＝1000J，额外功：−＝1000J−800J＝200J；(2)不计滑轮摩擦及拉线的质量，根据W＝Gh可得，动滑轮重：＝200N，当提升重物为1000N时，滑轮组的机械效率：η′＝×100%＝×100%≈83.3% 【点睛】（1）根据W＝Gh求出此过程中有用功，根据η＝×100%求出总功，总功减去有用功等于额外功；（2）不计滑轮摩擦及拉线的质量，根据W＝Gh求出动滑轮重，再根据η＝×100%＝×100%＝×100%求出当提升重物为1000N时滑轮组的机械效率． 6．（1）70N；（2）6m；（3）3m/s 【详解】解：（1）由图可知，绳子承重段数n＝3，拉力F的大小为 （2）绳子自由端移动的距离 （3）绳子自由端移动的速度为 答：（1）拉力F为70N； （2）绳子自由端移动的距离为6m； （3）绳子自由端移动的速度为2m/s。 7．（1）4m；（2）1200J；（3）80％ 【详解】(1)当物体以0.4m/s的速度匀速上升时，用了10s，由可得物体上升的高度为： ； (2)由图可知n=3，拉力F作用在绳子末端，而绳子末端移动的距离为： ， 则拉力F做的功为： ； (3)当重物为270N的物体，所用拉力为100N时，根据F=可知，动滑轮的重力为： ， 当重物只有120N时，滑轮组的机械效率为： 答：(1)物体上升的高度为4m； (2)拉力F做的功为1200J； (3)当重物只有120N时，滑轮组的机械效率为80%。 8．（1）2550J；（2）50N；（3） 【详解】解：（1）有用功 W有=Gh=850N×3m=2550J （2）不计摩擦和绳重带来的影响，因绳子的有效段数为3，作用在绳子自由端的拉为 动滑轮重 G动=3F-G=3×300N-850N=50N （3）滑轮组的机械效率为 答：（1）有用功为2550J； （2）动滑轮的重力为50N； （3）滑轮组的机械效率η为。 9．（1）；（2）300J；（3）500J；（4）250N 【详解】(1)因为拉力的方向向下，因此滑轮组的连接方式如下 (2)用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1所做的功，即有用功 ； (3)滑轮组把B匀速提升相同高度，F2做功是总功，由可得， F2所做的功 ； (4)绳子拉长的距离 由W=Fs可得， 。 答：(1) (2) F1做功为300J； (3) 滑轮组的总功是500J； (4) F2的大小是250N。 10．（1）120W；（2）62.5%；（3）260N． 【详解】（1）由图1知，n＝2，则绳子自由端移动距离：s绳＝2s物＝2×6m＝12m，工人所做总功：W总＝Fs绳＝200N×12m＝2400J，工人拉力的功率：P＝＝＝120W； （2）有用功：W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J，该装置的机械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%； （3）图2中，n＝2，不用斜面直接用滑轮组将货物匀速拉起来，此时的拉力：F′＝（G+G动）＝×（500N+20N）＝260N． 11．（1）；（2）15m；（3）83.3% 【详解】解：（1）物体所受重力为 在挂上动滑轮之前，物体对地面的压力等于物体重力 物体对地压强为 （2）材料上升高度 （3）该装置机械效率为 答：（1）在挂上动滑轮之前，材料对水平地面的压强是； （2）材料上升的高度是15m； （3）该装置机械效率为83.3%。 12．30牛 【详解】由杠杆的平衡条件F1 l1 =F2 l2 知道，阻力的大小 阻力F2的大小30N。 13．（1）8J；（2）4.5W；（3）4N 【详解】解：（1）滑轮组所做有用功 （2） 由图可知，承重绳子股数为 绳子自由端移动距离 所以拉力做总功 拉力的功率 （3）额外功 在不计绳重和摩擦时，拉力做的额外功 所以动滑轮重 当物重变为时，则有 所以 此时绳上拉力为 答：（1）滑轮组做的有用功8J； （2）拉力做功的功率4.5W； （3）若提升的重物为11N，作用在绳上的拉力是4N。 14．（1）3000J，4000J；（2）75%；（3）80W 【详解】解：（1）工人所做的有用功 工人所做的总功 （2）滑轮组的机械效率 （3）工人做功的功率 答：（1）工人所做的有用功为300J，总功为4000J； （2）滑轮组的机械效率为75%； （3）工人做功的功率为80W。 15．（1）600N；（2）900N；（3）5×105Pa；（4）75% 【详解】解：（1）A物体完全浸没在水中时受到的浮力 （2）A物体完全浸没在水中时绳子对A物体的拉力 （3）A物体对水平地面的压强 （4）滑轮组的机械效率 答：（1）A物体完全浸没在水中时受到的浮力F浮为600N； （2）A物体完全浸没在水中时绳子对A物体的拉力为900N； （3）若A物体的底面面积为3×10-3m2，放在水平地面上时对水平地面的压强为； （4）A物体离开水面之后滑轮组的机械效率为75%。 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 $$