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．如图所示，建筑工地上的工人利用滑轮组将一质量为80kg的铁箱子A匀速提升到10m高的楼上，用时1min。已知动滑轮重40N，工人体重为80kg，不计绳重与摩擦。（g取10N/kg）。求： （1）在提升过程中，工人做功的总功率； （2）该滑轮组的机械效率；（计算结果保留到0.1%） （3）①工人提升的最大物重； ②滑轮组的最大机械效率。（计算结果保留到0.1%） 2．建筑工地上，工人用图甲所示的滑轮组利用箱子送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图像如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求： （1）若工人用200N的拉力将建材匀速竖直向上提升了6m，拉力所做的总功； （2）动滑轮重为多少； （3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材的重力。 3．如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重120N的物体，动滑轮重30N，8s内物体匀速上升4m，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求： （1）拉力所做的功。 （2）拉力的功率。 （3）滑轮组的机械效率。 4．如图甲所示，是一小型起重机吊起货物的图片，货物挂在动滑轮的下端，绳子的自由端通过安装在起重机上的卷扬机竖直向上拉动，最右端是为了防止吊起货物时起重机向左倾倒而挂的配重，起重机吊起重物时主要结构可简化成如图乙所示。已知AB、CD、DE水平且长度为1m，BC段的水平距离CF也为1m，前轮与地的接触点在B点的正下方，后轮与地的接触点在D点的正下方，起重机的自重（含配重）为3×104N，重心在CD中点。起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，g取10N/kg。 （1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m； （2）当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW，求此时滑轮组的机械效率η； （3）当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以v=0.5m/s的速度匀速上升时，求卷扬机的输出功率P2。 5．如图所示，用滑轮组提升重物时，重240N的物体在10s内匀速上升了2m．已知拉绳子的力F为100 N．不计绳重与摩擦．求： （1）提升重物过程中的有用功． （2）拉力F的功率． （3）滑轮组的机械效率． 6．如图所示，滑轮组在400N拉力F的作用下，将重为600N的钢材匀速提起，在20s内物体上移2m。问： （1）拉力的功率有多大？ （2）滑轮组提升该重物时的机械效率有多大？ （3）如果不计绳重和摩擦，将重为400N的钢材匀速提起时，机械效率有多大？（计算结果保留1位小数） 7．如图所示，工人用动滑轮将重为425N的重物匀速提升4m， 所用拉力为250N，所用时间是20s，在此过程中，求： （1）有用功是多少J； （2）拉力做的总功是多少J； （3）动滑轮的机械效率是多少。 8．如图所示是某施工队用的滑轮组打捞沉在水池底的工件的装置。已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，工件未露出水面的过程中人在绳子的自由端施加的拉力F=1700N时，工件恰能匀速上升（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）。求： （1）工件的质量是多少？ （2）工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？ （3）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？ （4）如该水池底面积为10m2，将工件匀速拉出水面后，水对池底的压强变化了多少？ 9．如下图所示，A物体G=30N，在水平向右拉力F的作用下，能以10cm/s的速度在水平面上作匀速运动。已知拉力F=6N，滑轮组在使用时的机械效率为80%，求： （1）物体受到水平地面的摩擦力大小？ （2）5s内拉力F所做功的大小？ 10．如图所示，搬运工人用滑轮组将重为540N的重物匀速提升3m，所用时间为20s，拉力为200N，不计绳与滑轮间的摩擦。求： （1）他所做的有用功； （2）他所做的额外功； （3）拉力的功率； （4）滑轮组的机械效率。 11．如图所示的滑轮装置，用竖直向上的拉力F将重18N的物体在2s内匀速提升了1m，拉力F的大小为10N。不计绳重和摩擦。求： （1）拉力F做功的功率； （2）动滑轮的重力。    12．用如图所示滑轮组提升重物。人用500N的拉力F，15s内使重为900N的物体匀速上升了3m。不计绳重和摩擦，求： (1)动滑轮的重； (2)人拉绳子做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 13．如图所示，斜面长5m，小明用绳子沿与水平面成30度角的斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计。求： （1）斜面对木块的摩擦力多大； （2）斜面的机械效率。 14．如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上从A点匀速移动到B点，A、B间的距离为2m，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上从B点匀速移动到C点，B、C间的距离为3m，拉力F乙为80N。求： （1）甲工人做的功； （2）乙工人做的有用功； （3）乙工人使用的滑轮组的机械效率。 15．在维修汽车发动机时，用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机提起来。当卷扬机用750N的力拉钢丝绳，使发动机在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%，已知动滑轮的重力是250N。求： （1）卷扬机做功的功率。 （2）发动机的重力。 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年中考物理二轮复习专题计算题：机械效率》参考答案 1．（1）；（2）；（3）， 【详解】解：（1）由图知，由3段绳子吊着动滑轮，不计绳重与摩擦，则工人的拉力为 绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 在提升过程中，工人做功的总功率为 （2）拉力做的有用功为 该滑轮组的机械效率为 （3）①工人对滑轮组施加的最大拉力等于工人的重力，最大为 工人提升的最大物重为 ②滑轮组的最大机械效率为 答：（1）在提升过程中，工人做功的总功率为； （2）该滑轮组的机械效率为； （3）①工人提升的最大物重为； ②滑轮组的最大机械效率为。 2．（1）2400J；（2）400N；（3）1600N 【详解】解：（1）由图知，n＝2，拉力端移动距离 s＝2h＝2×6m＝12m拉力所做的总功 W总＝Fs＝200N×12m＝2400J（2）由图像可知，当建材重为G1＝400N时，滑轮组的机械效率η1＝50%，由于滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计，滑轮组的机械效率 η＝＝50%解得动滑轮的重力 G动＝400N（3）因为滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计时，滑轮组的机械效率 η＝所以当滑轮组的机械效率为80%时 η′＝＝80%解得此时提升建材的重力 G′＝1600N答：（1）若工人用200N的拉力将建材匀速竖直向上提升了6m，拉力所做的总功为2400J； （2）动滑轮重力为400N； （3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材的重力为1600N。 3．（1）600J；（2）75W；（3）80% 【详解】解：（1）由图可知，绳子自由端移动的距离 因为不计绳重和摩擦，所以拉力 则拉力做的总功 （2）拉力做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）拉力所做的功为600J； （2）拉力的功率为75W； （3）滑轮组的机械效率为80%。 4．（1）4.5×103kg；（2）90.9％；（3）1600W 【详解】解：（1）由乙图知道起重机相当于一个杠杆，根据杠杆的平衡条件及题意知道 即 所以起重机最多能吊起货物的质量是 （2）设起重机提起重物的时间是t，则此时滑轮组的机械效率是 （3）由图甲知道，滑轮组绳子的有绳子段数是 所以钢绳自由端速度是 当提起质量m1物体时，卷扬机的输出功率是P1，且 所以绳子末端的拉力 由于起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，当提起质量是m1物体时，绳子末端的拉力满足 所以动滑轮的重力为 当提起质量为m2 物体的时钢绳自由端拉力 所以，此时卷扬机的输出功率是 答：（1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m为4.5×103kg； （2）此时滑轮组的机械效率η为90.9％； （3）卷扬机的输出功率P2为1600W。 5．（1）480J  （2）60W  （3）80% 【详解】试题分析：（1）提升重物过程中的有用功W有用="Gh=" 240N×2m=480J； （2）由于物体由三段绳子吊着，则拉力F做的总功为W总="Fs=100N×3×2m=600J" ； 拉力F的功率P="W/t=600J/10s=60W" ． （3）滑轮组的机械效率机械效率η=（W有用/W总）×100%=（480J/600J）×100%=80% ． 考点：机械效率 6．（1）80W；（2）75%；（3）66.7% 【详解】解：（1）由图可知n=2，绳子自由端移动的距离 s=nh=2×2m=4m 拉力做的总功 W总=Fs=400N×4m=1600J 拉力做功的功率 （2）拉力做的有用功 W有=Gh=600N×2m=1200J 滑轮组的机械效率 （3）不计绳重和摩擦，则拉力，所以动滑轮的重力 G动=nF-G=2×400N-600N=200N 将重为400N的钢材匀速提起时，滑轮组的机械效率 答：（1）拉力的功率为80W； （2）滑轮组提升该重物时的机械效率为75%； （3）不计绳重和摩擦，将重为400N的钢材匀速提起时，机械效率约为66.7%。 7．（1）1700J；（2）2000J；（3）85% 【详解】（1）重物被提升4m，该过程中工人做的有用功为 （2）由图可知，滑轮组承担物重的绳子股数为n=2，所以拉力移动的距离为 工人做的总功为 （3）动滑轮的机械效率为 答：（1）有用功是1700J； （2）拉力做的总功是2000J； （3）滑轮的机械效率是85%。 8．（1）560kg；（2）1600N；（3）78.4%；（4）160Pa 【详解】解：（1）由密度公式可得工件的质量 m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg （2）工件浸没在水中时，受到的浮力 F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N （3）由力的平衡，滑轮组对工件的拉力 F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=560kg×10N/kg﹣1600N=5600N﹣1600N=4000N 图中绳子的有效段数为3，滑轮组的机械效率 （4）工件被拉出水面后，水面下降的高度 水对容器底部减小的压强 Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.016m=160Pa 答：（1）工件的质量是560kg； （2）工件浸没在水中时，受到的浮力是1600N； （3）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是78.4%； （4）如该水池底面积为10m2，将工件匀速拉出水面后，水对池底的压强变化了160Pa。 9．（1）14.4N；（2）9J 【详解】解：（1）由图知，此滑轮组由3段绳子拉着物体，所以s绳=3s物，根据 可得物体所受的摩擦力为 （2）物体移动的距离 所以绳子移动的距离为 F所做总功的大小为 答：（1）物体受到水平地面的摩擦力是14.4N； （2）5s内拉力F所做功的大小9J。 10．（1）1620J；（2）180J；（3）90W；（4）90% 【详解】解：（1）拉力做的有用功 （2）由图知绳子承重段数，拉力做的总功 拉力做得额外功 （3）拉力的功率 （4）滑轮组的机械效率 答：（1）他所做的有用功为1620J； （2）他所做的额外功为180J； （3）拉力的功率为90W； （4）滑轮组的机械效率为90%。 11．（1）10W；（2）2N 【详解】解：（1）由图知，有效承担物重的绳子段数，绳子自由端移动距离为 拉力F做功为 所以拉力F做功的功率为 （2）不计绳重及摩擦，根据得到动滑轮的重力为 答：（1）拉力F做功的功率是10W； （2）动滑轮的重力是2N。 12．(1)100N；(2)200W；(3)90% 【详解】(1)动滑轮的重为 (2)绳子自由端移动的距离为重物上升的2倍即6m，人拉绳子做功的功率为 (3)滑轮组的机械效率为 答：(1)动滑轮的重为100N；(2)人拉绳子做功的功率为200W；(3)滑轮组的机械效率90%。 13．（1）90N；（2）62.5% 【详解】解：（1）根据数学知识可得，斜面的高度为 拉力做的有用功为 拉力做的总功为 所以额外功为 根据可得，斜面对木块的摩擦力为 （2）斜面的机械效率为 答：（1）斜面对木块的摩擦力为90N； （2）斜面的机械效率是62.5%。 14．（1）300J；（2）450J；（3）62.5% 【详解】解：（1）甲工人做的功 W甲=P甲t=30W×10s=300J （2）由于货物在水平路面上匀速移动，所以F=f，根据W=Fs得，货物与地面的摩擦力为 乙工人拉货物时，滑轮组对货物的拉力 F牵=f=150N 乙工人做的有用功 W有用=F牵sBC=150N×3m=450J （3）滑轮组的机械效率 答：（1）甲工人做的功为300J； （2）乙工人做的有用功为450J； （3）乙工人使用的滑轮组的机械效率为62.5%。 15．（1）225W；（2）1800N 【详解】解：（1）由图可知，滑轮组承担重物和动滑轮的绳子股数为n=3，则拉力在10s内移动的距离为 s=nh=3×1m=3m 则卷扬机做的功为 W=Fs=750N×3m=2250J 卷扬机做功的功率为 P=225W （2）卷扬机做的有用功为 W有=Wη=2250J×80%=1800J 因卷扬机对发动机做的功为有用功，根据W有=Gh，则发动机重力为 答：（1）卷扬机做功的功率为225W； （2）发动机的重力为1800N。 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 $$