2025年中考物理压轴题训练——简单机械的综合计算

2025年中考物理压轴题训练——简单机械的综合计算 一、计算题 1．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，将6000N的物体匀速起吊10m时，滑轮组的机械效率是80%。求： (1)此过程中滑轮组所做的有用功是多少J？ (2)绳端的拉力F是多少N？ 2．如图所示，工人小李利用动滑轮将重为200N水泥桶从地面提升到距地面5m高处，动滑轮重为20N，（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。求： （1）小李需要用多大的力才能提起水泥桶？ （2）绳子自由端通过的距离是多少米？ （3）小李做的总功是多少？ （4）该动滑轮的机械效率是多少？（结果保留整数） 3．起重机把质量为 0.5t 的重物匀速提升了 3m，而它的电动机所做的功是 3.4×104J，起重机的机械效率是多少？ 4．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”）。 5．如图所示，体育课中，小宇同学正在测试自己的仰卧起坐的成绩。小宇同学质量为55kg，她上半身（肚脐以上）质量约为全身质量的60%；若一分钟内她做了40个仰卧起坐，每次上半身重心上升的高度均为0.3m，这一分钟小宇共消耗4400J能量。（g取10N/kg）求： （1）小宇完成1次仰卧起坐，克服重力所做的功； （2）这段时间内她克服重力做功的功率； （3）这个过程小宇做功的效率。 6．如图所示，小徐用力在4秒内将重为10牛货物匀速提升4米，不计摩擦和绳子重力。求： （1）拉力大小； （2）这段时间内小徐做功的功率P。 7．如图所示，沿斜面向上匀速拉动一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，物体所受摩擦力为0.675N，求： (1)克服摩擦力做的额外功； (2)斜面的机械效率； (3)拉力的大小。 8．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。 9．如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力，将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m。求： （1）工人做的有用功； （2）工人做的总功； （3）物体所受的摩擦力。 10．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置图，汽车部分参数如表。利用该装置提升重1200N的物体，使物体以2m/s的速度匀速上升，汽车拉绳的力为500N（不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）。求： 汽车部分参数 汽车重量/吨 3 车轮数/个 6 每个车轮受力面积/cm2 200 （1）汽车对水平地面的压强； （2）滑轮组的机械效率； （3）汽车拉绳的力做功的功率。 11．如图所示，体重为60kg 的工人利用滑轮组提升重为800N 的物体A，所用拉力为F，物体A以0.2m/s 的速度匀速上升了10s， 此时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦， g=10N/kg）， （1）滑轮组所做的有用功； （2）拉力F的功率； （3）工人用此滑轮组所能提升的最大物重。    12．用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为300N，将重物提升3m所用的时间为10s。求： （1）所做的有用功； （2）拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 13．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，其中OA=AB=20厘米。在杠杆的B端挂一个重为40牛的物体，A点施加竖直向上的拉力F1，杠杆处于静止状态，求： （1）拉力F1的大小； （2）请判断杠杆的类型，并说明理由。 14．如图所示，用滑轮组拉着重物沿竖直方向匀速上升，在40s内物体上升了8m，拉力做的功为1280J，求： （1）拉力的功率 （2）拉力F的大小 （3）若动滑轮重为12N（不计绳重及摩擦），计算滑轮组的机械效率． 15．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N，不计绳重与摩擦阻力，求： （1）拉力所做的有用功； （2）工人做功的功率； （3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，求此时的机械效率？ 16．如图所示滑轮组的机械效率为80%．在自由端拉力F作用下，重1600N的物体以0．1m/s的速度匀速上升，则10s内对物体做的有用功为多少J？拉力的大小为多少N？ 17．如图是用动滑轮提升货物A的示意图．在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m．在这个过程中，拉力F做的功为5000J．求： （1）有用功W有； （2）拉力F的功率P； （3）动滑轮的机械效率η． 18．五一期间，小魏办理行李托运时，显示行李箱质量为12kg，行李箱竖直放置时轮子与地面的总接触面积为12cm2。当他拉行李箱时，行李箱和水平地面的夹角保持60°，拉力的作用点在拉杆末端，O点到重力作用线的距离OA为12.5cm，如图所示。到家后，他用了45s把行李箱从一楼提到三楼（g＝10N/kg）求： （1）行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强； （2）提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功的功率； （3）用图示方式拉行李箱时，竖直方向拉力的大小。 19．如图是十中建造新教学楼时用的混凝土泵车，它使用柴油提供动力，能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌。该车满载时总质量25t，为了减小对地面的压强它装有四只支腿。该车正常工作时，每小时可以将90m3的混凝土（质量3.6×105kg）输送到10m高的楼上、（c混凝土=2×103J/（kg·℃） 请通过计算，回答下列问题： （1）该车满载时受到的总重力是多少？ （2）90m3的混凝土在烈日下温度升高5℃需要吸收多少热量？ （3）该车将90m3的混凝土输送到10m高的楼上时，电动机做了1.2×108J的功，此时混凝土泵车的机械效率是多少？ 20．校园内要将一底面积为0.4 m2的花岗岩基石移位，工人师傅准备用如图所示的装置提起基石，已知基石质量为150kg，求： (1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，基石对地面的压强； (2)工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，拉力的功率； (3)第(2)问中工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，滑轮组的机械效率。 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——简单机械的综合计算》参考答案 1．(1)6×104 (2)2.5×103 【详解】（1）滑轮组提升重物时所做的有用功 W有用=Gh=6000N×10m=6×104J （2）由得拉力所做的总功 由图知，n=3，拉力端移动距离 s=3h=3×10m=30m由W总=Fs可得拉力 2．（1）110N；（2）10m；（3）1100J；（4） 【详解】解：（1）使用动滑轮时，忽略绳重和摩擦，小李提起水泥桶的拉力 （2）绳子自由端通过的距离 （3）小李做的总功 （4）所做的有用功 该动滑轮的机械效率 答：（1）小李需要用110N的力才能提起水泥桶； （2）绳子自由端通过的距离是10m； （3）小李做的总功是1100J； （4）该动滑轮的机械效率是。 3．44.1% 【详解】起重机做的有用功为 总功为电动机所做的功 则机械效率为 答：起重机的机械效率是44.1%。 4． 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。 5．（1）550N；（2）66W；（3）90% 【详解】解：（1）小宇所受的重力 仰卧起坐1次克服自身重力做功 （2）1min内完成40个仰卧起坐，克服重力所做的功 克服重力做功的功率 （3）小宇做功的效率 （1）小宇完成1次仰卧起坐，克服重力所做的功为550N； （2）这段时间内她克服重力做功的功率为66W； （3）这个过程小宇做功的效率90%。 6．（1）10N；（2）10W 【详解】解：（1）该滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，因不计摩擦和绳子重力，拉力大小 F=10N （2）使用定滑轮不省、也不费距离，则 s=h=4m 拉力所做的功 W=Fs=10N×4m=40J 拉力做功的功率 答：（1）拉力大小为10N； （2）这段时间内小徐做功的功率P为10W。 7．(1)0.81J (2)62.5% (3)1.8N 【详解】（1）克服摩擦力做的额外功 （2）有用功 总功 机械效率 （3）拉力的大小 8． 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%。 9．（1）3000J；（2）4000J；（3）250N 【详解】解：（1）根据题意可知，物体所受重力为G=2000N，斜面高h=1.5m，工人提升物体所做的有用功为 （2）根据题意可知，工人所用推力F=1000N，斜面长度s=4m，工人做的总功为 （3）根据题意对物体进行受力分析可知，重物受到竖直向下的重力G、沿斜面向上的推力F和沿斜面向下的摩擦力f，额外功为物体克服摩擦力所做的功，根据公式 推出额外功为 由公式推出物体所受的摩擦力为 答：（1）工人做的有用功为3000J； （2）工人做的总功为4000J； （3）物体所受的摩擦力为250N。 10．（1）2.5×105Pa；（2）80%；（3）3000W 【详解】解：（1）汽车对水平地面的压力 F压=G车=m车g=3×103kg×10N/kg=3×104N 汽车对水平地面的压强 （2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率为 （3）汽车的速度 v车=nv物=3×2m/s=6m/s 则汽车拉绳的力做功的功率 答：（1）汽车对水平地面的压强为2.5×105Pa； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）汽车拉绳的力做功的功率为3000W。 11．（1）1600J；（2）200W；（3）1600N 【详解】解：（1）由得，物体上升的距离为 滑轮组所做的有用功 （2）由得，拉力F的做的功 功率 （3）不计绳重与摩擦时，物体上升过程中，工人对动滑轮做功 动滑轮的重力 当工人对地面的压力为0时，绳子末端的拉力最大，为 滑轮组承担物重绳子的股数 由滑轮组省力特点得，用此滑轮组所能提升的最大物重 答：（1）滑轮组所做的有用功1600J； （2）拉力F的功率200W； （3）工人用此滑轮组所能提升的最大物重1600N。 12．（1）1440J；（2）180W；（3）80% 【详解】解：（1）重物做的有用功 W有用=Gh=480N×3m=1440J （2）由图知道，n=2，则绳子自由端移动的距离 s=2h=2×3m=6m 拉力所做的总功 W总=Fs=300N×6m=1800J 拉力的功率 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）所做的有用功1440J； （2）拉力的功率180W； （3）滑轮组的机械效率80%。 13．（1）80牛；（2）费力杠杆，见解析 【详解】解：（1）由题意知，杠杆的动力臂、阻力臂和阻力分别为 l1=OA=0.2m，l2=OB=0.4m，F2=G=40N 据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2有 F10.2m=40N0.4m 解得 F1=80N （2）题中的杠杆为费力杠杆。因为它的动力臂小于阻力臂，施加的动力F1大于阻力F2，所以是费力杠杆。 答：（1）拉力F1的大小为80N； （2）杠杆是费力杠杆。 14．（1）32W    （2）80N     （3）92.5% 【详解】(1)拉力的功率： P===32W (2)拉力移动距离： s=2×8m=16m， ∴拉力F的大小： F===80N； (3)克服动滑轮重做的额外功： W额=G动h=12N×8m=96J， 有用功： W有用=W总-W额=1280J-96J=1184J， 机械效率： η===92.5%； 答：(1)功率为32W； (2)拉力为80N； (3)机械效率为92.5%． 15．（1）480J   （2）60W       （3）83.3% 【详解】试题分析：（1）拉力做的有用功是克服重力G=240N，将重物提升高度h=2m，W=Gh=240N×2m=480J； （2）工人做的总功W总=FS=100N×6m=600J，功率P=W总/t=600J/10s=60W； （3）滑轮的重力G动=300N-240N=60N， 匀速提升300N物体时，拉力F=（300N+60N）/3=120N， ． 考点：滑轮组的机械效率 16．1600  500 【详解】试题分析：（1）10s内物体上升的高度： ， 对物体做的有用功： ； （2）拉力所做的总功： ， 拉力 考点：有用功和额外功；滑轮组的机械效率． 点评：本题考查了速度的计算、功的计算、机械效率的计算，虽知识点多，但都属于基础，难度不大． 17．（1）4500J；（2）100W；（3）90% 【详解】（1）有用功即提升重物所做的功，所以有用功为： ； （2）已知拉力F做的功为5000J，所用时间为50s，所以拉力做功的功率为： ； （3）有用功与总功的比叫机械效率，所以动滑轮的机械效率为： ． 点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，有时要特别清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了． 18．（1）1×105Pa；（2）16W；（3）30N 【详解】解：（1）由题意可得，物体放在水平面，对地面的压力大小等于自身重力，则行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强为 （2）从一楼提到三楼的高度为6m，提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功为 W=Gh=120N×6m=720J 则功率为 （3）行李箱和水平地面的夹角保持60°，根据数学知识可知竖直方向拉力的力臂为 L1＝COS60°×100cm=0.5×100cm=50cm 根据杠杆平衡条件可得 F×L1＝G×OA 答：（1）行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强为1×105Pa； （2）提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功的功率为16W； （3）竖直方向拉力的大小为30N。 19．（1）2.5×105N；（2）3.6×109J；（3）30％ 【详解】解：（1）该车满载时受到的总重力 （2）混凝土吸收的热量 （3）将90m3的混凝土输送到10m高的楼上时，克服混凝土重力做的功 混凝土泵车的机械效率 答：（1）该车满载时受到的总重力是2.5×105N； （2）混凝土吸收的热量为3.6×109J； （3）混凝土泵车的机械效率是30％。 20．(1)1500Pa；(2)540W；(3)83.3% 【详解】(1)已知基石质量为150kg，则基石的重力是 基石的重力是1500N；若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，绳端静止不动，从图中可以看到，有三条绳子托着动滑轮，那么作用在基石上的拉力是 作用在基石上的拉力是900N；对基石进行受力分析，受到拉力、地面对基石的支持力、重力的作用，可知 可解得地面对基石的支持力是 地面对基石的支持力是600N；力的作用是相互的，那么基石对地面的压力是600N，基石的底面积为0.4m2，根据压强公式可知，基石对地面的压强是 基石对地面的压强是1500Pa。 (2)由题意可知，工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，根据速度公式可知，基石的运动速度是 从图中可以看到，三条绳子托着动滑轮，则绳端移动的速度是 绳端的拉力是600N，根据可知，拉力的功率是 拉力的功率是540W。 (3)上述工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，所做的有用功是 绳端移动的距离是 绳端的拉力，则所做的总功是 滑轮组的机械效率是 滑轮组的机械效率约是83.3%。 答：(1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，基石对地面的压强是1500Pa； (2)工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，拉力的功率是540W； (3)第(2)问中工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，滑轮组的机械效率约是83.3%。 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 $$