2025年中考物理二轮复习提升训练：机械效率的计算

2025年中考物理二轮复习提升训练：机械效率的计算 一、计算题 1．用如图所示的滑轮组将重为300N的物体从地面匀速送到2m高处，所用拉力为150N，此过程中克服摩擦做功180J，求： (1)工人做的有用功； (2)此过程中该装置的机械效率； (3)动滑轮的自重。 2．如图所示，一建筑工人用80N拉绳子的力通过滑轮组将210N的重物匀速提高2m，不计摩擦及绳重。求： （1）工人使用滑轮组时做的有用功为多少？ （2）绳子自由端移动的距离； （3）拉力做的总功； （4）滑轮组的机械效率为多少？ （5）动滑轮的重力是多少？ 3．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 。 4．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重1000N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)人做功的功率； (3)滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 5．小明同学用如图所示装置将500N的货物以0.2m/s的速度提升2m，动滑轮重100N，（不计绳重和摩擦），求： (1)提升装置所做的有用功。 (2)拉力F做功的功率。 (3)该滑轮组的机械效率。 6．如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求： （1）拉力F对物体A做的有用功； （2）拉力F做功的总功率； （3）该滑轮组的机械效率。 7．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体匀速提高2m（不计绳重和摩擦），求该装置： （1）有用功是多少？ （2）额外功是多少？ （3）机械效率是多少？    8．如图所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶的质量为1kg，某同学用下图所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N，g取10N/kg。求： (1)该同学做的有用功； (2)该同学做的额外功； (3)滑轮组的机械效率。 9．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m．求： (1)在0～10s内汽车的平均速度． (2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=5000N，那么在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳． (3)若发动机的转化效率为70%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功．(已知汽油的热值大约为5×107J/kg，保留两位有效数字) 10．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。用平行于斜面F=120N的拉力，将重力为G=200N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求： (1)拉力做功的功率P； (2)该斜面的机械效率η；（百分号前结果保留一位小数） (3)物体受到的摩擦力f。 11．如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力； （2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F； （3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功； （4）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求装置的机械效率。    12．如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104N，发动机的功率50kW保持不变，山坡AB长2000m，高h为300m，牵引力保持2.5×104N不变，不计空气阻力。求： （1）汽车从山底开到山顶所做的有用功； （2）山坡的机械效率； （3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力。 13．水平地面上放着重为200N、边长为0. 2m的正方体物块，现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图所示。已知平行于斜面的拉力为120N，物体移动的距离为2m，升高1m。求： （1）斜面的机械效率； （2）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。 14．如图所示，用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。已知斜面长s=10m，高h=4m。求： （1）运动过程中所做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）推力F大小。 15．“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备，又名“塔式起重机”。如图所示是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，拉力为F。在某次施工中，塔式起重机上的滑轮组10s内将重为1.2×104N的建材匀速吊起2m，滑轮组的机械效率为80%。求：（g取10N/kg） （1）提升建材做的有用功； （2）绳端的拉力； （3）拉力的功率。 16．为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处，小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置，当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和高度h随时间t变化的关系图像如图（丙）（丁）所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。（不计绳重和摩擦）求： （1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η； （2）在1~2s内，拉力F做的功W； （3）若绳子能承受的最大拉力是1500N，小李体重500N，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体？ 17．如图所示，某人用单个重为30N的滑轮组成的滑轮组匀速提升重物，此时机械效率为80%，在2s内，绳的自由端移动了6m。（不计绳重和摩擦）求： （1）F做的额外功是多大？ （2）人的拉力F为多大？ 18．如图所示，滑轮组吊起重960N的物体，人站在地面上用力F往下拉绳，当拉力F=400N时，物体0.2m/s的速度匀速上升1m。物体上升过程中拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重，求： (1)拉力F做功的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)动滑轮的重。 19．工人利用滑轮组按照图所示的方式提升货箱。工人的体重为G人＝800N。提升第一个货箱时，工人用F0＝500N的竖直向下的力拉绳时，没有提起货箱。工人用F1＝600N的竖直向下的力拉绳时，货箱恰能以0.2m/s的速度匀速上升。此时工人提升货箱的效率为62.5%。第二个货箱比第一个货箱重500N，工人仍能提起第二个货箱并使第二个货箱以0.1m/s的速度匀速上升。求： （1）第一个货箱未被拉动时，水平地面对货箱的支持力； （2）工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大小。 20．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物；工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升；已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为0.1m2，动滑轮重为100N；不计滑轮组的绳重和摩擦； （1）求第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力； （2）求第一次拉绳子时，货物对地面的压强； （3）求第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率； （4）求第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率。    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年中考物理二轮复习提升训练：机械效率的计算》参考答案 1．(1)600J；(2)66.7；(3)60N。 【详解】(1)工人做的有用功 (2)由图可知，，则绳端移动的距离 s=nh==6m 拉力做的总功 此过程中该装置的机械效率 (3)克服动滑轮重力所做的额外功 由可得，动滑轮的重力 答：(1)工人做的有用功为600J； (2)此过程中该装置的机械效率为66.7； (3)动滑轮的自重为60N。 2．（1）420J；（2）6m；（3）480J；（4）87.5%；（5）30N 【详解】解：（1）工人做的有用功 （2）滑轮组中由3根绳子承担物重，则则绳端移动的距离 s=nh=3×2m=6m （3）拉力做的总功 （4）滑轮组的机械效率 （5）动滑轮的重力 G动=3F-G物=3×80N-210N=240N-210N=30N 答：（1）工人使用滑轮组时做的有用功为420J； （2）绳子自由端移动的距离是6m； （3）拉力做的总功480J； （4）滑轮组的机械效率为87.5%； （5）动滑轮的重力是30N。 3． 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%。 4．(1)2000J；(2)60W；(3)66.7% 【详解】（1）人做的有用功为 W有用=Gh=1000N×2m=2000J （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 人做功的功率为 P===60W （3）滑轮组的机械效率为 η===66.7% 答：（1）人做的有用功为2000J；（2）人做功的功率为60W；（3）滑轮组的机械效率为66.7%。 5．(1) 1000J；(2)120W；(3)83.3% 【详解】(1)提升装置所做的有用功 W有=Gh=500N×2m=1000J (2)拉力F为 绳子自由端移动距离为 s=3h=3×2m=6m 拉力F的做功为 W总=Fs=200N×6m=1200J 拉力F用时为 拉力F做功的功率 (3)该滑轮组的机械效率 答：(1)提升装置所做的有用功为1000J。 (2)拉力F做功的功率为120W。 (3)该滑轮组的机械效率为83.3%。 6．（1）90J；（2）10W；（3）90% 【详解】解：（1）物体移动距离 s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m 由图知，动滑轮上承载的绳子的段数n＝2，忽略绳重和滑轮间的摩擦，由可得，物体受到的拉力 对物体A做的有用功 W有＝F′s物＝90N×1m＝90J （2）由 得到拉力的总功率 P＝Fv＝Fnv物＝50N×2×0.1m/s＝10W （3）滑轮组的机械效率 答：（1）拉力F对物体A做的有用功为90J； （2）拉力F做功的总功率为10W； （3）该滑轮组的机械效率为90%。 7．（1）960J；（2）240J；（3）80% 【详解】解：（1）克服物体重力做的有用功 W有=Gh=480N×2m=960J （2）由图知，承担重物绳子的段数n=3，拉力做的总功 W总=Fs=Fnh=200N×3×2m=1200J 由W总=W有+W额可得额外功 W额=W总-W有=1200J-960J=240J （3）机械效率 答：（1）有用功是960J； （2）额外功是240J； （3）机械效率是80%。 8．(1)220J；(2)20J；(3)91.7% 【详解】(1)由题意，圆桶重 圆桶中的水重为 根据图示，动滑轮与3股绳子接触，即n=3，有用功转化为圆桶及其中水的重力势能，即 (2)拉力做的总功为 所做的额外功为 (3)滑轮组的机械效率为 答：(1)该同学做的有用功为220J； (2)该同学做的额外功为20J； (3)滑轮组的机械效率为91.7%。 9．(1)12m/s    (2) 106J      (3) 0.029kg 【分析】（1）已知汽车通过的路程和所用时间，利用v=计算汽车的平均速度．（2）因前10秒内，汽车做变速运动，引力不等于阻力，不能利用W=Fs直接计算功；在后10秒内，根据二力平衡的条件，求出牵引力大小，知道汽车的功率不变，利用W=Pt求在0-10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功；（3）由η=×100%结合Q=mq可求得汽油质量． 【详解】(1)汽车的平均速度：v===12m/s； (2)由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=20m/s， 根据二力平衡条件可得，此时牵引力：F=f=5000N， 则汽车的功率为：P===Fv=5000N×20m/s=105W， 因汽车的功率不变，故在0−10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功：W=Pt=105W×10s=106J； (3)由η==，可得：m==≈0.029kg. 10．(1)120W (2)66.7% (3)40N 【详解】（1）拉力做功的功 拉力做功的功率 （2）有用功为 斜面的机械效率 （3）物体受到的摩擦力做功为额外功 物体受到的摩擦力 11．（1）100N；（2）400N；（3）1600J；（4）87.5% 【详解】解：（1）在金属块还未露出水面时，金属块浸没在水中，因此金属块排开水的体积为 根据阿基米德原理可得，此时金属块所受到的浮力为 （2）由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，则人的拉力为 （3）拉力端移动的距离为 根据W=Fs可得，金属块未露出水面时，人的拉力所做的功（即总功）为 （4）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，动滑轮对金属块的拉力为 有用功为 根据可得，装置的机械效率为 答：（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N； （2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N； （3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J； （4）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，装置的机械效率为87.5%。 12．（1）1.5×107J；（2）30%；（3）1.75×104N 【详解】解：（1）由题意可知，车从山底开到山顶所做的有用功 （2）由可知，汽车从山底开到山顶所做的总功 由可知，山坡的机械效率 （3）由题意可知，额外功 由可知，汽车在山坡上行驶时的摩擦力 答：（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功为1.5×107J； （2）山坡的机械效率为30%； （3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。 13．(1)83.3%；(2)20N 【详解】(1)使用斜面做的有用功 拉力做的总功 斜面的机械效率 斜面的机械效率是83.3%。 (2)因为 所以克服摩擦力做的额外功 由得摩擦力大小 物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小是20N。 答：(1)斜面的机械效率为83.3%。 (2)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为20N。 14．（1）400J；（2）80%；（3）50N 【详解】（1）运动过程中所做的有用功即为克服重力做的功，即 （2）做的总功为 则斜面的机械效率为 （3）根据功的计算公式可知推力F大小为 答：（1）运动过程中所做的有用功为400J； （2）斜面的机械效率为80%； （3）推力F大小为50N。 15．（1）2.4×104J；（2）5000N；（3）3000W 【详解】解：（1）提升建材做的有用功为 W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J （2） 由 可知，拉力做的总功为 由图可知，动滑轮上绕3条绳，n=3，所以绳子自由端移动的距离为 s=nh=3×2m=6m 则绳端的拉力为 （3）拉力的功率为 答：（1）提升建材做的有用功为2.4×104J； （2）绳端的拉力为5000N； （3）拉力的功率为3000W。 16．（1）300W，83.3%；（2）187.5J；（3）1480N 【详解】解：（1）由图丙可知，在2~3s内，重物做匀速运动，v1=2.50 m/s，拉力F1=40N，由图甲可知，动滑轮上有三股绳子承重，则绳子自由端的移动距离s1为重物上升高度h1的3倍，则绳子自由端移动的速度v2是物体v1上升速度的三倍，即 v2=3v1=3×2.50 m/s=7.5m/s 则由P=Fv可得，拉力F的功率为 P=F1v2=40N×7.5m/s=300W 滑轮组的机械效率为 不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为 G动=3F-G=3×40N-100N=20N （2）由图乙可知，在1~2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h=1.25m，拉力通过的距离 s=3h=3×1.25m=3.75m 拉力F所做的功为 W=F2s=50N×3.75m=187.5J （3）绳子能承受的最大拉力是1500N，小李体重500N，由受力分析可知，他站在地面向下拉绳子的最大拉力等于体重，即F大=500N，所以能提升的物体的最大重力为 G大=3F大﹣G动=3×500N﹣20N=1480N 答：（1）在2~3s内，拉力F的功率为300W，滑轮组的机械效率为83.3%； （2）在1~2s内，拉力F所做的功为187.5J； （3）最大能提升1480N的物体。 17．（1）；（2） 【详解】解：（1）由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，在2s内，重物及动滑轮升高的高度为 不计绳重和摩擦，所以对动滑轮做的功为额外功，额外功为 （2）拉力做的总功为 人的拉力F为 答：（1）F做的额外功是； （2）人的拉力F为。 18．(1)240W；(2)80%；(3)240N 【详解】解：(1)由图可知，n=3，则绳端移动的速度为 由可得，拉力F做功的功率为 (2)滑轮组的机械效率为 (3)不计绳重和摩擦力，由可得，动滑轮的重力为 答：(1)拉力F做功的功率为240W； (2)滑轮组的机械效率为80%； (3)动滑轮的重为240N。 19．（1）400W；（2）190N 【详解】由图可知，，重物、人和动滑轮共有4段绳子承担，即n=4，提升第一个货箱时，机械效率 则货物重力 货箱恰能匀速上升，则 动滑轮重力 工人用F0＝500N的竖直向下的力拉绳时，没有提起货箱，对人受力分析有 人受到的支持力 人对货箱的压力 动滑轮对货箱的拉力 水平地面对货箱的支持力 （2）第二个货箱重力 第二次提升总重力 第一次提升总重力 工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量 答：（1）水平地面对货箱的支持力为400N； （2）工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量为190W。 20．（1）800N；（2）4000Pa；（3）90%；（4）90W 【详解】解：（1）工人施加的拉力F=200N，由于力的作用是相互的，工人受到的拉力 F拉=F=200N 提升重物时对水平台面的压力 F压=F拉+G人=200N+600N=800N （2）由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，拉力 解得货物对地面的压力 F压′=400N 则第一次拉绳子时，货物对地面的压强为 （3）第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率 （4）第二次拉绳子的过程中，工人拉力 由于n=3，自由端绳子移动的速度 v=3v物=3×0.09m/s=0.27m/s 根据 得拉力F′的功率 答：（1）第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N； （2）第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa； （3）第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%； （4）第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为90W。 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 $$