2025年中考物理第一轮专题训练：简单机械及机械效率的综合计算题

2025年中考物理第一轮专题训练：简单机械及机械效率的综合计算题 一、计算题 1．用如图所示的滑轮组提升重物，物体重为，拉动物体匀速上升，所用的时间是，拉力做的功是，求： (1)拉力做功的功率； (2)滑轮组的机械效率。 2．如图所示，一建筑工人用滑轮组提升重为210N的重物，动滑轮重为30N，不计摩擦及绳重，若工人在5s内将重物匀速提高2m。求： （1）工人使用滑轮组时做的有用功为多少？ （2）工人拉绳子的力为多大？拉力的功率为多少？ （3）滑轮组的机械效率为多少？ 3．杠杆平衡时，动力臂L1为0.6米，阻力F2的大小为60牛，阻力臂L2为0.2米，求动力F1的大小． 4．某轻质杠杆的动力臂为0.3米，阻力臂为0.2米，杠杆所受阻力F2为30牛，求：当杠杆平衡时，作用在杠杆动力F1． 5．如图所示滑轮组，绳重和摩擦均不计，物体重20N，绳端拉力为8N。在拉力的作用下物体以10cm/s的速度匀速上升20s。求： （1）动滑轮重； （2）拉力做的功； （3）该滑轮组的机械效率。    6．已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问： （1）此木料的密度为多少？ （2）如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平，其中AO＝BO，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。 （3）若在（2）中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。 7．如图是利用卷扬机，将建筑材料A运送到高处的示意图。已知建筑材料A重600 N，在40s内A上升了10 m，卷扬机对绳子的拉力为 400N。求； （1）绳子自由端的移动速度； （2）卷扬机对绳子做功的功率； （3） 该机械的机械效率。 8．图甲是建筑工地上的起重机，图乙是其吊臂上的滑轮组装置。将质量为2t的货箱在10s内以0.2m/s的速度匀速竖直提升，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。求这段时间内： （1）货箱上升的高度； （2）滑轮组所做的有用功； （3）吊臂上电动机拉力F做功的功率。 9．一个体重为的人，双脚与地面的接触面积为，用图甲所示的滑轮组提升物体，已知被提升的物体重为，若人作用在绳子自由端的拉力将物体以的速度匀速提升到的高度，拉力做的功随时间的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小。求： （1）滑轮组提升重物所做的有用功； （2）滑轮组提升重物的机械效率； （3）动滑轮的重力； （4）提升物体时，人对地面的压强。 10．如图所示是黄石建设中常见的一种起重机的简化图，为了保证起重机吊起重物时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0；已知OA＝12m，OB＝4m。用它把质量为3×103kg，底面积为0.5m2、高为2m的长方体石墩G吊起。 （1）起吊前，石墩静止在水平地面时，它对地面的压强是多少？ （2）若石墩匀速从地面上吊起，起重机横梁始终保持水平，若起重机横梁自重不计，OA、OB的长度不变，右边的配重m0为多少千克？ 11．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N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）滑轮组的机械效率 . （3）人做功的功率 . 12．某工人用如图所示的滑轮组将物体匀速提升了2m，所用拉力F为300N，在提升重物的过程中，有用功是900J。求： (1)工人做的功； (2)该滑轮组的机械效率。 13．用如图所示的滑轮组提升物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度A为，滑轮组的机械效率为，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求： （1）拉力F做功的功率P； （2）物体A所受的重力GA； （3）动滑轮所受的重力G动； （4）内滑轮组做的额外功W额。    14．如图所示，边长为40cm的平整正方体货箱，重为500N。工人用滑轮组将其匀速竖直提升2m，所用拉力为300N，忽略摩擦及绳重。求： （1）工人做的有用功； （2）该滑轮组的机械效率； （3）该装置中，工人拉力减小至100N时，最后货箱对水平地面的压强。 15．某同学用如图所示的滑轮组提升重物，已知动滑轮重48N，当用大小为80N拉力F作用在绳子自由端时，重物在10s内竖直向上匀速运动了0.6m。忽略绳重和摩擦，求： （1）拉力F做功的功率； （2）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年中考物理第一轮专题训练：简单机械及机械效率的综合计算题》参考答案 1．(1)；(2) 【详解】(1)拉力做的功为总功，收拉力做功功率为 (2)拉力做的有用功为 滑轮组的机械效率为 答：(1)拉力做功的功率为； (2)滑轮组的机械效率为。 2．（1）；（2）80N；96W；（3）87.5% 【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，则工人拉绳子的力 拉力的功率 （3）拉力做的总功 滑轮组的机械效率 答：（1）工人使用滑轮组时做的有用功为； （2）工人拉绳子的力为80N；拉力的功率为96W； （3）滑轮组的机械效率为87.5%。 3．20N 【详解】由杠杆平衡条件可知 则动力 答：动力F1为20N． 4．20N 【详解】由杠杆平衡条件知道： F1×l1＝F2×l2， 即 F1×0.3m＝30N×0.2m， 则动力是 F1＝20N， 答：杠杆平衡时的动力为20N． 5．（1）4N；（2）48J；（3）83.3% 【详解】解：（1）滑轮组有三段绳子承担总重 动滑轮重 （2）物体上升的高度 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 （3）滑轮组有三段绳子承担总重，所以，滑轮组的机械效率 答：（1）动滑轮重4N； （2）拉力做的功为48J； （3）该滑轮组的机械效率为83.3%。 6．（1）600kg/m3；（2）300N；（3）变小 【详解】解：（1）由题知木料质量为60kg，体积为0.1m3，带入密度公式得： （2）木料重力 G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N 以A为支点，可以将质量分布均匀的木料所受的重力等效于其重心O点，则 则由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得： F乙×AB＝G×AO 即 （3）当乙的作用点向O靠近时，此时作用点记为B′；以A为支点，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得： F乙×AB′＝G×AO 即 当乙向O点靠近，AB′减小，G与AO不变，则F乙变大；因为木料处于平衡状态，故所受合力为零，则有 F乙+F甲＝G 因F乙变大，所以F甲变小。 答：（1）木料密度为600kg/m3； （2）此时乙对木料的作用力为300N； （3）当乙的作用点从B点向O点靠近时，F甲变小。 7．（1）0.5m/s；（2）200W；（3）75% 【详解】解：（1）绳子自由端的移动距离为 绳子自由端的移动速度为 （2）卷扬机对绳子做功的功率为 （3）卷扬机对A做的有用功为 卷扬机做的总功为 机械的机械效率 答：（1）绳子自由端的移动速度是0.5m/s； （2）卷扬机对绳子做功的功率是200W； （3） 该机械的机械效率是75%。 8．（1）2m；（2）4×104J；（3）5×103W 【详解】解：（1）将质量为2t的货箱在10s内以0.2m/s的速度匀速竖直提升，则货箱上升的高度为 h＝vt＝0.2m/s×10s＝2m （2）滑轮组所做的有用功为 W有＝Gh＝mgh＝2×103kg×10N/kg×2m＝4×104J （3）根据可知，滑轮组所做的总功为 吊臂上电动机拉力F做功的功率为 答：（1）货箱上升的高度为2m； （2）滑轮组所做的有用功为4×104J； （3）吊臂上电动机拉力F做功的功率为5×103W。 9．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）滑轮组提升重物所做的有用功为 （2）物体上升时间      据图乙可知，当物体上升时，拉力做的总功是， 滑轮组提升重物的机械效率 （3）由图甲可知 所以绳子自由端移动的距离 根据 可得，拉力为 ； 不计钢丝绳的重、摩擦力大小，由 得，动滑轮的重力为 （4）提升重物时，人对地面的压力 人对地面的压强 答：（1）滑轮组提升重物所做的有用功为 （2）滑轮组提升重物的机械效率为。 （3）动滑轮的重力为。 （4）提升物体时，人对地面的压强为。 10．（1）6×104Pa；（2）9×103kg 【详解】（1）石墩对地面的压力为 F=G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N 石墩静止在水平地面时，它对地面的压强 （2）石墩匀速从地面上吊起，所以 FA＝G＝3×104N 根据杠杆平衡条件可得 FA•AO＝FB•BO 所以 FB＝＝＝9×104N 配重的质量 答：（1）起吊前，石墩静止在水平地面时，对地面压强为6×104Pa。 （2）右边的配重m0为9×103kg。 11． 2400J 80% 60W 【详解】解：（1）人做的有用功为W有用=Gh=1200N×2m=2400J； （2）由图可知，承担重物和动滑轮重的绳子股数n=2，所以绳子下拉距离s=2×2m=4m， 拉力做的功为W总=Fs=750N×4m=3000J， 所以滑轮组的机械效率． （3）人做功的功率 答：（1）人所做的有用功为2400J；（2）滑轮组的机械效率是80%；（3）人做功的功率为60W； 12．(1)1200J (2)75% 【详解】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离 s=nh=2×2m=4m 工人做的功 W总=Fs=300N×4m=1200J （2）滑轮组的机械效率 13．（1）160W；（2）640N；（3）160N；（4）320J 【详解】解：（1）由图可知绳子承重端，则绳子自由端移动的速度 拉力做功的功率 （2）由可知，物体A所受的重力 （3）因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力 （4）10s内物体上升的高度 因为不计绳重和滑轮与轴的摩擦，所以滑轮组做的功为额外功，即 答：（1）拉力F做功的功率为160W； （2）物体A所受的重力为640N； （3）动滑轮所受的重力为160N； （4）10s内滑轮组做的额外功为320J。 14．（1）1000J；（2）83.3%；（3）2500Pa 【详解】解：（1）工人做的有用功 W有用=Gh=500N×2m=1000J （2）由图可知，该滑轮组n=2，滑轮组的机械效率 （3）忽略摩擦及绳重，动滑轮的重力 G动=nF-G=2×300N-500N=100N 工人拉力减小至100N时，最后货箱对水平地面的压力 F压=G+G动-nF后=500N+100N-2×100N=400N 最后货箱对水平地面的压强 答：（1）工人做的有用功为1000J； （2）滑轮组的机械效率为83.3%； （3）最后货箱对水平地面的压强为2500Pa。 15．（1）14.4 W；（2）80% 【详解】解：（1）由图可知，该滑轮组绳子的段数n=3，绳子自由端移动距离为 s=nh=3×0.6m=1.8m 所以拉力F作的功 W=Fs=80N×1.8m=144J 所以拉力F做功的功率 P===14.4W （2）由于不计绳重和摩擦，所以根据公式可得重物的重力为 G物=nF-G动=3×80N-48N=192N 所以滑轮组的机械效率为 η=80% 答：（1）拉力F做功的功率为14.4W； （2）滑轮组的机械效率为80%。 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 $$