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．小文的体重为600 N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103 Pa．已知小文与地面的接触面积为400．当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%．已知重物A重物B所受重力之比GA︰GB=5︰12，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg．求： （1）提升重物A时小文对地面的压力． （2）物体A的密度． （3）在水中提升重物A时滑轮组的机械效率． （4）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度匀速上升，求小文拉绳的功率P． 2．“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器，截至目前，共计搭载我国科研人员进行了21次万米深潜，为我国开展不同深渊海底环境、地质与生命等多学科研究提供了宝贵的资料。如图甲所示，是“奋斗者”号完成任务出水后，用起重机将重2.25×105N的潜水器吊起，回收到母船上的情形，我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号离开水面后吊起时，电动机对钢绳自由端的拉力F为7.5×104N，用时200秒，“奋斗者”号匀速上升了10m。求此次回收“奋斗者”号的过程中： （1）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功是多少焦？ （2）滑轮组绳子自由端移动的距离是多少米？ （3）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功是多少焦？ （4）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功率是多少瓦？ （5）滑轮组的机械效率为多少？ 3．为了迎接扬州建城2500周年，建筑工人对扬州古建筑进行维修，需要将建筑材料运送到6m高的楼顶上，工人搭建了长12m、高6m的斜面。工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重为600N的建筑材料成功运上楼顶，如图所示。求该过程中： （1）工人所做的有用功和总功；     （2）斜面的机械效率；     （3）工人所做的额外功和物体所受斜面的摩擦力。 4．水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用的时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3000 N． (1)起重机起吊该箱子的机械效率是多少？ (2)钢丝绳上拉力的功率是多少？ 5．在建设工地上，工人把重 1000N 的物体沿着长 s=5m、高 h=1m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为 250N（不计空气阻力）．求： （1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功 ？     （2）工人使用斜面做功的机械效率是多少 ？     （3）物体和斜面之间的摩擦力是多大 ？ 6．如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。 （1）工人做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。 7．如图，一卡车车厢底板距地面1.5m高，小明把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1000N，求 (1)把木箱由B处推动A处，用了30s时间，求木箱的运动速度； (2)小明推木箱做了多少功？ (3)这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数） 8．如图所示，站在水平地面上的小林想通过杠杆AB和动滑轮拉起同样站在水平地面上的小新。杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动，且OA:OB=1:2，小林的质量m1=50kg。小新的质量m2=48kg小新双脚与地面接触面积S=400cm2，当小林施加竖直向下的拉力F1时，小新未被拉动，此时小新对地面的压强p=2.5×103Pa，小林对地面的压强为p1；当小林施加竖直向下的拉力F2时，小新刚好被拉起，小林对地面的压强为p2，且p1:p2=16:15。不计绳重，杠杆重力和一切摩擦，g取10N/kg。求: （1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力FN； （2）动滑轮重力G动。 9．如图用滑轮组提起重630N的物体，绳子自由端拉力F为300N，重物以0.2m/s的速度匀速上升3m，不计摩擦和绳重，求： （1）滑轮组对物体做的有用功 （2）滑轮组的机械效率. （3）拉力做功的功率. 10．如图所示，平行于斜面的拉力F将一块重10Ｎ的木块匀速拉上一个长为2m，高为0.5m的斜面，已知F大小等于3N，求在这过程中，克服重力做了多少功？拉力F做了多少功？机械效率是多大？    11．如图，用一个动滑轮，把重100N的物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求：   （1）动滑轮的机械效率；     （2）若用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，机械效率是多少？（不计绳重及摩擦） 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，一根均匀的细木棒OC，OC＝4OA，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2 m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦。求： （1）提升该物体做的有用功。 （2）拉力所做的总功。 （3）木棒的重力。 14．湛江港一装卸工人用如图l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：(g取10N／kg) (1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m2，求货物对地面的压强． (2)提升时绳子自由端的速度． (3)拉力F的功率． (4)此滑轮组的机械效率． 15．在“测滑轮组的机械效率”实验中，定滑轮和动滑轮如图所示，被拉起的钩码重1.96 N,作用在绳子自由端的实际拉力为0.82 N，绳子移动的距离为0.3 m ,钩码升高的距离为0.1 m. （1）据测量数据，对滑轮组做的总功是 J； （2）滑轮组做的有用功是 J； （3）该滑轮组的机械效率是 ； （4）在图中画出实验时滑轮组上绳的绕法，并用箭头标出拉力F的方向 . 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) 350N (2) 3.75×103 kg/m3  (3) 55%   （4）120W 【详解】（1）人受地面的支持力：F支=F压=P人S人=8.75×103Pa×400×10-4m2=350N 则人对地面的压力为350N； （2）人对绳子的拉力：F拉=G人-F支=600N-350N=250N A所受浮力为：F浮=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N 则物体及动滑轮的重力之和：GA+G动=2F拉+F浮=2×250N+100N=600N 即：GA+G动=600N          ① B在空气中：ηB=GBh/(GB+G动)h=80%        ② GA：GB=5：12          ③ 由①②③式可得物体A的重力：GA=375N，G动=225N 则物体A的密度：ρA=GA/gVA＝375N/(10N/kg×0.01m3)=3.75×103kg/m3 （3）A在水中时，滑轮对物体的拉力为GA-F浮； 则滑轮组的机械效率：ηA=(GA−F浮)h/F拉×2h=(375N−100N)/2×250N=55% （4）物体离开水面后，拉力的功： P=F'拉•v拉=GA+G动/2×2v物=600N/2×2×0.2m/s=120W． 2．（1）2.25×106；（2）40；（3）3×106；（4）1.5×104；（5）75% 【详解】解：（1）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功 （2）由图乙滑轮组可知n=4，货物上升的高度h=10m，则自由端移动的距离 s=nh=4×10m=40m （3）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功 （4）根据得，滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功率为 （5）滑轮组的机械效率为 答：（1）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功是2.25×106J； （2）滑轮组绳子自由端移动的距离是40m； （3）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功是3×106J； （4）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功率是1.5×104W； （5）滑轮组的机械效率为75%。 3．（1）3600J，4800J；（2）75%；（3）1200J，100N 【详解】解：（1）根据题意有用功为克服重力做的功 总功为 （2）机械效率为 （3）根据额外功等于总功减去有用功，可得额外功为 据题意可知额外功等于克服摩擦力所做的功，即，所以有 答：（1）工人所做的有用功为3600J，总功为4800J；        （2）斜面的机械效率为75%；        （3）工人所做的额外功为1200J，物体所受斜面的摩擦力为100N。 4．(1)83.3%   (2)1 800 W 【详解】解：（2）有用功： W有=Gh=5000N×3m=15000J， 总功： W总=FS=F•2h=3000N×2×3m=18000J， 起重机起吊该箱子的机械效率： η=×100%=×100%≈83.3%． （2）钢丝绳上拉力的功率： P===1800W． 5． 1250J 80％ 50N 【详解】(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功： W总＝Fs＝250N×5m＝1250J； (2)工人做的有用功：W有＝Gh＝1000N×1m＝1000J， 工人使用斜面做功的机械效率：η＝W有W总×100%＝1000J1250J×100%＝80%； (3)克服摩擦力做的额外功：W额＝W总−W有＝1250J−1000J＝250J， 由W额＝fs可得，物体和斜面之间的摩擦力：f＝＝＝50N. 6．（1）2400J；（2）75%；（3）200N 【详解】（1）工人做的有用功 W有＝Gh＝2400×1m＝2400J （2）所做总功为 W总＝Fs＝800N×4m＝3200J 斜面的机械效率为 （3）此过程的额外功为 W额＝W总﹣W有＝3200J﹣2400J＝800J 由W额＝fs知道，摩擦力为 答：（1）工人做的有用功为2400J； （2）斜面的机械效率为75%； （3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为200N。 7．(1) 0.1m/s；(2) 1800J；(3) 83.3%。 【分析】(1)已知木箱在推力的作用下移动的距离是3m，运动时间是30s，代入公式就可以求木箱的运动速度； (2)已知推力F=600N，木箱升高的高度是1.5m，利用公式计算出小明推木箱做的功； (3)要求斜面的机械效率，需要利用公式再求出有用功，最后利用公式 计算出结果。 【详解】(1)木箱运动的速度为： ； (2)小明推木箱做的功为： ； (3)推木箱时做的有用功为： ， 斜面的机械效率为： 。 答：(1)木箱运动的速度为0.1m/s；(2)小明推木箱做了1800J的功；(3)这个过程中，斜面的机械效率是83.3%。 8．（1）100N；（2）20N 【详解】（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力为 （2）小新的重力为 小林的重力为 当小林施加竖直向下的拉力F1时，小新受到的拉力为 当小林施加竖直向下的拉力F2时，小新刚好被拉起，此时小新受到的拉力为 设小新受到的拉力为F拉，杠杆A端所受的拉力为 根据杠杆平衡的条件可得，小林给杠杆的拉力为 小林对地面的压力等于小林受到的支持力，则 小林对地面的压强为 当小林施加竖直向下的拉力F1时，压强为 当小林施加竖直向下的拉力F2时，压强为 两次压强之比为 根据上式可解得动滑轮的重力为20N。 答：（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力为100N。 （2）动滑轮重力为20N。 9．（1）1890J；（2）70%；（3）180W 【分析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3， （1）知道物体重和提升的高度，利用W=Gh求滑轮组对重物所做的有用功； （2）求出拉力端移动的距离s=2h，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做的功； 滑轮组的机械效率可用公式计算得出． （3）又知道做功时间，根据求拉力的功率． 【详解】（1）滑轮组对重物所做的有用功： W有用=Gh=630N×3m=1890J； （2）由图知，n=3，s=3h=3×3m=9m， 总功为：W总=Fs=300N×9m=2700J； 机械效率为； ． （3）做功时间为： ； 做功功率为； ． 10．5J，6J，83.3% 【详解】解：克服重力做的功为 拉力F做的功，即总功为 机械效率是 答：在这过程中，克服重力做了5J；拉力F做了6J；机械效率是83.8%。 11．（1）83.3%；（2）100N，90% 【详解】解：（1）由题可知使用的是动滑轮，通过动滑轮绳子段数n=2，  动滑轮的机械效率为 （2）不计绳重及摩擦，根据可知，提起100N物体时，可得 动滑轮的重力为，当提升重为180N的物体时，绳子自由端的拉力 此时的机械效率 答：（1）动滑轮的机械效率为83.3%； （2）作用在绳子自由端的拉力为100N，此时机械效率是 90%。 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）36J；（2）40J；（3）10N 【详解】解：（1）有用功是对该物体做的功，故有用功为 （2）由 得到 （3）由于OC＝4OA，B为OC的中点，故OB＝2OC，当物体匀速提升0.2 m时，杠杆的重心B点将上升0.4m，此时对杠杆做的功为额外功，则 由于，，故 答：（1）提升该物体做的有用功为36J； （2）拉力所做的总功40J； （3）木棒的重力为10N。 14．(1) 2×104Pa．(2) 0.08m/s．(3) 40W；(4) 80% 【详解】(1)货物对地面的压强P= (2)提升时绳子自由端的速度 (3)拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W (4)此滑轮组的机械效率 15． 0.246 0.196 80% 【详解】(1)作用在绳子自由端的实际拉力：F＝0.82N，绳子自由端移动的距离：s＝0.3m， 对滑轮组做的总功：W总＝Fs＝0.82N×0.3m＝0.246J；(2)被拉起的钩码重：G＝1.96N，钩码升高的高度：h＝0.1m，有用功：W有用＝Gh＝1.96N×0.1m＝0.196J；(3)滑轮组的机械效率： η＝＝80% (4)绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m，与动滑轮相连的绳子段数为：n＝sh＝0.3m0.1m＝3，3为奇数，所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上，然后依次绕过定滑轮、动滑轮，如下图所示： ． 点睛： 物体被提高的高度为h，绳子末端移动的距离为S，则S＝nh，求出绳子段数n后，按“奇动偶定”的原则绕线． 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 $$