期末专题：机械效率计算题（专项训练）-2025-2026学年苏科版九年级上学期物理

期末专题：机械效率 1．如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为6000N的重物匀速吊起5m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。 (1)求提升重物做的有用功。 (2)求绳端的拉力。 (3)若动滑轮及挂钩的总重为1200N，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。 2．用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用120N的力向下拉，使物体5s内匀速上升5m。求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力做功的功率。 3．如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在10s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升3m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为，求： (1)滑轮组对重物做的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 4．某工人用如图所示的滑轮组将仓库中的一箱货物沿水平地面以0.25m/s的速度匀速拉出。已知货物受到地面的摩擦力为600N，该过程滑轮组的机械效率为75%，一共用时100s将货物拉出仓库。求此过程中： (1)工人做的有用功； (2)工人的拉力； (3)工人拉力的功率。 5．如图所示，用一块直木板将重500N的箱子匀速拉上平台。已知拉力F为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求： (1)上移过程中拉力做的总功； (2)箱子与斜面之间的摩擦力。 6．如图的装置，甲、乙分别表示两个滑轮组，连接滑轮和物体的细绳相同，绳子能承受的最大拉力为500N，物块重为200N，动滑轮重均为20N，当甲绳自由端拉力为400N，乙绳自由端拉力为150N时，物块在水平方向匀速向左运动；当甲的绳端拉力为340N，乙的绳端拉力为时，物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，物块与水平地面粗糙程度均匀，忽略绳重及滑轮转轴摩擦。求： (1)物块与地面之间的滑动摩擦力大小； (2)的大小； (3)物块匀速移动时，乙滑轮组的最大机械效率。 7．如图所示，工人将重力为1000N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，所用时间为20s。若斜面长s为20m，斜面高h为6m，拉力F为400N。求： (1)工人所做的有用功。 (2)拉力做功的功率。 (3)物体受到斜面的摩擦力。 8．如图是一种塔式起重机上的滑轮组，竖直向上匀速起吊的物体时，使重物升高，已知此时滑轮组的机械效率为80%，起吊动滑轮和物体的绳子共4股，取，求： (1)所做的有用功是多少? (2)所做的总功是多少? (3)绳端的拉力是多大? 9．家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： (1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强； (2)拉力F的功率； (3)滑轮组的机械效率。 10．有一种重心在支点处的杠杆，它与转轴的摩擦较小，因此机械效率较高。若用这种杠杆将质量72kg的物体匀速提升60cm用了20s，若此时杠杆的机械效率为90%（g取），求： (1)提升该物体所做的有用功； (2)动力F做的总功； (3)动力F做功的功率。 11．如图所示，用一动滑轮将500N的物体在10s内匀速提高0.5m，绳子自由端的拉力为300N。求： (1)有用功多大； (2)拉力做功的功率； (3)动滑轮的机械效率。 12．如图所示，工人用平行于斜面向上的400N的推力在40s内将重为800N的物体匀速推上高为1.5m的车厢，所用的斜面长是4m。求： (1)推力所做的功及功率； (2)斜面的机械效率； (3)物体受到斜面的摩擦力大小。 13．小明用定滑轮将质量为20kg的物体匀速提升2m，所用的拉力为220N。（g取10N/kg）求此过程中： (1)小明做的有用功； (2)小明做的总功； (3)定滑轮的机械效率。 14．如图甲所示，工人用滑轮组运送货物，滑轮组的机械效率随物重变化的图像如图乙所示，10s内将重500N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。求： (1)拉力做功的功率； (2)此时该滑轮组的机械效率（保留一位小数）。 15．如图甲所示，中国高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，图乙为输电线的坠砣牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为200N。P端对输电线的拉力F方向保持水平向左，大小保持为6400N。若某段时间内坠砣串下降了0.2m，求： (1)输电线P端向左移动了 m。 (2)F做的功大小。 (3)滑轮组的机械效率。 16．如图所示是提升重物的装置：长0.9m的杆OA可绕O点自由转动，将重G=180N的物体用轻绳悬挂在杆上B点处，在杆上A点用竖直向上的拉力F，使杆从水平位置缓慢转至图中虚线位置处，重物从位置①被缓慢匀速提升至位置②，B点上升的高度为0.2m，A点上升的高度为0.3m，已知OB=2BA。 (1)若不考虑杆重和摩擦，求杆在水平位置平衡时拉力F的大小； (2)若考虑杆重和O处摩擦，则题述过程中： ①求拉力所做的有用功W有用； ②若拉力所做的额外功为12J，求该装置的机械效率（保留至0.1%）及提升时实际所需的拉力F的大小。 17．工人用如图所示装置，在10s内，将质量为64kg的货物匀速吊起1m，此过程中竖直向上的拉力F为400N，g取10N/kg。求： (1)货物受到的重力； (2)工人做功的功率； (3)动滑轮的机械效率。 18．如图所示，用滑轮组将一正方体物块在5s内沿水平方向匀速拉动10m，绳自由端施加的拉力F的大小为20N，该滑轮组的机械效率为80%。求： (1)拉力F做的功； (2)拉力F做功的功率； (3)物体受到的摩擦力。 19．斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经·经下》里记载了一种斜面引重车，如图所示，该车前轮矮小，后轮高大，前后轮之间装上木板，在后轮轮轴上系紧绳索，通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面上的重物上，只要轻推车子前进，就可以将重物拉到一定高度。工人师傅想用该引重器将质量为200kg的木箱从斜面的底端匀速拉到顶端，已知木箱沿斜面运动了6m，升高了3m，该装置的效率为80%。（不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦）。（取10N/kg） (1)整个过程克服木箱重力做的功是多少？ (2)该斜面引重车对木箱的拉力是多少？ (3)若该装置使用的绳索最大可以提供2000N的拉力，当达到最大拉力时效率为90%，则该装置最大可以牵引的物体质量是多少？ 第2页，共7页 第3页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 《期末专题：机械效率》参考答案 1．(1) 30000J (2) 2500N (3) 1500J 【详解】（1）提升重物做的有用功 （2）总功 从图中可以看出，承担动滑轮和重物的绳子段数 绳端移动的距离 绳端的拉力 （3）克服动滑轮及挂钩的总重所做的额外功 克服摩擦和钢丝绳重所做的功 2．(1) 1000J (2) 83.3% (3) 240W 【详解】（1）从图中可以看出，该滑轮组中承担物重的绳子段数。克服物体重力所做的有用功 （2）拉力作用点移动的距离 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 （3）拉力做功的功率 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）滑轮组对重物做的有用功 （2）由图可知，该滑轮组由3段绳子承担动滑轮和重物，即。绳子自由端移动的距离 拉力F做的总功 拉力F做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 4．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意，货物移动的距离为 工人做的有用功是克服货物受到地面的摩擦力所做的功，则工人做的有用功 （2）根据机械效率的公式，可得工人做的总功为 由图可知，该滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，承担动滑轮的绳子段数，绳子自由端移动的距离为 工人的拉力为 （3）工人拉力的功率为 5．(1)700J (2)100N 【详解】（1）拉力做的总功 （2）将箱子匀速拉上平台的过程中，克服箱子重力所做的功是有用功 克服摩擦力做的功为额外功 所以，箱子与斜面之间的摩擦力为 6．(1)120N (2)180N (3)96.2% 【详解】（1）甲装置是定滑轮，当甲绳自由端拉力为400N时，甲装置对物块的拉力方向向左，即 乙装置是滑轮组，当乙绳自由端拉力为150N时，乙装置对物块的拉力方向向右，即 物块在水平方向匀速向左运动，处于平衡状态，水平方向合力为零，故滑动摩擦力为 （2）当甲的绳端拉力为340N时，甲装置对物块的拉力 由于物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，由力的平衡可知，乙装置对物块的拉力 故乙装置的绳端拉力为 （3）忽略绳重及滑轮转轴摩擦，乙滑轮组的机械效率为 所以当滑轮组乙对物块的拉力最大时，乙滑轮组的机械效率最大；根据题意，当滑轮甲对物块的拉力达到最大值500N时，由力的平衡可知，物块在水平方向匀速向右运动，此时乙装置对物块的拉力最大，为 所以乙滑轮组对物块的拉力最大值为500N时，乙滑轮组的机械效率最大 7．(1)6000J (2)400W (3)100N 【详解】（1）工人所做的有用功是克服物体重力所做的功，则有用功为 （2）拉力做的功是总功，则 拉力做功的功率为 （3）克服摩擦力做的功是额外功，则额外功为 则物体受到斜面的摩擦力为 8．(1) (2) (3)2500N 【详解】（1）由题可知，物体的重力为 由得，起重机对物体做的有用功为 （2）由可得，总功为 （3）由题意可知，承担动滑轮和物体的绳子股数，绳端移动的距离为 由得，绳端的拉力为 9．(1) (2)160W (3)90% 【详解】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强 （2）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数n=2。不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力为 在100s内，绳子自由端移动的距离s=nh=2×20m=40m 拉力F所做的总功 拉力F的功率 （3）提升包装箱所做的有用功 滑轮组的机械效率 10．(1) (2) (3) 【详解】（1）有用功为克服物体重力所做的功，物体被提升高度，则提升该物体所做的有用功 （2）由题知，此时杠杆的机械效率为90%，由机械效率公式可得 （3）由功率公式可得， 11．(1)250J (2)30W (3)83.3% 【详解】（1）有用功是克服物体重力所做的功，有用功W有用=Gh=500N×0.5m= 250J （2）该滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.5m=1m 拉力做的总功W总=Fs=300N×1m=300J 拉力做功的功率P===30W （3）动滑轮的机械效率η =×100% =×100% ≈ 83.3% 12．(1)1600J， 40W。 (2)75% (3)100N 【详解】（1）推力做的功是总功，大小 推力的功率为 （2）克服物体重力做的功是有用功，大小是 斜面的机械效率为 （3）克服摩擦力做的功是额外功。根据可知，额外功为 额外功是克服摩擦力做的功，设摩擦力为f，则 13．(1)400J (2)440J (3)90.9% 【详解】（1）物体重力 小明做的有用功 （2）定滑轮不省距离，拉力移动距离 小明做的总功 （3）定滑轮的机械效率 14．(1) 120W (2) 83.3% 【详解】（1）由图甲可知，该滑轮组由3段绳子承担物重和动滑轮重，即n=3，由图乙可知，当物重G1=400N时，滑轮组的机械效率η1=80%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 将G1=400N，η1=80%代入上式，可得 解得动滑轮的重力 G动 = 100N。 当提升G2=500N的物体时，绳子自由端的拉力为 绳子自由端移动的距离为s=nh=3×2m=6m 拉力做的总功为W总=Fs=200N×6m=1200J 拉力做功的功率为 （2）当提升500N的物体时，所做的有用功为W有用=G2h=500N×2m=1000J 此时滑轮组的机械效率为 15．(1)0.1m (2)640J (3)80% 【详解】（1）由乙图可知，n=2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h=2sP， 则输电线P端向左移动的距离 （2）F对输电线所做的功 （3）总功 滑轮组的机械效率 16．(1)120N (2)36J，75%，160N 【详解】（1）当杆在水平位置平衡时，此装置为杠杆。根据题意，杆长OA = 0.9m，且OB = 2BA，因为 所以 则 阻力臂为 动力臂为OA = 0.9m。根据杠杆平衡条件可得 代入数据可得 解得F = 120N。 （2）① 拉力所做的有用功W有用是指克服物体重力所做的功，已知物体重G=180N，物体被提升的高度，拉力所做的有用功 ②拉力所做的总功等于有用功与额外功之和，已知额外功为12J，总功为 该装置的机械效率为 提升时实际所需的拉力F'所做的功为总功，拉力作用点A上升的高度为hA = 0.3m，实际所需的拉力 17．(1)640N (2)80W (3)80% 【详解】（1）设货物质量为m=64kg，重力加速度取g=10N/kg，则货物重力G=mg=64kg×10N/kg=640N （2）因安装的是单个动滑轮，货物上升1m时，工人需将绳子拉动2m，设拉力为F=400N，则工人对绳子做的总功为W总=Fs=400N×2m=800J 货物上升所用时间t=10s，故工人做功的功率 （3）动滑轮的机械效率η为有用功与总功的比值，货物上升时有用功为W有用=Gh=640N×1m=640J 则动滑轮的机械效率 18．(1)400J (2)80W (3)32N 【详解】（1）由题意可知，绳自由端移动的距离s'=ns=2×10m=20m 拉力F做的功为W=F×s'=20N×20m=400J （2）拉力F做功的功率 （3）由滑轮组机械效率可得，克服摩擦力做的有用功W有=ηW总=80%×400J=320J 则物体受到的摩擦力 19．(1)6000J (2)1250N (3)360kg 【详解】（1）木箱重力为 整个过程克服木箱重力做的功为 （2）工人做的总功为 该斜面引重车对木箱的拉力为 （3）由代入得 解得，则该装置最大可以牵引的物体质量是 答案第8页，共9页 答案第9页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $