考点十一 机械效率计算专题—2026年中考物理二轮复习高频考点突破专项训练

考点十一 机械效率计算专题—2026年中考物理二轮复习高频考点突破试卷 一、计算题 1．体重600N的李师傅在装修施工时，利用如题图所示的滑轮组来提升装修材料。他用200N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，不计绳重及摩擦。求： （1）绳子自由端移动的速度； （2）动滑轮的重力； （3）他最多可以提起多重的物体。 2．在物理项目化学习活动中，某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和A内所盛水的总重为5N，圆柱形浮筒B底面积为，重为18N。电路中电源电压恒定，为定值电阻，压敏电阻（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，上表面积为，阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为20cm，B浸入水中的深度为7cm（未浸没），闭合开关S，此时电流表示数。若不计绳重和摩擦，水的密度，g取10N/kg，求： （1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力； （2）动滑轮的重力； （3）C中水深为20cm时阻值。 3．工人师傅用如题图所示的装置把重力G为500N的货物从地面匀速提升了10m，所用的拉力F为300N.求： （1）该过程的有用功： （2）工人师傅所做的功： （3）图示装置的机械效率（结果保留整数）， 4．用一个重为2牛的动滑轮提起货物如图所示，不计滑轮和绳的摩擦，货物重100牛，被以0.1米/秒匀速提升0.3米，求： （1）拉力F的大小； （2）绳子自由端移动的距离。 5．如图所示，不计滑轮重与摩擦，将重为50牛的物体A在竖直向下的拉力F作用下，10秒内匀速上升2米。求： （1）拉力F 的大小； （2）拉力所做的功W和功率P。 6．为了将放置在水平地面上重的重物提升到高处，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的拉力拉绳时，重物的速度和上升的高度随时间变化的关系图象分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求： （1）重物还没挂在滑轮组装置前对水平地面的压强。 （2）在内，拉力的功率及滑轮组的机械效率。 （3）在内，拉力做的功。 7．如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1500W，绳子的自由端向下拉的速度为3m/s，地面对人的支持力为 N1，不计绳重和摩擦. （1）滑轮组中有几股绳子承担重物?作用在绳自由端的拉力是多少? （2）滑轮组的机械效率是多少? （3）若用此滑轮组匀速提起2400N 的重物时，地面对人的支持力为 N2，作用在绳自由端的拉力是多少?若 时，人的重力是多少? 8．我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新.某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物.如图所示，用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动，假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水中开始运动到重物的上表面刚露出水面，绳对重物的拉力 用时 ；第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时 ；第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升，已知动滑轮所受重力 g=10N/ kg，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化.求： （1）在第一阶段运动中，水对重物的浮力 F浮为多大? （2）在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为多大? （3）滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分别为多大? 9．为了提升物体，用如图所示的滑轮组把重600N的物体匀速提高2m，弹簧测力计的示数为250N。求： （1）有用功； （2）绳子自由端移动的距离； （3）总功； （4）滑轮组的机械效率。 10．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为36kg的货物，所用的拉力F为200N，绳子自由端在10s内被匀速拉下4m，求： （1）提升时绳子自由端的速度． （2）拉力F的功率． （3）此滑轮组的机械效率． 11．如图所示，工人用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升1.5m，所用的时间为30s．求： （1）工人所做的有用功是多少？ （2）拉力的功率是多少？ （3）滑轮组的机械效率是多少？ 12．如图所示，小明用98牛的拉力在4秒内将货物匀速提升2米，不计摩擦和绳子重力．求： （1）货物的质量m （2）这段时间内，拉力所做的功W和功率P． 13．港务局一装卸工人用如图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）提升时绳子自由端的速度； （2）拉力F的功率； （3）此滑轮组的机械效率。 14．在一次研究性学习活动中，我校某课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查．下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数： 电动自行车 摩托车 最高车速 ≤20km/h 最高车速 ≤90km/h 一次充电耗电量 0.6kW•h 一次加油量 10L 一次充电连续行驶里程 50km 一次加油连续行驶里程 400km 电动机效率 75% 发动机效率 30% 最大骑行噪声 ≤62dB 行驶噪声 ≥90dB （1）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出两个方面） （2）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能．那么，电动自行车每行驶1km电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的有用功率大约是多大？ （3）摩托车每行驶1km大约要消耗多少能量？（汽油的密度：0.71×103kg/m3；汽油的热值：4.6×107J/kg；g取10N/kg） 15．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中： （1）绳子自由端移动的距离； （2）此滑轮组的机械效率； （3）拉力F的功率； 16．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升．下表是提升物体时采集到的信息： (1)若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小； (2)若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。 17．如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为1m3，密度为0.5×103kg/m3.动滑轮重为1×103N，电动机工作时拉绳子的功率为1.2× 103w 且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求： （1）A的重力； （2）A浸没在水中受到的浮力； （3）A向下运动的最小速度； （4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。 答案解析部分 1．【答案】（1）解：S绳=nS物=3×10m=30m v绳=s绳/t=30m/20s=1.5m/s 答：绳子自由端移动的速度1.5m/s； （2）解：G动=nF-G物=3×200N-500N=100N 答：动滑轮的重力100N； （3）解：最大拉力为李师傅的重力600N，G最大=nF-G动=3×600N-100N=1700N 答：他最多可以提起多重的物体1700N 【解析】【分析】1）具体可知，缠绕在动滑轮的绳子数为3，所以绳子的移动速度为物体移动速度的3倍，物体移动速度为10m/20s=0.5m/s，所以绳子的速度为1.5m/s 2）根据题目可列，本题中n=3，F拉=200N，G物=500N，据此计算滑轮重 3） 最大拉力为李师傅的重力600N，G最大=nF-G动 2．【答案】解：（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力 （2）由图可知，n=3，船厢A和A内所盛水的总重为5N，所以绳子对动滑轮的拉力F拉为15N。B的重力为18N，动滑轮对B的拉力等于B对动滑轮的拉力，故B对动滑轮的拉力为，动滑轮的重力为 。 （3）C中水深为20cm时，水对容器底部的压强，上表面积为，则水对的压力；由图乙可知，当压力为10N时，阻值为。 答：（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力为7N； （2）动滑轮的重力为4N； （3）C中水深为20cm时阻值为。 【解析】【分析】（1）B浸入水中的深度为7cm， 圆柱形浮筒B底面积为 ，据此计算排开水的体积，根据浮力公式计算此时所受的浮力； （2）由图可知，缠绕在动滑轮上的绳子数为3，船厢A和A内所盛水的总重为5N，绳子对动滑轮的拉力F拉为15N。B的重力为18N，故B对动滑轮的拉力为，动滑轮的重力为； （3）C中水深为20cm时，根据压强公式计算计算水对容器底部的压强，上表面积为，根据计算水对的压力。 3．【答案】（1）解：该过程的有用功为：W有用=Gh=500N×10m=5000J； （2）解：由图可知，n=2，工人师傅所做的功为：W总=Fs=Fnh=300N×2×10m=6000J； （3）解：图示装置的机械效率为： 。 【解析】【分析】 （1）根据W有用=Gh求出该过程的有用功； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总=Fs=Fnh求出工人师傅所做的功； （3）根据求出图示装置的机械效率。 4．【答案】（1）解：动滑轮绳子的有效股数为2，不计摩擦，拉力F的大小 答：拉力F的大小51N； （2）解：绳子自由端移动的距离 答：绳子自由端移动的距离0.6m。 【解析】【分析】中心转轴移动的为动滑轮，动滑轮可以省力但不能改变力的方向，其中拉力等于物体和动滑轮重力的一半，但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。 5．【答案】（1）图中滑轮为定滑轮，当不计滑轮重与摩擦，绳子的拉力与物体的重力相等，拉力为 （2）物体上升2m，拉力的作用点下降2m，由可知，拉力所做的功为 由可知，拉力的功率为 【解析】【分析】（1）如图，为定滑轮，所以F=G；（2）定滑轮不省距离，所以物体上升2m，拉力的作用点下降2m，根据即可求出拉力所做的功，由即可求出拉力的功率。 6．【答案】（1）重物对地面的压力， 对地面的压强： （2）由图可知在内，重物做匀速运动，，拉力， 因为从动滑轮上直接引出的绳子股数承担物重的绳子股数， 所以拉力的作用点下降的速度， 拉力做功功率总功率： | 滑轮组的机械效率： （3）在内，拉力，重物上升高度 拉力的作用点下降的距离， 拉力做的功： 【解析】【分析】1）根据重力与地面压力相等可知， 重物对地面的压力 F，根据压强公式计算求解； 2）由图可知， 在内，拉力，根据功率公式P=FV，可知拉力的功率；拉力移动的距离是重物移动距离n（绳子数）倍即为3倍，在内， 中午移动距离s=vt可计算求解，所以绳子移动距离为3S，根据做功公式W=FS可知拉力做功W=3FS，重力做功为Wg=Gs，根据效率公式计算； 3） 在内，拉力 ，拉力的作用点下降的距离s=3h物，根据做功公式可知拉力做功W=FS，计算求解。 7．【答案】（1）有3股绳子承担(或n=3)； （2） （3）G动=3F拉-G=1500N-1200N=300N， 人拉绳子的力与绳子拉人的力是相等的，人受3个力，即重力、拉力、支持力，因此有 N1=GA-500N① N2=G人-900N ② 联合①②③解之得： 【解析】【分析】（1）据图可知，动滑轮缠绕绳子数为3，拉力做功的功率为1500W，绳子的自由端向下拉的速度为3m/s，根据P=Fv计算自由端拉力。 （2）根据效率公式计算滑轮组的机械效率； （3）根据动滑轮拉力计算公式计算动滑轮的拉力，根据相互作用力可知人拉绳子的力与绳子拉人的力是相等的，对人进行受力分析可知，支持力等于重力和拉力的差值，即据此计算人的重力。 8．【答案】（1）解：根据浮力公式F=ρ液gv排=103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N。 （2）由于匀速，第一阶段物体上升的高度 40s=2m. 绳对重物做的功 （3）第一阶段，人的拉力 机械效率 第三阶段 【解析】【分析】（1）根据体积公式V=sh计算物体排开液体的体积，结合浮力公式F=ρ液gv排计算物体收到的浮力； （2）根据速度公式S=Vt计算重物移动的速度，同理计算物体上升的高度h；根据W=Gh计算重物克服重力做功； （3）根据滑轮组拉力计算公式计算第一阶段人的拉力，结合效率公式： 计算滑轮组的机械效率；第三阶段：对物体进行受力分析可知结合效率公式： 计算滑轮组的机械效率。 9．【答案】（1）有用功为W有=Gh=600N×2m=1200J； （2）自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m； （3）拉力做的总功W总=Fs=250N×6m=1500J； （4）滑轮组的机械效率。 【解析】【分析】（1）根据W有=Gh计算出有用功； （2）根据s=nh计算自由端移动的距离； （3）根据公式W总=Fs计算拉力做的总功； （4）根据公式计算机械效率。 10．【答案】（1）解：提升时绳子自由端的速度： v= = =0.4m/s； （2）解：拉力做的功： W总=Fs=200N×4m=800J， 功率： P= = =80W （3）解：由图可知，n=2， 则货物上升的高度h= s= ×4m=2m， 货物的重力： G=mg=36kg×10N/kg=360N， 有用功： W有=Gh=360N×2m=720J， 此滑轮组的机械效率： η= ×100%= ×100%=90%． 【解析】【分析】（1）利用速度公式求解提升时绳子自由端的速度．（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离，根据公式W=Fs可求拉力做的总功，还知道做功的时间，根据公式P= 可求拉力的功率．（3）首先判断滑轮组绳子的有效股数，求出货物上升的高度h，然后利用G=mg求出货物重力G，再利用W=Gh求出有用功，最后利用η= ×100%计算滑轮组的机械效率． 11．【答案】（1）解：工人所做的有用功：W有用=Gh=1200N×1.5m=1800J 答：工人所做的有用功是1800J； （2）解：由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3h=3×1.5m=4.5m； 工人所做的总功：W总=Fs=500N×4.5m=2250J； 则拉力的功率：P= = =75W 答：拉力的功率是75W （3）解：滑轮组的机械效率： η= ×100%= ×100%=80%． 答：滑轮组的机械效率是80% 【解析】【分析】（1）已知木箱的重力和提升的高度，由W有用=Gh可求得有用功；（2）先根据s=3h求出绳子自由端移动距离，再根据W总=Fs求出所做的总功，根据P= 求出拉力的功率；（3）前面已经求得有用功和总功，利用η= ×100%可求得机械效率． 12．【答案】（1）解：该滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，即手对绳子的拉力G=F=98N； 由G=mg得，物体的质量m===10kg 答：货物的重量为10kg． （2）绳拉重物所做的功W=Fs=98N×2m=196J； P===49W； 答：这段时间内，拉力所做的功W为196J；功率P为49W． 【解析】【分析】（1）定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；得出物体的重力，根据m=计算出其质量的大小； （2）根据功的计算式：W=Fs计算出F做的功； 根据P=计算功率． 13．【答案】（1）解：提升时绳子自由端的速度 答：提升时绳子自由端的速度是0.08m/s； （2）解：拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W 答：拉力F的功率是40W； （3）解：因为s=4m，货物重有两般绳子承担，则物体上升的高度 物体的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N 克服物体重力做的有用功W有=Gh=800N×2m=1600J 总功W总=Fs=500N×4m=2000J 滑轮组的机械效率 答：此滑轮组的机械效率是80%。 【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。 14．【答案】解：（1）由表格可知电动自行车噪声低；电动不会向空中排放废气，污染小．（2）充电一次做的总功W总=0.6kW•h=2.16×106J，η=，电动自行车行驶50km做的有用功为W有=ηW总，所以电动自行车每行驶1km电动机平均做的有用功W==3.24×104J；自行车的最高时速是20km/h，那么跑完50km需要时间t==2.5h=9000s，所以当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的输出功率：P==180W；（3）由表格可知，摩托车每跑400km消耗汽油是10L，10L汽油产生的热量Q=qm=qVρ=0.71×103kg/m3×0.01m3×4.6×107J/kg=3.266×108J，所以摩托车每行驶1km消耗的能量W==8.165×105J．答：（1）与摩托车相比，电动自行车的优点有噪声低，污染小；（2）电动自行车每行驶1km电动机平均做的有用功大约是3.24×104J，当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的有用功率大约是180W；（3）摩托车每行驶1km大约要消耗8.165×105J能量． 【解析】【分析】（1）通过生活经验和表格数据分析电动车和摩托车的优缺点． （2）根据η=，结合功率的公式P=计算功率． （3）由表格数据根据Q=mq计算摩托车每行驶1km大约要消耗的能量． 15．【答案】（1）解：由建筑材料匀速提升h物=1m，由动滑轮上承载绳数n=3 有绳子自由端移动的距离 （2）解：有用功 ， 总功 ， 因此 （3）解：由功率 ，有拉力F的功率 【解析】【分析】（1）根据s=nh求出绳子自由端移动的距离； （2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=×100%求出此滑轮组的机械效率； （3）根据P=求出拉力F的功率. 16．【答案】解：（1）如图，当杠杆从水平位置匀速转到图示位置时，OC、OD为阻力臂和动力臂∵△OCA′∽△ODB′，，大小不变；又∵FL1=GL2，阻力（物重G不变），∴当杠杆匀速转动时，动力F的大小不变；∵FLOB=GLOA，∴；（2）由表中数据可知，s=0.1m，h=0.2m，W总=F′s=90N×0.1m=9J，W有用=Gh=40N×0.2m=8J，杠杆的机械效率：η=×100%=×100%≈88.9%．答：若实际拉力F为90N，拉力做的总功为9J，杠杆的机械效率88.9% 【解析】【解答】（1）如图，当杠杆从水平位置匀速转到图示位置时，OC、OD为阻力臂和动力臂 ∵△OCA′∽△ODB′， ∴，大小不变； 又∵FL1=GL2，阻力（物重G不变）， ∴当杠杆匀速转动时，动力F的大小不变； ∵FLOB=GLOA， ∴； （2）由表中数据可知，s=0.1m，h=0.2m， W总=F′s=90N×0.1m=9J， W有用=Gh=40N×0.2m=8J， 杠杆的机械效率： η=×100%=×100%≈88.9%． 答：（1）若不计杠杆自重和摩擦，拉力F的大小为80N； （2）若实际拉力F为90N，拉力做的总功为9J，杠杆的机械效率88.9%． 17．【答案】（1）A的重力：GA=mAg=ρV g=0.5×103kg/m3×1m3×10N/kg=5000N； （2）A浸没在水中受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N； （3）由P=F拉v知道当绳子对物体A拉力F拉最大时A向下运动的速度最小； 对A进行受力分析可得：GA+F拉=F浮， 当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大：F拉=F浮-GA=1×104N-5000N=5000N， 发动机对绳子的拉力：F= （F拉+G动）= ×6000N=2000N， 则发动机拉绳子的速度由P=Fv得：v=P/F=1.2×103W/2000N=0.6m/s； A向下运动的最小速度：vmin=v/3=0.6m/s/3=0.2m/s； （4）当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，A向下运动过程中的有用功：W有用=（F浮-G）h， 总功W总=Fs=（F浮-G+G动）3h=（F浮-G+G动）h， 滑轮组机械效率的最大值：=W有用/W总=（F浮-G）h/（F浮-G+G动）h=（F浮-G）/（F浮-G+G动）= 【解析】【分析】（1）利用G=mg=ρV g可求得A的重力；（2）已知A的体积，利用F浮=ρ水gV排可求得A浸没在水中受到的浮力；（3）由图知当绳子对物体A拉力最大时A向下运动的速度最小；对A进行受力分析可得GA+F拉=F浮，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大：F拉=F浮-GA；发动机对绳子的拉力F=1/3（F浮-G），由P=Fv可求得绳子向下运动的最小速度，然后可知A向下运动的最小速度：vmin=v/3；（4）由题意知A向下运动过程中，利用η=W有/W总可求得滑轮组机械效率的最大值。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $