微专题28 求解滑轮(组)机械效率问题-2026年中考冲刺阶段物理查缺补漏35个小微专题练(全国通用)
|
2份
|
25页
|
275人阅读
|
3人下载
摘要:
**基本信息**
聚焦滑轮(组)机械效率计算,通过20道中考真题(选择16道+计算4道)覆盖竖直/水平场景,强化有用功、总功、机械效率公式应用及模型建构
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|竖直提升|15道|考查Gh计算有用功、绳子股数n与s=nh关系、η=Gh/Fs|从滑轮类型判断到功的计算,再到机械效率推导,形成“概念-公式-应用”逻辑链|
|水平拉动|5道|考查fs计算有用功、摩擦力与拉力关系、η=fs/Fs|基于运动和相互作用观念,构建水平方向机械效率计算模型,强化科学推理|
内容正文:
2026年中考冲刺阶段物理查缺补漏35个小微专题练(全国通用)
微专题28 求解滑轮(组)机械效率问题
1. 如图所示,工人用500N的拉力,在15s内将重为450N的物体匀速提升3m,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 使用的滑轮是动滑轮 B. 做的有用功为1500J
C. 拉力的功率为90W D. 该装置的机械效率为90%
2. (2024重庆A)建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起,桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m,工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是( )
A. 该装置做的有用功为400J
B. 该装置的机械效率为90%
C. 绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s
D. 桶离开地面前,工人拉力逐渐增大,桶对地面的压强不变
3. (2025哈尔滨)如图所示,一个工人利用动滑轮匀速提升重物。已知物重300N,施加在绳自由端竖直向上的拉力为200N,将物体提升10m。下列说法错误的是( )
A. 此过程中有用功为3000J
B. 使用动滑轮可以省力
C. 该动滑轮的机械效率为100%
D. 此过程中拉力做的总功为4000J
4. (2025河南)如图,某工人利用滑轮在时间内,将重为的物料匀速提升了的高度,工人对绳子竖直向上的拉力大小为,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 该工人使用的是定滑轮
B. 提升物料做的有用功为
C. 拉力做功的功率为
D. 该滑轮的机械效率为
15(2025甘肃兰州)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg,动滑轮的质量为0.1kg,绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0~5s的时间内,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.02m/s B. 滑轮组的有用功为0.5J
C. 拉力F的功率为0.05W D. 滑轮组的机械效率为83.3%
6. (2025黑龙江大庆)如图所示,用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动,20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N,汽车受到的阻力为1500N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳端移动的距离为15m B. 此滑轮组的机械效率约为83.3%
C. 汽车受到的拉力为1800N D. 绳端拉力F的功率为750W
7. (2025四川自贡)如图,质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m,用时12s,绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 拉力的功率是150W
B. 绳子末端移动的速度是
C. 滑轮组的机械效率是
D. 若工人的脚与地面接触的总面积为,则他对地面的压强是
8. (2025北京)如图所示,重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物,表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
货物所受重力G/N
货物被提升高度h/m
绳端所受拉力F/N
所用时间t/s
540
3
200
25
A. 工人做功的功率为72W
B. 滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 若货物离开水平地面之前,工人用100N的力竖直向下拉绳端,则地面对货物的支持力为200N
9. 如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为的8N,(不计滑轮和绳子之间的摩擦),拉力F做功的功率为( )
A. 1.6W B. 8W C. 3.2W D. 16W
10. (2023湖北荆州)一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体,使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 拉力做的有用功为500J
C. 拉力做的额外功为150J D. 拉力做功的功率为25W
11. (2023内蒙古通辽)如图所示,用滑轮组帮助汽车脱困,汽车被水平匀速拉动1.2m时,作用在绳子自由端的拉力F为1000N,绳子自由端移动的速度为0.6m/s,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是( )
A. 汽车移动的速度为0.4m/s
B. 拉力F做的功为1200J
C. 汽车受到的摩擦力大小为2000N
D. 拉力F所做的有用功的功率为480W
12. (2025黑龙江齐齐哈尔)小明用如图所示的滑轮拉着重的物体,使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动,作用在绳端的水平拉力,该滑轮的机械效率为。关于该过程,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力所做的功是
B. 绳端移动的距离是
C. 拉力做功的功率是
D. 地面对物体的摩擦力大小是
13. (2025重庆)在老旧小区改造中,工人用如图所示的装置把质量为的材料从地面竖直匀速提高,则绳子自由端移动的距离是___________,若拉力为,这个装置的机械效率是___________%。
14. (2025黑龙江龙东)如图所示,小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N,忽略绳重和摩擦,则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为______N,这个滑轮的机械效率是______。
15. (2025青海)塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备,学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示,下方所挂物体的重力为1200N,动滑轮的自重为300N,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力F=______N,此装置的机械效率η=______。
16. (2024黑龙江龙东)如图所示,是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m(不计绳重及摩擦),则动滑轮的重力___________N,滑轮组的机械效率__________(保留一位小数)。
17. (2025辽宁)如图,某同学用一个定滑轮将质量10kg的重物匀速向上提起9m,其所做的总功为1000J。g取10N/kg。求该过程中:
(1)重物受到的重力G的大小;
(2)重物受到的拉力F的大小;
(3)有用功;
(4)定滑轮的机械效率。
18. (2025安徽)图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升,此过程中滑轮的机械效率为80%,取。求:
(1)物体受到的重力大小;
(2)工人所做的有用功;
(3)工人所做的总功。
19. (2024黑龙江绥化)如图甲,质量为40kg的货物静止在水平地面上,与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F,将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼,此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求:
(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)工人用滑轮组提升货物时做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)为提高该滑轮组的机械效率,请你提出一条合理建议。
20. (2024西藏)建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下,物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N,不计绳重和摩擦。求:
(1)物体上升的速度;
(2)滑轮组的有用功;
(3)滑轮组的机械效率。
1
学科网(北京)股份有限公司
$
2026年中考冲刺阶段物理查缺补漏35个小微专题练(全国通用)
微专题28 求解滑轮(组)机械效率问题
1. 如图所示,工人用500N的拉力,在15s内将重为450N的物体匀速提升3m,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 使用的滑轮是动滑轮 B. 做的有用功为1500J
C. 拉力的功率为90W D. 该装置的机械效率为90%
【答案】D
【解析】A.由图可知,滑轮的轴固定不动,是定滑轮,故A错误;
B.由题意得,有用功 故B错误;
C.定滑轮不省力也不省距离,拉力端移动距离
拉力做的功
则拉力的功率为 故C错误;
D.该装置的机械效率为
故D正确。故选D。
2. (2024重庆A)建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起,桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m,工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是( )
A. 该装置做的有用功为400J
B. 该装置的机械效率为90%
C. 绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s
D. 桶离开地面前,工人拉力逐渐增大,桶对地面的压强不变
【答案】B
【解析】A.涂料重力为
所以该装置做的有用功为
故A错误;
B.定滑轮不省距离也不费距离,即,该装置做的总功为
则该装置的机械效率为
故B正确;
C.绳子自由端移动的平均速度为
故C错误;
D.桶离开地面前,工人拉力逐渐增大,桶对地面的压力变小,根据,则压强变小,故D错误。故选B。
3. (2025哈尔滨)如图所示,一个工人利用动滑轮匀速提升重物。已知物重300N,施加在绳自由端竖直向上的拉力为200N,将物体提升10m。下列说法错误的是( )
A. 此过程中有用功为3000J
B. 使用动滑轮可以省力
C. 该动滑轮的机械效率为100%
D. 此过程中拉力做的总功为4000J
【答案】C
【解析】A.此过程中有用功为
故A正确,不符合题意;
B.使用动滑轮可以省力,但是费距离,故B正确,不符合题意;
D.动滑轮有效绳子段数,则绳子自由端移动距离为
则此过程中拉力做的总功为
故D正确,不符合题意;
C.该动滑轮的机械效率为
故C错误,符合题意。故选C。
4. (2025河南)如图,某工人利用滑轮在时间内,将重为的物料匀速提升了的高度,工人对绳子竖直向上的拉力大小为,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 该工人使用的是定滑轮
B. 提升物料做的有用功为
C. 拉力做功的功率为
D. 该滑轮的机械效率为
【答案】C
【解析】A.用该滑轮提升物料时,滑轮的轴会随着物体一起运动,该滑轮是动滑轮,故A错误;
B.当物体匀速提升时,做的有用功是克服物料的重力做功,物料的重力为G,上升的高度为h,故有用功为,故B错误;
C.绳子自由端移动的距离
则绳子自由端的拉力做的总功
拉力的功率,故C正确;
D.该滑轮的机械效率,故D错误。
故选C。
15(2025甘肃兰州)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg,动滑轮的质量为0.1kg,绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0~5s的时间内,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.02m/s B. 滑轮组的有用功为0.5J
C. 拉力F的功率为0.05W D. 滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】B
【解析】A.使用滑轮组时,省力费距离,由图可知,在0~5s的时间内,绳端移动的距离为s=0.3m,物体上升的高度为h=0.1m,绳子自由端移动的速度
故A错误;
B.滑轮组对物体做的有用功W有=Gh=mgh=0.5kg×10N/kg×0.1m=0.5J
故B正确;
C.拉力做的总功W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
拉力F的功率
故C错误;
D.滑轮组的机械效率
故D错误。故选B。
6. (2025黑龙江大庆)如图所示,用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动,20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N,汽车受到的阻力为1500N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳端移动的距离为15m B. 此滑轮组的机械效率约为83.3%
C. 汽车受到的拉力为1800N D. 绳端拉力F的功率为750W
【答案】B
【解析】AD.由图可知,提升动滑轮绳子段数为2,汽车移动了5m,则绳端移动的距离为
绳端拉力F的功率为
故AD错误;
B.此滑轮组的机械效率为
故B正确;
C.汽车沿水平方向匀速拉动,处于平衡状态,汽车受到的拉力与汽车受到的阻力二力平衡,大小相等,汽车受到的拉力为1500N,故C错误。故选B。
7. (2025四川自贡)如图,质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m,用时12s,绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 拉力的功率是150W
B. 绳子末端移动的速度是
C. 滑轮组的机械效率是
D. 若工人的脚与地面接触的总面积为,则他对地面的压强是
【答案】D
【解析】A.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力移动的距离s=2h=2×6m=12m
拉力做的功W总=Fs=300N×12m=3600J
拉力的功率
故A错误;
B.绳子末端移动的速度
故B错误;
C.有用功W有=Gh=500N×6m=3000J
滑轮组的机械效率
故C错误;
D.工人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
工人受到重力、支持力和拉力的作用,地面对工人的支持力F支=G人-F=600N-300N=300N
工人对地面的压力和地面对工人的支持力是相互作用力,大小相等,他对地面的压力F压=F支=300N
他对地面的压强
故D正确。故选D。
8. (2025北京)如图所示,重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物,表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
货物所受重力G/N
货物被提升高度h/m
绳端所受拉力F/N
所用时间t/s
540
3
200
25
A. 工人做功的功率为72W
B. 滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 若货物离开水平地面之前,工人用100N的力竖直向下拉绳端,则地面对货物的支持力为200N
【答案】ABC
【解析】A.由图可知,滑轮组由3段绳子承担货物的重力,所以绳子股数,则绳端移动的距离
工人做的总功
工人做功的功率,故A正确;
B.不计滑轮组的绳重和摩擦,根据滑轮组的工作原理,则绳端拉力,则动滑轮的自重
由于三个滑轮重均相等,所以定滑轮的重力也为60N。由图可知,滑轮组有2个定滑轮,则定滑轮总重。将2个定滑轮看作整体受力分析,整体受自身重力、受到4股绳子的拉力,受到悬挂点A的拉力。整体静止,受平衡力,则悬挂点对整体的拉力
因为力的作用是相互的,则滑轮组对悬挂点A的拉力,故B正确;
C.滑轮组的机械效率,故C正确;
D.当工人用100 N的力拉绳端时,绳端拉力。将动滑轮和物体看作整体,整体受重力、3股绳子的拉力、地面的支持力,由于整体静止,受平衡力,则此时地面对货物的支持力,故D错误。
故选ABC。
9. 如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为的8N,(不计滑轮和绳子之间的摩擦),拉力F做功的功率为( )
A. 1.6W B. 8W C. 3.2W D. 16W
【答案】C
【解析】物体速度v1=0.2m/s,绳子移动速度为
弹簧测力计的示数为的8N,故绳子拉力也为8N,拉力做功的功率为
故C符合题意。故选C。
10. (2023湖北荆州)一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体,使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 拉力做的有用功为500J
C. 拉力做的额外功为150J D. 拉力做功的功率为25W
【答案】D
【解析】A.物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,物体移动的距离是
s=vt=0.1m/s×10s=1m
有两根绳子与动滑轮相连,绳子自由端移动的距离为
s绳=ns=2×1m=2m
故A错误;
B.物体与地面间的滑动摩擦力为150N,拉力克服摩擦力做的有用功为
W有=fs=150N×1m=150J
故B错误;
C.滑轮组的机械效率是60%,则总功为
拉力做的额外功为
W额=W总-W有=250J-150J=100J
故C错误;
D.拉力做功的功率为
故D正确。故选D。
11. (2023内蒙古通辽)如图所示,用滑轮组帮助汽车脱困,汽车被水平匀速拉动1.2m时,作用在绳子自由端的拉力F为1000N,绳子自由端移动的速度为0.6m/s,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是( )
A. 汽车移动的速度为0.4m/s
B. 拉力F做的功为1200J
C. 汽车受到的摩擦力大小为2000N
D. 拉力F所做的有用功的功率为480W
【答案】D
【解析】A.由题意可知,绳子自由端移动的速度为v=0.6m/s,且动滑轮上有两股绳子承重,故可得汽车移动的速度为
B.汽车移动的距离为s0=1.2m,故绳子自由端移动的距离为
s=2s0=2×1.2m=2.4m
绳子自由端的拉力为F=1000N,故由W=Fs可得,拉力F做的功为
W总=Fs=1000N×2.4m=2400J
故B错误;
C.因滑轮组的机械效率为80%,故可得滑轮组所做的有用功为
由W=Fs可得,汽车受到绳子的拉力为
因汽车在水平方向上受到向左的绳子拉力F0和向右的摩擦力f,由力的平衡可得,汽车受到的摩擦力为
f=F0=1600N
故C错误;
D.由P=Fv可得,拉力F所做的有用功的功率为
P有=F0v0=1600N×0.3m/s=480W
故D正确。故选D。
12. (2025黑龙江齐齐哈尔)小明用如图所示的滑轮拉着重的物体,使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动,作用在绳端的水平拉力,该滑轮的机械效率为。关于该过程,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力所做的功是
B. 绳端移动的距离是
C. 拉力做功的功率是
D. 地面对物体的摩擦力大小是
【答案】ABD
【解析】A.物体没有在重力的方向上移动距离,所以物体受到的重力所做的功是,故A正确;
B.物体A移动的距离为
图中为动滑轮,有效绳子段数,则绳端移动的距离
故B正确;
C.拉力做功
则拉力做功的功率
故C错误;
D.有用功为
则地面对物体的摩擦力
故D正确。
故选ABD。
13. (2025重庆)在老旧小区改造中,工人用如图所示的装置把质量为的材料从地面竖直匀速提高,则绳子自由端移动的距离是___________,若拉力为,这个装置的机械效率是___________%。
【答案】 20 75
【解析】图中滑轮是动滑轮,绳子自由端移动的距离s=2h=2×10m=20m
材料的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
有用功W有=Gh=600N×10m=6000J
总功W总=Fs=400N×20m=8000J
这个装置的机械效率
14. (2025黑龙江龙东)如图所示,小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N,忽略绳重和摩擦,则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为______N,这个滑轮的机械效率是______。
【答案】 4 75%
【解析】由图可知,该滑轮为动滑轮,动滑轮上的绳子段数为n=2,忽略绳重和摩擦,小李同学作用在绳子自由端的拉力
这个滑轮的机械效率
15. (2025青海)塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备,学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示,下方所挂物体的重力为1200N,动滑轮的自重为300N,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力F=______N,此装置的机械效率η=______。
【答案】 750 80%
【解析】由图可知,滑轮组的动滑轮绕2段绳,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力
此装置的机械效率
16. (2024黑龙江龙东)如图所示,是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m(不计绳重及摩擦),则动滑轮的重力___________N,滑轮组的机械效率__________(保留一位小数)。
【答案】 200
【解析】
由图可知,,根据可知,动滑轮的重力
绳子拉动距离为
滑轮组的机械效率为
17. (2025辽宁)如图,某同学用一个定滑轮将质量10kg的重物匀速向上提起9m,其所做的总功为1000J。g取10N/kg。求该过程中:
(1)重物受到的重力G的大小;
(2)重物受到的拉力F的大小;
(3)有用功;
(4)定滑轮的机械效率。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【解析】(1)重物受到的重力大小为
(2)由于图中为定滑轮,不省距离也不费距离,拉力移动的距离等于物体移动的距离
拉力的大小为
(3)有用功大小为
(4)定滑轮的机械效率为
18. (2025安徽)图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升,此过程中滑轮的机械效率为80%,取。求:
(1)物体受到的重力大小;
(2)工人所做的有用功;
(3)工人所做的总功。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)物体受到的重力大小
(2)工人所做的有用功
(3)根据机械效率的计算公式,可得工人所做的总功
19. (2024黑龙江绥化)如图甲,质量为40kg的货物静止在水平地面上,与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F,将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼,此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求:
(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)工人用滑轮组提升货物时做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)为提高该滑轮组的机械效率,请你提出一条合理建议。
【答案】(1);(2);(3);(4)见解析
【解析】(1)因为货物静止在水平地面上,对地面压力为
则货物对地面的压强为
(2)由图可知,有效绳子段数,绳子自由端移动的速度为
工人做功的功率为
(3)滑轮组的机械效率为
(4)为提高该滑轮组的机械效率,措施有:①增加所提升的物重②减轻动滑轮重。
答:(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压强为;
(2)工人用滑轮组提升货物时做功的功率为;
(3)滑轮组的机械效率为;
(4)见解答。
20. (2024西藏)建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下,物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N,不计绳重和摩擦。求:
(1)物体上升的速度;
(2)滑轮组的有用功;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)0.25m/s (2)1520J (3)76%
【解析】(1)由于物体在8s内竖直匀速上升了2m,所以物体上升的速度
(2)滑轮组的有用功
(3)滑轮组的额外功
滑轮组的机械效率
1
学科网(北京)股份有限公司
$