2026年中考物理复习--功、功率和机械效率计算专题练习

**基本信息** 聚焦功、功率、机械效率计算，覆盖杠杆、滑轮组等多机械模型，注重知识应用与科学思维训练 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |杠杆类|1题|结合杠杆平衡与机械效率计算|从杠杆平衡原理到有用功、总功推导| |滑轮组类|5题|含竖直/水平拉动、水中提升等场景|围绕绳股数、动滑轮重、效率公式展开| |斜面类|2题|结合牵引力、摩擦力综合计算|体现有用功（Gh）与总功（Fs）的关系| |综合应用类|7题|涉及挖掘机、观光车等实际机械|融合功率公式P=W/t、P=Fv及效率分析|

2026年中考复习--功、功率和机械效率计算专题练习 1．如图所示，用竖直向上的拉力P作用在杠杆末端A点，将挂在杠杆中点B的重为150N的物体匀速缓慢提升0.5m。A点沿竖直方向上升1m。已知杠杆的质量分布均匀，自重为30N。（不计绳重及摩擦） （1）求力F的大小； （2）求将重物匀速提升时杠杆的机械效率（结果保留到0.1%）。    2．如图为某挖掘机的实物图和部分参数。挖掘机在4s内可将装满铲斗的800kg 的泥土，从最大挖掘深度处提升8米送到位于最大卸料高度的装载车上。g取10N/ kg， 求∶ (1)移送泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功。 (2)移送泥土的过程中，发动机的总功率是40kW，此过程挖掘机的机械效率。 3．如图所示，盾构机可以实现一边挖掘隧道，一边在隧道内壁安装盾构管片。某盾构机满负荷工作时，最大推进力是4.2×107N，在25s内向前推进0.05m，盾构机推进的总功是7×106J。请通过计算回答： (1)最大推进力做的有用功是多少？ (2)盾构机推进的总功率是多少? (3)盾构机推进的机械效率是多少？ 4．如图甲所示，一木箱质量为，工人用沿斜面向上的拉力将木箱从底部匀速拉到离地面高的顶端，用时，已知整个过程中拉力做的功与木箱沿斜面运动距离的关系如图乙所示。（取）求： (1)拉力的大小？ (2)克服木箱重力做的功？ (3)拉力的功率大小？ (4)该斜面的机械效率？ 5．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速起吊2400N的物体上升2m的过程中，滑轮组的机械效率为80%。（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）求： (1)滑轮组做的有用功是多少？ (2)绳端的拉力F是多大？ (3)动滑轮重是多少？ 6．如图甲所示是被称为城市“蜘蛛人”的高空作业师傅，他们使用的拉索模型如图乙所示，已知工人以及工具的总重为720N，绳子自由端的拉力F大小为400N。在拉力F的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。求： (1)人和工具重力做的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)整个滑轮组的机械效率。 7．如图是用动滑轮提升货物A的示意图．用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的 时间内匀速竖直上升了2m．求： （1）提升贷物所做的有用功W有； （2）拉力通过的距离及拉力的功率P； （3）动滑轮的机械效率η． 8．如图甲是一种搬运材料的机械装置。某次提升重3000N的材料时，卷扬机对钢丝绳的拉力F=2500N，材料上升的高度h与时间t的关系图像如图乙所示，不计绳重与摩擦。在材料上升的过程中，求： （1）材料上升的速度； （2）拉力F的功率； （3）该装置的机械效率。 9．如图所示是小陌帮爸爸设计用滑轮组拉动货箱的装置。在50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。（g=10N/kg） （1）货箱运动2min， 求拉力做的功； （2）若此滑轮组的机械效率为80%，求货箱的质量。 10．如图所示，某景区的盘山公路似玉带环绕，层层叠起，全长12km，竖直落差1200m。近日景区新购置一批新能源电动观光车，观光车满载时总重力为5×10⁴N，某次一辆满载游客的观光车，以70kW的恒定功率、4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中观光车所受阻力恒定不变）求： （1）观光车的机械效率是多少？（百分比后保留1位小数） （2）整个过程中，观光车受到的阻力是多少？ （3）观光车在行驶过程中遇到陡坡时司机通常换用低速挡的好处是什么？ 11．城市高架桥的架设让城区的交通变得快捷，如图是通向高架桥的斜面通道。一辆2t的家用汽车（含人）以10m/s的速度匀速通过这段长为400m、高为12m的斜面通道，此过程中汽车的功率恒为20kW。g取10N/kg。 （1）求小汽车在斜面通道上行驶时获得的牵引力； （2）求斜面通道的机械效率； （3）求小汽车在斜面通道上行驶时所受路面的摩擦力。 12．如图所示，工人在5s时间内将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求：（g取10N/kg） （1）此时物体受到的浮力； （2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力； （3）若此装置的机械效率为75%，工人对绳的拉力功率。 13．质量为55kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙所示。（摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg）求： （1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了12m，作用在绳子上的拉力为400N，拉力的功率为多大？ （2）动滑轮的重力？ （3）该工人竖直向下拉绳子运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？（保留到小数点后一位）      14．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中的物体匀速提升至空中，绳子自由端的拉力F与绳子自由端移动的距离的关系图象如图乙所示，其物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为，不计绳重、摩擦和水的阻力。（，g取）求： (1)物体在空中上升2m，小雨做的功； (2)动滑轮的重力； (3)物体的密度。 15．如图甲所示用一个动滑轮和卷扬机提升重物，卷扬机的恒定功率为1000W，在卷扬机拉力F的作用下，重为4500N物体A竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示，用该装置匀速提升物体B时，物体B竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示，不计绳重和轮与轴间的摩擦， (1)求动滑轮的重力大小。 (2)2秒内滑轮对物体B做的有用功为多大？ (3)求提升物体B时动滑轮的机械效率是多少？ 2026年中考复习--功、功率和机械效率计算专题练习答案 1．（1）90N；（2）83.3% 解：（1）由题可知，B为杠杆OA的中点 杠杆的质量分布均匀，可将杠杆的重力集中在中点B处，根据杠杆平衡原理可得 代入数值可得 解得 （2）提升重物时做的有用功 提升重物做的总功 将重物匀速提升时杠杆的机械效率 答：（1）力F的大小为90N； （2）将重物匀速提升时杠杆的机械效率为83.3%。 2．(1) (2)40% 【详解】（1）泥土重力 挖掘机对泥土做功为 （2）挖掘机做的总功挖掘机机械效率 3．(1)2.1×106J (2)2.8×105W (3)30% 【详解】（1）最大推进力是4.2×107N，在25s内向前推进0.05m，最大推进力做的有用功 （2）盾构机推进的总功是7×106J，盾构机推进的总功功率 （3）盾构机推进的机械效率 4．(1)100N (2) (3)200W (4) 【详解】（1）由图乙可知，拉力做功为，木箱沿斜面运动距离为8m，则拉力的大小为 （2）克服木箱重力做的功为 （3）拉力的功率大小为 （4）该斜面的机械效率 5．(1)4800J (2)1000N (3)600N 【详解】（1）滑轮组做的有用功为 （2）滑轮组的机械效率为80%，滑轮组做的总功为 图中连接动滑轮绳子的股数为3，则绳末端移动的距离为 绳末端的拉力为 （3）不计绳重及摩擦，根据可得，动滑轮的重力为 6．(1)1440J (2)240W (3)60% 【详解】（1）人和工具重力做的有用功为 （2）由图乙可知，该滑轮组由1个动滑轮和2个定滑轮组成，承担物重的绳子段数 绳子自由端移动的距离为 拉力F做的总功为 拉力F做功的功率为 （3）整个滑轮组的机械效率为 7．(1) 1000J；(2) 4m、120W；(3) 83.3% 【分析】利用W=Gh求提升货物所做的有用功； (2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做的总功；再利用P=求拉力做功的功率； (3)动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比． 【详解】(1)提升货物所做的有用功： W有用=Gh=500N×2m=1000J； (2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离： s=2h=2×2m=4m， 拉力F做的总功： W总=Fs=300N×4m=1200J； 拉力做功的功率： P===120W； (3)动滑轮的机械效率： η==×100%≈83.3%． 答：(1)提升货物所做的有用功为1000J； (2)拉力通过的距离、拉力的功率分别为4m、120W； (3)动滑轮的机械效率为83.3%． 8．（1）；（2）3750W；（3）60% 【详解】解：（1）材料上升的速度 （2）由图可知，n=2，拉力F的功率 （3）该装置的机械效率 答：（1）材料上升的速度为； （2）拉力F的功率为3750W； （3）该装置的机械效率为60%。 9．（1）1800J；（2）60kg 【详解】解：（1）由图可知， n=3， 由可得，2min内货箱运动的距离 s=v物t=0.1m/s×120s=12m 绳端移动的距离 s1=3s=3×12m=36m 拉力做的功 W总=Fs1=50N×36m=1800J （2） 由 得,  克服摩擦做的功即有用功 W有= ηW总= 80%×1800J = 1440 J 地面对货箱的滑动摩擦力 由题意可知，滑动摩擦力f =0.2G ，则货物所受重力为 由G=mg可得，货物的质量为 10．（1）28.6%；（2）；（3）在功率一定时可以增大牵引力 【详解】解：（1）由得，牵引力做的总功 牵引力做的有用功 观光车的机械效率 （2）牵引力做的额外功 由可得观光车受到的阻力 （3）由P=Fv可知，功率一定时，速度越小，牵引力越大，换用低速挡的好处是在功率一定时可以增大牵引力。 答：（1）观光车的机械效率是28.6%； （2）整个过程中，观光车受到的阻力。 （3）见解析。 11．（1）2000N；（2）30%；（3）1400N 【详解】解：（1）根据公式 可得汽车在斜面通道上行驶时获得的牵引力为 （2）车的重力 有用功 总功 高架斜面通道的机械效率 （3）额外功 摩擦力 答：（1）小汽车在斜面通道上行驶时获得的牵引力为2000N； （2）斜面通道的机械效率为30%； （3）小汽车在斜面通道上行驶时所受路面的摩擦力为1400N。 12．（1）1.2×103N；（2）300N；（3）320W 【详解】解：（1）底面积为0.06m2，高为2m的圆柱形实心物体的体积为 V=Sh=0.06m2×2m=0.12 m3 此时物体受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N （2）物体的重为 G=mg=ρVg=2.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg=2.4×103N 由图可知绳子承重段数n=4，不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，所以，工人对绳的拉力 （3）滑轮组的机效率为 若此装置的机械效率为75%，工人对绳的拉力的功率为 答：（1）此时物体受到的浮力为1.2×103N； （2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力为300N； （3）若此装置的机械效率为75%，工人对绳的拉力功率为320W。 13．（1）240W；（2）200N；（3）87.9% 【详解】解：（1）由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离为 s＝nh＝3×12m＝36m 拉力做的功为 W＝Fs＝400N×36m＝14400J 拉力的功率 （2）由图乙可知，物重G＝300N时，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，所以，滑轮组的机械效率 代入数据得 解得：G动＝200N。 （3）已知工人的质量为55kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力 F大＝G人＝m人g＝55kg×10N/kg＝550N 提升的最大物重 G大＝nF大﹣G动＝3×550N﹣200N＝1450N 则滑轮组的最大机械效率 答：（1）拉力的功率为240W； （2）动滑轮受到的重力为200N； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是87.9%。 14．(1)1800J (2)90N (3) 【详解】（1）由图甲知道，绳子承重段数，物体在空中上升2m，由图乙知道，在空中的绳子自由端的拉力 小雨做的功 （2）有用功 物体的重力 动滑轮的重力 （3）由图乙知道，物体浸没在水中时，拉力 物体所受浮力 物体的体积 物体的质量 物体的密度 15．(1)500N (2)1900J (3)95% 【详解】（1）由图乙可知，提升物体A时，2s内物体升高的高度hA=40cm=0.4m， 物体A的速度 由图甲可知，通过动滑轮绳子段数n=2，绳子自由端移动的速度 则提升物体A时的拉力 不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，拉力 则动滑轮重力 （2）由图乙可知，提升物体B时，2s内物体B升高的高度hB=20cm=0.2m 物体B的速度： 绳子自由端移动的速度 提升物体B时的拉力 不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，物体B的重力 滑轮对物体B做的有用功W有用=GBh=9500N×0.2m=1900J （3）提升B时，2s内拉力端移动距离 拉力做的总功W总=F's=5000N×0.4m=2000J 机械效率 学科网（北京）股份有限公司 $