专题特训1 机械效率的综合计算-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故D错误。 甲 乙 (第2题图) 3.(1)左(2)60(3)木块重力其他条件相同时，斜 面倾角越大，斜面的机械效率越高(4)能使木块所受拉 力的方向与斜面平行（⑤）< 〔解析)(1)斜面的倾角靠长木板下面的垫块左右移动来 改变，垫块向左移动倾角变大，垫块向右移动倾角变小。 W有用×100%= (②)第2次实验，斜面的机械效率”=W。 会×1w%-8N8<10K=0K.由表可 知，第1、2次实验控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角）不 变，改变的是木块的重力，因此是探究斜面机械效率与木 块重力的关系；对比2、3次实验数据可知，其他条件相同 时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高。(4)利用滑轮改 变了绳子的方向，使木块所受拉力的方向与斜面始终平 行，使示数更加准确稳定，读数时也更方便。(5)由图丙可 知，斜面AB的倾角小于斜面AC的倾角，所以木块沿AB 运动时拉力较小，即F,<F2:斜面光滑，所以沿斜面拉木 块时不做额外功，即拉力做功等于有用功，而木块重力和 上升高度均相同，则有用功相同，所以拉力在两斜面上做 功相同，即W,=W2。 4.(1)弹簧测力计(2)C(3)几个重力不同的滑轮 (4)大于50%且小于或等于90.9% 〔解析)(1)在此实验中，提升的物体是钩码，同时需要用 弹簧测力计测量钩码的重力和绳端拉力。(2)使用滑轮组 提升钩码时，动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重、 细绳的重和细绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩 擦角度考虑，随着钩码重力的增大，细绳与滑轮间的摩擦 在一定程度也会增大；同时，钩码重力增大，有用功逐渐增 大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大， 但由于摩擦也在增大，故机械效率？与钩码重力G的关系 并不成正比，故C符合题意。(3)为了验证猜想二：滑轮组 机械效率与动滑轮所受的重力有关，要改变动滑轮的重 力，故还需增加的实验器材是几个重力不同的滑轮。 (4)由第一组实验数据知，nF,一G=2×0.7N一1.0N= 0.4N,由第二组实验数据知，nF2一G=2×1.2N 2.0N=0.4N,由第三组实验数据知，nF3一G”=2× 1.7N-3.0N=0.4N,故根据nF=G+G动得F= 2G+G,),提起钩码的重力G=2F*-G=2× 2.2N一0.4N=4N,所以滑轮组的最大机械效率7= W有用×100%=F数大 Gh W名 ×100%= G”×100%= nF最大 2X22N×100%≈90.9%：根据F=G+G)知，要保 4N 持省力的情况下提升钩码，G>G动，滑轮组的最小机械效 W有用×100%一Gh+G动h Gh ×100%= G一X G十G动 %>七X100%专2=50%，故滑轮组的机械效率 范围是大于50%且小于或等于90.9%。 专题特训一机械效率的综合计算 1.364010变大 〔解析)有用功等于克服物体重力做的功，W有用=Gh= 180NX0.2m=361由72×10%可得，点功W& W租=36-40J:因为0A=子0C,B为0C的中点（即 790% B点为杠杆的重心)，所以，由数学知识可知，当物体上升 0.2m时，重心B点将上升0.4m,不计摩擦，由7= W有用X100%一W有用十W外 ,W有用，一X100%和W领外=G米N'可 36J 得：90%一36J十GX0.4m·解得G*=10N。根据图示 可知，将物体移动到B点时，提升相同高度，B点上升的高 度小些，故有用功相同，额外功减小，总功减小，根据”= W有甩X100%可知，机械效率变大。 W总 2.解：(1)设脚对B点的力为F,碓头的重力为G,OA为 阻力臂l2,OB为动力臂L1,根据杠杆平衡条件F,l1=Fzl2 得，F=GX0A_30X1.5m-=150N,所以脚至少用150N OB 0.3m 的力才可以将碓头拾起(2)每踩一次对碓头做的功 W有用=Gh=30NX0.6m=18J(3)人1min做的有用 功W有用'=30X18J=540J,人1min做的总功W总=Pt= 15wX60=01.机枝数率)-×1网%-× 100%=60% 3.斜面100020% 〔解析)这种千斤顶是利用了斜面的原理；汽车的重力G= mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×10N,顶起汽车后轮 的力F=号X1.5X10'N=500N.有用功W3用=R- 500NX0.2m=10J:机核效率7X100%- 1000J×100%=20%。 5000J1 4.解：(1)推力做的总功W点=Fs=500N×5m=2500J, 推力做功的功率P-W-2500J-250W2)推力做 t 10s 的有用功W有用=Gh=1000N×2m=2000J,则斜面的机 械效率一We 、100%=2500×100%=80%( 据W危=W有用十W领外可知，额外功W颜外=W总一W有用= 2500J一2000J=500J,则货物受到斜面的摩擦力f= W预处_500J=100N 5m 5.C从1楼匀速上升到21楼，上升的高度h=20× 3m=60m,用时60s,电梯的平均速度v= h 60 m t 60s 1m/s,故A错误；由图可知，n=2,F=3000N,则F= G。+G鱼=4500N+500N+G立=3000N,解得动滑轮 2 A的重力G动=1000N,故B错误；若乘坐电梯的乘客增 多，轿厢重力不变，乘客和轿厢的总重增加，忽略绳重与摩 擦，动滑轮重不变，由”=W W有用 _V右用X100%=W有用十W颈 -X Gh 100%=Gh+G动h G 100%=G+G 1 -×100%= ,G动 1+G 100%可知，动滑轮A的机械效率将增大，故C正确；轿厢 匀速运动的速度增大，根据7=W×100%-G× W危 Fs 10%-高×10%-品×100%可知，机械效幸不变.故 D错误。 6.D滑轮组所做的有用功W有用=Gh=3000N×10m= 30000J,故A错误；由图可知，n=2,滑轮组做的总功 W急=Fs=Fh=2000N×2×10m=40000J,绳子自由端 拉力的功率PW_000J-40w,故B错误：克服 t 10s 动滑轮重力做的功W动=G动h=650N×10m=6500J,由 W急=W有用十W动十W绳+可知，滑轮组绳重和摩擦所做的 额外功W+李=W总一W有用一W动=40000J一30000J W有用X 6500J=3500J,故C错误；滑轮组的机械效率7= 100%=40000 30000J ×100%=75%，故D正确。 7.省力270075不变 〔解析)使用滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，但 不能省功；拉力做的有用功W有用=Gh=540N×5m= W有甩X 2700J:由图可知，n=3,该滑轮组的机械效率7=W 100% Gh×100%= ×100%=G×100%= Fnh nF 3X240N×100%=75%:滑轮组的机械效率跟动滑轮的 540N 重力、物体的重力、绳重、摩擦有关，跟物体升高的距离、移 动的速度、绳子的绕法无关，所以只改变绳子自由端的速 度，滑轮组的机械效率不变。 8.解：(1)吊车施救过程中对事故车做的有用功W有用= Gh=1.2×10N×3m=3.6×104J(2)由图乙可知， n=3,钢丝绳上拉力下的功率P=W_=Fm=F t t 5000N×3×0.5m/s=7500W(3)该滑轮组的机械效 赞×10%-尝×10%=鼎×10%-是× 率一W启 3X5000NX100%-80%(4)若吊起更轻的物 1.2×10N 100%= 体，物重减小；影响滑轮组提升物体时的机械效率的因素 有物体的重力大小、动滑轮的重力大小、绳子重力、绳于与 滑轮间的摩擦力；当其他因素不变时，物重越小，有用功越 W有用×100%= 小，而额外功几乎不变，由”= W有用 1 W有用十W颜外 X100%=,L 一×100%可知，滑轮组的机 1十W有 械效率会变小 11.4动能和势能 1.A观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具 有动能的大小，动能的大小与质量、速度有关，实验①和② 改变速度而质量不变，实验③和④改变了质量，故①②两 次实验能说明飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能， B、C、D错误，A正确。 2.B由图可看出，A点所在的海拔为995m,B点所在的 海拔为1040m,而对同一个物体，它的位置越高，重力势能 越大，故B点的重力势能大。 3.减小减小减小 〔解析)水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中， 速度不变，所处高度不变，总质量减小，因此动能减小，重力 势能减小，动能和势能统称为机械能，所以机械能在减小。 4.A罐于从A点滚动到C点的过程中，橡皮筋的弹性形 变变大，弹性势能变大，故A正确；从A点到C点，重力势第十一章功与机械能 专题特训一 机械效率的综合计算 ■■■■类型一杠杆类 1[2025泰州靖江段考]如图所示，一根均匀的细木棒0C,0A=0C,B为公 OC的中点。在C点施加竖直向上的力将挂在A点的重为180N的物体 (第1题图) 匀速提升h=0.2m,木棒的机械效率为90%，则提升该物体做的有用功是 J,总功是 J,木棒重为 N。若将物体移动到B点，仍在C点用与原来方向相同的力将它 匀速提升h的高度，则杠杆的机械效率)将 。(不计摩擦)》 2.情境古代科技研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这 种农具叫“春”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头， 脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重为30N,每踩一次碓 头上升的高度为60cm,AO长1.5m,OB长0.3m。 (1)不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大的力才可以将碓头抬起？ (2)每踩一次对碓头做的功是多少？ (3)若1min将B踩下30次，人做功的功率是15W,则春的机械效率为多大？ 甲 (第2题图) ■■■类型二斜面类■■ 3.舒境生活实践如图甲是一种剪式千斤顶，如图乙通过旋转手柄 连接带螺纹的螺杆，就能轻易地顶起汽车。这种千斤顶是利用 (写出简单机械名称)来省力的；小华在一次给汽车换胎 工作中，转动手柄把质量为1.5t的汽车的一个后轮顶起了0.2m, (第3题图) 若顶起汽车后轮的力为车重的了，则这个过程中所做的有用功为 J,小华做的总功是 5000J,则此次工作千斤顶的机械效率是 。(g取10N/kg) 4.斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物 的方法。在日常生活中经常会使用斜面，例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板， 工人将货物沿木板推入车厢，如图甲。将这一情景简化为图乙，斜面长s=5m,高h=2m。用平 行于斜面F=500N的推力，将重力为1000N的货物，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t 10s。求： (1)推力做功的功率。 (2)该斜面的机械效率。 9 拔尖特训·物理（沪粤版）九年级 (3)货物受到斜面的摩擦力大小。 7777777777777777777 (第4题图) ■■■ 类型三滑轮（组）类■■■ 5.如图为小区里的电梯工作示意图，轿厢重4500N,重为500N的小明乘坐电梯从1楼匀速上升到 21楼用时60s,每层楼高3m,F=3000N,忽略绳重与摩擦。下列说法正确的是 A.电梯的平均速度为1.05m/s 电动机 B.动滑轮A重500N FA C.若乘坐电梯的乘客增多，动滑轮A的机械效率将增大 厢 D.若轿厢匀速运动的速度增大，动滑轮A的机械效率将增大 (第5题图) 6.塔式起重机提升钢材的示意图如图，吊臂前端是滑轮组。当滑轮组在10s内匀速向上拉动重 3000N的钢材时，钢材移动了10m,已知动滑轮重650N,绳子自由端拉力为2000N。下列说法 正确的是 ) 拉力固定点 A.滑轮组所做的有用功为2×104J B.滑轮组绳子自由端拉力的功率为2000W C.滑轮组绳重和摩擦所做的额外功为1×10J D.滑轮组的机械效率为75% (第6题图) 7.如图所示，工人利用滑轮组来提升物体时可以 (选填“省力”或“省功”)。某次作业① 中，工人将540N的物体匀速吊起5m,工人对绳子自由端的拉力F为240N,则这次作业 中工人的拉力所做有用功为 J,滑轮组的机械效率为 %。若只增大拉动 绳子自由端的速度，滑轮组的机械效率将 (选填“变大“变小”或“不变”)。 8.舒青境生活实践道路千万条，安全第一条。如图甲，吊车正在对一辆交通事故车实施 救援作业。该事故车总重为1.2×104N,吊车以0.5m/s的速度先将事故车向上吊起 3m,再水平向右移动6m后放到道路事故救援车上，起重臂下滑轮组的结构如图乙所示钢丝绳上 的拉力F为5000N。(g取10N/kg) (1)吊车施救过程中对事故车做了多少有用功？ (2)将事故车向上吊起3m的过程中，钢丝绳上的拉力F的功率是多少？ (3)该滑轮组的机械效率是多少？ (4)若吊起更轻的物体，滑轮组的机械效率会如何变化，并说明理由。 (第8题图) 10 “答案与解析”见P5