期中专题复习：机械效率计算题专题（一）2026-2027学年苏科版九年级上册物理

2026年苏科版九年级上册物理期中专题复习：机械效率计算题专题（一） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 1．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，O是支点，B是OA的中点，在点悬挂一个重为的重物。用方向竖直向上，大小恒为的拉力将杠杆从图中甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为0.3m。求： (1)拉力做的有用功是多少？ (2)该过程杠杆的机械效率是多少？ (3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力是多少？ 2．如图所示，是塔式起重机上的一种滑轮组，某次匀速起吊600 kg的物体时，上升5 m，用时15 s，滑轮组的机械效率是80%，g取10 N/kg。求： (1)所做有用功是多少？ (2)拉力F的功率是多少？ 3．建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m高处。陈红同学设计安装了如图所示的装置。装置中每个滑轮重100N。工人利用该装置每次提升一块重900N的建材，拉绳子的速度是0.8m/s，在施工过程中： (1)工人提升建材时的有用功率是多少? (2)工人使用该装置每次提升建材的机械效率是多大?（不计绳重和轮轴摩擦） (3)若工人想提高该装置的机械效率，你的建议是什么?（写出一条即可） 4．我国很早就有使用滑轮的记载，如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借助如图乙所示的滑轮组，采矿工人用300N的拉力将矿石从矿坑匀速提起，15s内矿石上升了4m，滑轮组的机械效率为75%。 (1)使用滑轮组提升矿石___________（选填“能”或“不能”）省功。请你提出一条提高该滑轮组机械效率的措施：___________。 (2)工人拉力做功的功率是多少？ (3)工人提升的矿石所受重力是多少？ 5．在劳动实践中，小杰在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用大小且平行于斜面的推力将重的货物从斜面底端匀速地推到斜面顶端的车厢，如图所示。已知斜面长，斜面高，货物平放在车厢内时受力面积。 (1)求货物平放在车厢内时对车厢的压强； (2)求货物受到斜面的摩擦力大小； (3)若、及货物都保持不变，使斜面更光滑，则斜面的机械效率将如何变化？ 6．如图所示，工人通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体A提起来，绳端移动了6m，不计绳重和摩擦。求： (1)求此过程中滑轮组做的有用功； (2)滑轮组的效率； (3)动滑轮所受重力； (4)若用此滑轮组缓慢提升重为630N的物体，作用在绳子自由端的拉力大小； (5)不计绳重和摩擦时，请写出可以提高图中滑轮组的效率的方法___________（写出一点） 7．某起重机的滑轮组结构如图所示，起重机将质量为钢板匀速提升到高的桥面上，用时为，此时滑轮组的机械效率为（不计钢丝绳的重力和摩擦，取）。求： (1)对物体做的有用功； (2)拉力的功率； (3)若利用此滑轮组吊起质量为的物体，机械效率多大（保留2位小数）； (4)请写出一条提高滑轮组机械效率的建议。 8．塔吊是一种常见的起重设备，如图甲所示。某建筑工地用塔吊在1min内将质量为2.7t的货箱匀速提升30m，吊臂上的滑轮组如图乙所示，该滑轮组提升货箱时的效率为90%,g取10N/kg。空气阻力忽略不计。 (1)请在乙图中画出货箱匀速上升时受力的示意图； (2)求该过程滑轮组做的有用功； (3)求钢丝绳的拉力在1min内所做功的功率； (4)若需要提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条改进建议。 9．如图甲所示，在建设桥梁时，起重船将一块实心桥梁部件从运输船上转移至河水中。起重船吊臂前端滑轮组如图乙所示，当起重船从运输船上吊起桥梁部件时，起重船浸入水中的体积增加了18m3。滑轮组拉着桥梁部件在30s内匀速上升了2m。（，）求： (1)被吊起的桥梁部件的重力； (2)桥梁部件被吊起的过程中，钢丝绳拉力的功率为，滑轮组的机械效率是多少？ (3)请你提出一条提高此类机器机械效率的措施（写出一条合理即可）。 10．如图，AB为能够绕B点转动、质量分布均匀的杠杆，AB=2BC，在C处用细线悬挂一重物G，在杠杆末端A点施加一个始终竖直向上的拉力F，使质量为3kg的重物在2s内匀速上升0.5m，杠杆重为75N。忽略支点处的摩擦。 (1)求拉力F的大小； (2)求杠杆对重物做的功； (3)若仅将拉力F的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，请判断杠杆的机械效率是否改变，并说明理由。 11．某建筑工地上，一台起重机正将质量为360kg的一捆钢筋匀速提高4m，已知起重机所做的额外功是9600J。（）求： (1)起重机做的有用功是多少？ (2)机械效率是多少？ (3)起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？（写出两个即可） 12．图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。求： 整机质量（空载）kg 3200 安全工作载荷/kg 200 起升电机额定电压/V 24 起升电机额定功率/kW 4.0 轮胎接地总面积/m2 0.08 (1)这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？ (2)起升电机以额定功率工作时，将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器的机械效率是多少？ (3)请写出一条，此类机器机械效率一般较低的主要原因。 13．图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使100kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,所用的拉力为400N，g取10N/kg。求： (1)使用“车梯”时做的额外功； (2)使用“车梯”时人做功的功率； (3)“车梯”的机械效率； (4)请你写出两种方法来提高“车梯”的机械效率。 14．在建筑工地，用如图甲所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。电动机用的力拉钢丝绳，在的过程中，建筑材料上升的高度随时间变化的关系如图乙所示，滑轮组的机械效率为，取。忽略绳重和摩擦，求： (1)在内电动机对钢丝绳拉力所做的功。 (2)建筑材料的重力。 (3)动滑轮的重力。 (4)请说出一种提高滑轮组机械效率的方法：_______________________________________________________________________。 15．质量为60 kg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像如图乙所示，摩擦力及绳重忽略不计。 (1)影响滑轮组机械效率的因素之一是________。 (2)若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m，作用在钢绳上的拉力为400 N，求拉力的功率？ (3)求动滑轮受到的重力？ (4)已知该工人可以施加的竖直向下的最大拉力等于自己的重力，该工人拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？（计算结果准确到0.1%） 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1)12J (2)80% (3)10N 【详解】（1）力F做的有用功 （2）由三角形相似可知力F移动的距离 总功 杠杆的机械效率 （3）若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功 杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同，杠杆自身的重力 2．(1) (2) 【详解】（1）物体的重力 有用功为 （2）根据可知，拉力做的总功为 拉力F的功率为 3．(1)360W (2)90% (3)增大每次提升的建材重力 【详解】（1）工人提升建材时的有用功率 （2）不计绳重和轮轴摩擦，机械效率 （3）增大每次提升的建材重力（或在不超过最大负荷的前提下，将多块建材捆在一起一次提起）。  这样在额外功基本不变的情况下，有用功增大，从而机械效率提高。 4．(1) 不能 增大提升矿石的重力 (2)160W (3)450N 【详解】（1）[1]使用任何机械都要克服机械自重、摩擦等做额外功，因此使用滑轮组提升矿石不能省功。 [2]提高滑轮组机械效率可以通过增大有用功占比或减小额外功占比实现，具体措施：增加提升矿石的重力、减小动滑轮自重、给滑轮转轴加润滑油等，合理即可。 （2）由图乙可知，滑轮组承担物重的绳子段数，计算绳端移动的距离为 计算拉力做的总功为 计算拉力做功的功率为 （3）根据机械效率公式，计算拉力做的有用功： 矿石重力 5．(1)Pa (2)100N (3)变大 【详解】（1）货物平放在车厢内时，对车厢的压力等于其自身的重力，即压力 货物对车厢的压强为 （2）将货物推上斜面的过程中：有用功是指克服货物重力所做的功 总功为 额外功为 由可得，摩擦力大小为 （3）当斜面更光滑时，h、L 及货物重力G均不变，由可知，对货物做的有用功保持不变。斜面更光滑，意味着货物与斜面间的摩擦力 f 减小，根据可知，克服摩擦力做的额外功减小，即总功减小。由可知，斜面的机械效率将变大。 6．(1) (2) (3)120N (4)250N (5)减小动滑轮的重力 【详解】（1）由图可知，该滑轮组共有3段绳子承担物重； 物体被提升的高度为 则滑轮组做的有用功为 （2）拉力做的总功为 滑轮组的机械效率为 （3）由可得，动滑轮的重力为 （4）作用在绳子自由端的拉力为 （5）不计绳重摩擦时，额外功来自克服动滑轮重力做功，减小动滑轮自重可以减小额外功占比，从而提高机械效率。 7．(1) (2) (3) (4)见解析 【详解】（1）钢板的重力 克服物体重力做的有用功 （2）拉力做的总功 拉力F的功率 （3）不计钢丝绳的重力和摩擦，克服动滑轮的重力所做的额外功 动滑轮的重力 当吊起质量为30kg的物体时，物体的重力 此时的机械效率 （4）根据滑轮组机械效率的公式，要提高机械效率，可以采取以下方法：一是在额外功不变的情况下，增加有用功，即在起重机承重范围内，提升更重的物体。二是在有用功不变的情况下，减小额外功，即减小动滑轮的重力或减小滑轮组的摩擦。 8．(1) (2) (3) (4)给滑轮加润滑油 【详解】（1）货箱匀速上升时受竖直向下的重力G和竖直向上的拉力F，且重力与拉力是一对平衡力，大小相等，作用点都在物体的重心处，如图所示： （2）滑轮组做的有用功 （3）钢丝绳的拉力在1min内所做的总功 钢丝绳的拉力在1min内的功率 （4）若需要提高该滑轮组的机械效率，需在有用功相同时，减小额外功，如减小动滑轮的重力，给滑轮加润滑油；也可在额外功相同时，增大有用功，如在确保钢丝绳与塔吊安全的情况下，增加货箱的重力。 9．(1) (2)60% (3)增加物重、减小动滑轮的重力 【详解】（1）起重船受到浮力的增加量 因为起重船在吊起重物前后都处于漂浮状态，所以由浮沉条件可知该重物的重力 （2）由可知，拉力做的总功 拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 （3）由滑轮组机械效率的影响因素可知，增加物重、减小动滑轮的重力都可以提高此类机器的机械效率。 10．(1)52.5N (2)15J (3)由题意可知，若仅将拉力F的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，重物提升的高度不变，则杠杆对重物做的功即有用功不变，杠杆的重心提升的高度也不变，则做的额外功也不变，根据机械效率的定义可知，有用功和总功都不变，那么此杠杆的机械效率也不变。 【详解】（1）由题意可知，重物对杠杆产生的拉力等于重物的重力FG=G=mg=3kg×10N/kg=30N AB=2BC，则C为杠杆AB的中点，因为杠杆质量分布均匀，故C为杠杆重心，可知杠杆受到的阻力为F阻=G杠杆+FG=75N+30N=105N 阻力作用点为C点，则AB为动力臂，BC为阻力臂，根据杠杆平衡条件可得F×AB=F阻×BC 代入数据可得F=0.5F阻=0.5×105N=52.5N （2）由题意可知，杠杆使重物提升了0.5m，则杠杆对重物做的功为W=Gh=30N×0.5m=15J （3）略。 11．(1) (2)60% (3)起重机做的额外功是由动滑轮、起重臂、和钢丝绳所受到的重力及摩擦力引的。 【详解】（1）有用功是起重机为实现目标（提升钢筋）所做的直接功，即克服钢筋重力做的功 （2）由题意可知 机械效率即为 （3）略。 12．(1)4×105Pa (2)5% (3)机器提升起升架所做额外功较多。 【详解】（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压力 F=G=mg=3200kg×10N/kg=3.2×104N 对水平地面的压强 （2）该机器做的有用功 W有=G′h=1000N×8m=8×103J 该机器工作的时间 起升电机做的总功 W总=Pt=4000W×40s=1.6×105J 机器的机械效率 （3）由 可知，此类机器机械效率一般较低的主要原因是机器提升起升架所做额外功较多。 13．(1)1200J (2)320W (3)62.5% (4)减小滑轮及绳重或增加提升物体的质量或减少轮轴处的摩擦 【详解】（1）使用“车梯”时做的有用功 由图乙知，n=4，绳子自由端移动的距离 使用“车梯”时人做功 使用“车梯”时做的额外功 （2）使用“车梯”时人做功功率 （3）“车梯”的机械效率 （4）提高“车梯”的机械效率可以增大有用功，即增加提升物体的质量；或减小额外功，即减小滑轮及绳重或减少轮轴处的摩擦。 14．(1)3600J (2)1620N (3)180N (4)增加提升物体的重力/减小动滑轮自重 【详解】（1）由题图甲可知，滑轮组上承担重量的绳子段数；由题图乙可知，在10s内建筑材料匀速上升，钢丝绳移动距离 在10s内电动机对钢丝绳拉力所做的功 （2）电动机做的有用功即为提升建筑材料过程中克服物体重力做的功，电动机做的有用功 建筑材料的重力 （3）不计绳重和摩擦，电动机做的额外功即为提升建筑材料过程中克服动滑轮重力做的功，电动机做的额外功 动滑轮的重力 （4）使用同一滑轮组，提升重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高；或使用不同的滑轮组，提升相同物重时，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高。 15．(1)物体重力大小 (2)120W (3)200N (4)88.9% 【详解】（1）由题意摩擦、绳重不计，结合图像可知物重越大效率越高，故影响滑轮组机械效率的因素之一是物体重力大小；同时动滑轮自重也会影响额外功。 （2）由甲图看出滑轮组绳子段数n=3，绳子自由端移动距离 拉力做的总功为 拉力的功率 （3）由图乙可知,物重时,滑轮组的机械效率，不计绳重摩擦，由机械效率公式可得动滑轮受到的重力为 （4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，对绳子的最大拉力等于自身重力，所以绳子最大拉力为 由可得提升的最大物重 则滑轮组的机械效率最大值是 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $