期中专题复习：机械效率计算题专题（二）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（二） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：__________ 1．如图所示，一斜面放在水平桌面边缘且与水平面的夹角为，斜面高度为2m。斜面顶端有一定滑轮，细绳绕过定滑轮连接在物体A和物体B上，物体B从斜面的顶端由静止释放，此时物体A从斜面的底端匀速运动到顶端用时10s。已知物体B的质量为2kg，斜面的机械效率为75%。（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦）求： (1)物体B的重力大小； (2)物体B对细绳拉力所做功的功率； (3)物体A受到的摩擦力。 2．如图所示，工人用一质量、粗细都均匀的杠杆将重为90N的货物匀速提高1m，物体挂在杠杆的中点位置，工人所用的拉力为60N。求： (1)在此过程中总功为多少？ (2)杠杆的机械效率为多少？ (3)如果克服摩擦做功10J，则此杠杆的自重为多少？ 3．如图所示，用拉力F通过动滑轮将重100N的货物匀速提升1m，动滑轮的机械效率为80%，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求： (1)上述过程中的有用功。 (2)上述过程中拉力所做的总功。 (3)动滑轮所受的重力。 4．如图1为起重机吊装货箱的场景，图2为起重机滑轮组结构示意图.起重机将一质量为7t的货箱从A点匀速提升6m至B点，用时10s，该过程中卷扬机牵引钢绳的拉力F为4×104N，g取10N/kg，求： (1)货箱从A点吊起到B点的过程中的速度。 (2)该过程中，卷扬机牵引钢绳做功的功率。 (3)该过程中，起重机的机械效率。 5．一正方体边长为0.5m、其质量为800kg，放置在水平地面上，g取10N/kg。 (1)求正方体的密度； (2)求正方体所受重力； (3)求正方体对地面的压强； (4)若电动机以10kW的功率工作100s，将该正方体匀速提升100m，求电动机的提升效率？ 6．研学实践活动中，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“碓”，是用来将谷子捣碎的。其工作原理如图乙所示，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，碓头会落下去击打谷子。若碓头的重力为40N，每踩一次，碓头上升的高度为60cm，AO长1.6m，OB长0.4m。（不计碓杆的重力和摩擦） (1)如碓头和支持面接触面积40cm2，则碓头静止在支持面时对支持面的压强为多大？ (2)脚至少用多大的力才可以使碓头升起？ (3)若1min将B踩下30次，碓的机械效率为60%，则人做功的功率是多大？ 7．如图所示，是工人师傅在利用滑轮组打捞水中的一质量为79kg体积为0.01m3的物体A，此滑轮组中动滑轮重30N，工人师傅在绳子自由端施加一个拉力F，拉着物体A匀速上升，在物体A未露出水面前，求： (1)物体A受到浮力为多大？画出此时物体A受力示意图； (2)若不计不计绳重、摩擦及物体在水中受到的阻力，工人师傅在绳子自由端施加的拉力F至少应为多大？ (3)在此过程中工人师傅若在绳子自由端实际施加的拉力为260N，则在此过程中该滑轮组的机械效率为多少？ 8．如图所示，某建筑工地用起重机将质量为3.6t的货箱以0.5m/s的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图所示。若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为80%。求： （1）货箱所受重力的大小； （2）吊臂上电动机拉力F的大小； （3）依然利用此机械提升质量为4.1t的货箱，求此时滑轮组的机械效率。 9．某实践小组自制了一个简易起重机，用于提升重物，结构如图所示。人在楼上向上拉绳子，使重物上升到二楼。小组进行了三次实验，数据如下表。若起重机载物箱和动滑轮总质量为6 kg，每组均将器材匀速提升3.0 m。 实验次数 被提升重物质量m/kg 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/m 1 40 280 6.0 2 60 380 6.0 3 80 480 6.0 (1)第1次实验中，人做的有用功是多少？（g取10 N/kg） (2)第3次实验中，起重机的机械效率是多少？（保留一位小数） (3)为提高该起重机的机械效率，请提出两条可行的改进方案。 10．小明和小亮在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示，已知座椅和动滑轮的总重为150 N，小亮在10 s内将小明匀速拉高2 m，小亮的拉力为250 N（不计绳重和摩擦），求： (1)绳子自由端移动的速度？ (2)拉力做功的功率？ (3)该装置的机械效率？ (4)写出任意一种能提高该装置机械效率的方法。 11．斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。如图所示，在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为30 kg的物体以0.5 m/s的速度沿斜面向上匀速运动了1 m，升高了30 cm，若斜面的机械效率为90%，，求： (1)此过程中的有用功； (2)拉力做功的功率； (3)该物体所受摩擦力的大小。 12．质量为60kg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，机械的摩擦力及绳重忽略不计。（g取10N/kg） (1)求动滑轮的重力。 (2)求该工人用该滑轮组能提起的最大货物重力。 (3)求该工人运送货物时，此滑轮组的最大机械效率（结果精确到0.1%）。 13．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。借助如图乙所示的装置（篮子质量不计），质量为60kg的采矿工人用400N的拉力将70kg的矿石从矿坑匀速提起，10s内矿石上升了2m。（忽略绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg）求： (1)拉力所做功的功率； (2)此滑轮组的最大机械效率（结果保留1位小数）。 14．如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，提升吊篮C、货物A以及电动机B。电动机B所提供的拉力随时间的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度和上升的高度随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均忽略不计，在1 s~2 s内，滑轮组的机械效率为90%，求： (1)在0~1 s内，电动机提供的拉力所做的功。 (2)在1 s~2 s内，电动机提供的拉力的功率。 (3)在0~3 s内，电动机提供的拉力的功率。 (4)动滑轮的重。 15．利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为60N，边长为 10cm 的正方体物体，拉力F的大小为5N ，物体在水平地面上匀速运动时，受到地面对它的摩擦力为 8N 。求： （1）正方体物体对地面的压强是多少？ （2）若在拉力F 作用下物体以 0.2m/s的速度匀速拉了 4s，求拉力F的功率多大？ （3）此时该滑轮组的机械效率为多少？ 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)20N (2)8W (3)5N 【详解】（1）物体B的重力 （2）物体B下降高度为4m，物体B对绳子的拉力所做功 功率 （3）绳子对A物体所做的总功 斜面的有用功 额外功 物体A所受的摩擦力 2．(1)120J (2)75% (3)20N 【详解】（1）提升货物时，物体挂在杠杆中点，动力臂为阻力臂的2倍，由几何知识可知，拉力端移动距离是物体上升高度的2倍，拉力端移动距离为 总功为 （2）杠杆所做的有用功为克服货物重力做的功，有用功为 杠杆的机械效率为 （3）杠杆所做的总额外功为 克服杠杆自重做的额外功 因杠杆均匀，其重心在中点，杠杆上升高度与货物上升高度相同，所以杠杆自重为 3．(1)100J (2) (3) 【详解】（1）有用功为克服货物重力做的功，即 （2）由机械效率公式可得，总功 （3）不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，额外功全部用于提升动滑轮。额外功 动滑轮重力 4．(1) (2) (3) 【详解】（1）货箱匀速上升过程 （2）由图2得承担物重的绳子段数，绳子自由端移动距离 拉力做的总功 拉力做功的功率 （3）货箱重力 提升货箱做的有用功 起重机的机械效率 5．(1) (2)8000N (3) (4)80% 【详解】（1）正方体的体积 正方体的密度 （2）正方体所受重力 （3）由于在水平地面，正方体对地面的压力 正方体对地面的压强 （4）电动机做的有用功为 电动机做的总功为 电动机的机械效率为 6．(1) (2)160N (3)20W 【详解】（1）碓头静止在支持面时对支持面的压强 （2）当脚用力的方向垂直于OB向下时，动力臂最长，由 得 （3）踏碓一次，克服碓头重力做的功 每踩一次做的功为，由得 人做功的功率 7．(1)100N， (2)240N (3)88.5% 【详解】（1）物体A受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力和滑轮组的拉力，物体A受到的浮力为 这三个力的作用点画在重心，重力向下，浮力和拉力向上，由于物体匀速上升，向上的力等于向下的力，受力示意图所图所示； （2）物体A受到滑轮组的拉力 工人师傅在绳子自由端施加的拉力F至少应为 （3）由图可知，动滑轮上有3股绳，此过程中该滑轮组的机械效率为 8．（1）3.6104N；（2）1.5×104N；（3）82% 【详解】解：（1）货箱的重力为 G=mg=3.6103kg10N/kg=3.6104N （2）由图像可知绳子股数n=3，由η=可得 η= 80%= 解得 F=1.5×104N （3）动滑轮的重力为 提升质量为4.1t的货箱，此时滑轮组的机械效率 答：（1）货箱所受重力的大小为3.6104N； （2）吊臂上电动机拉力F的大小为1.5×104N； （3）依然利用此机械提升质量为4.1t的货箱，此时滑轮组的机械效率为82%。 9．(1) (2) (3)① 增加提升重物的质量；② 减轻载物箱和动滑轮的总重力 【详解】（1）第1次实验，匀速提升重物，有用功为克服重物重力做的功，重物重力 则有用功 （2）第3次实验，有用功 总功为拉力做的功，即 则机械效率为 （3）由 可知，提高机械效率可从增大有用功占比、减小额外功入手，即 ① 增加提升重物的质量，额外功不变时，有用功占总功的比例增大； ② 减轻载物箱和动滑轮的总重力（或在滑轮转轴处加润滑油减小摩擦），有用功不变时，额外功减小。 10．(1) (2) (3) (4) 增加提升物体的重力或减轻动滑轮和座椅的总重、给滑轮加润滑油减小摩擦 【详解】（1）由图可知，有效绳子段数，绳子移动的距离为 绳自由端移动速度 （2）拉力做功的功率 （3）小明的重力 该装置的机械效率 （4）该装置的额外功主要来源于动滑轮和座椅的重力、滑轮间的摩擦，因此减小额外功（减轻动滑轮自重、减小摩擦）或增大有用功（增大提升物体的重力），都可以提高机械效率。 11．(1) 90J (2) 50W (3) 10N 【详解】（1）物体重力为 有用功为 （2）由得总功为 物体运动时间为 拉力做功的功率为 （3）额外功为 由得摩擦力为 12．(1) (2)1600N (3) 【详解】（1）由图乙可知，货物重力为时，机械效率为60%。忽略摩擦和绳重，滑轮组的机械效率 解得动滑轮重力为 （2）由图甲可知，承担动滑轮和货物的绳子有3段。工人站在地面向下拉绳，最大拉力不能超过自身重力。取，则最大拉力 由可得，最大货物重力 （3）动滑轮重力不变时，由可知，货物越重，机械效率越高；所以提升最大货物重力时机械效率最大 13．(1)160W (2)91.7% 【详解】（1）如图所示，滑轮组承担物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力的功率 （2）由题意可知，矿石的重力 忽略绳重及滑轮的摩擦，由得，动滑轮的重力 在同一滑轮组中，当物重最大时，机械效率最高，而物重越大，提升其所需的拉力也越大；工人能施加的最大拉力等于其重力，即最大拉力 所以最大提升物重 因此滑轮组的最大机械效率 14．(1)1100 J (2)2000 W (3)1700 W (4)200 N 【详解】（1）由图甲可知，该滑轮组承担总重的绳子段数 0~1 s内，由乙、丁图可知，拉力，吊篮上升高度，绳子自由端移动距离 拉力做功 （2）1 s~2 s内，拉力，吊篮上升速度，绳子自由端速度 拉力功率 （3）1 s~3 s内，拉力恒为，由小问2分析可知绳子速度恒为4 m/s，拉力功率 1 s~3 s内，拉力做功 总功 0~3 s内拉力的功率 （4）1~2 s内，由乙图可知，拉力，已知机械效率，不计摩擦、绳重，机械效率 变形、代入得 由滑轮组拉力 得动滑轮的重力 15．（1）6000Pa；（2）2W；（3）80% 【详解】解：（1）正方体对地面的压强 （2）由图示知，滑轮组承重绳子为2根，绳子自由端移动的速度 v1=2v=2×0.2m/s=0.4m/s 拉力的功率 P总=Fv1=5N ×0.4m/s=2W （3）拉动重物的功率 P有=fv=8N×0.2m/s=1.6W 滑轮组的机械效率 答：（1）正方体物体对地面的压强为6000Pa； （2）拉力F的功率为2W； （3）此时该滑轮组的机械效率为80%。 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 $