2024年中考物理专题复习 ——机械效率的综合计算
1．用如图所示的滑轮，使一个铁块以0.2m/s的速度匀速上升了1m，已知铁块的重为79N，求：
（1）若不计滑轮、绳子的重和摩擦，绳子受到的拉力F；
（2）若实际作用于绳子的拉力为50N，这个滑轮的机械效率。
2．用如图甲所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体，已知物体的体积为0.12m ，重为2000N，物体始终以0.5m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示。（不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水＝1.0×10 kg/m ，g取10N/kg）求：
（1）物体浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；
（3）物体出水后绳端拉力的功率。
3．图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像，A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，已知A的重力2×104N，A上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求：
（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；
（2）长方体A的密度；
（3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率；
（4）把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强。
4．如图所示，小明体重600N，用由A、B两个滑轮组成的滑轮组向上提升1000N的重物C，提升的过程中，小明用大小为550N且竖直向下的力拉动绳子，使重物C以0.4m/s的速度匀速上升了8m。若不计绳重及摩擦，求：
（1）动滑轮的重力是多少？
（2）该滑轮组的机械效率为多少？（百分号前保留一位小数）
（3）小明本次提升重物时拉力的功率为多少？
5．利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m，竖直向上的拉力F为125N。求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
6．如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为8×103N，滑轮组的机械效率为75%，A上升的速度始终为0.1m/s（g取10N/kg，不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）。求：
（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；
（2）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率；
（3）把长方体A按图甲中方式放在水平地面上，它对地面的压强。
7．某斜面长S=6m，高h=2.1m．用沿斜面方向50N的推力F，在10s内将一个重为100N的物体由斜面底端匀速推到顶端．求：
（1）推力F的功率；
（2）运动过程中物体克服摩擦力所做的功；
（3）斜面的机械效率．
8．如图所示，工人利用滑轮组提升重为810N物体，在10s内物体匀速升高1m，工人拉力F的功率为90W，拉力F克服摩擦做的功是60J，不计绳重。
求：
（1）工人做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
9．工人用图示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W。
（1）求滑轮组的机械效率；
（2）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20％，求工人提升货物的重。
10．水平地面上的圆桶装有体积为0.01m3的水，圆桶与地面接触面积为0.2m2，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，桶自重忽略不计，求：
（1）这桶水的质量；
（2）这桶水对地面的压强；
（3）如图，若用动滑轮将此桶水匀速提升lm，所用拉力60N，求动滑轮的机械效率。
11．如图，将一重6N的木块沿斜面从底端匀速拉到图示位置，已知斜面长1.2m，高0.3m，沿斜面向上的拉力为2N。把木块直接提升所做的功为有用功，求：
（1）所做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）木块所受的摩擦力。
12．如图所示装置，体重为500N的小明站立在水平地面，要提升总重力为56N的三件衣服，他以拉力F竖直向下匀速拉动绳子的自由端，此时小明对地面产生的压强为1.2×104Pa，在2s内，他将绳的自由端匀速竖直下拉了1m。已知小明双脚与地面的接触面积为0.04m2.，求：
(1)小明通过滑轮组拉衣服时对地面的压力；
(2)拉力F的功率；
(3)滑轮组提升衣服的机械效率。
13．抗击新冠肺炎疫情期间，武汉火神山医院夜以继口进行抢建，如图所示为某品牌的挖掘机在现场施工的情景，当挖掘机将质量为200kg的泥土匀速举高3m时，用时2s，此时挖掘机的功率为20kW。求∶
(1)泥土的重力；
(2)挖掘机克服泥土重力所做的功；
(3)此时挖掘机的机械效率。（g取10N/kg）
14．如图所示，工人用沿斜面向上、大小为500N的推力，将底面积8dm2重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。试求：
（1）水平推力做功的功率；
（2）斜面的机械效率；
（3）在斜面上运动时受到的阻力。
15．如图所示，用图甲的滑轮组提升物体M，已知物体M重为720 N，电动机施加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重力、摩擦力，求：
(1)滑轮组提升重物所做的有用功是多少？
(2)滑轮组提升重物的机械效率是多少？
(3)动滑轮的重力是多少？
16．某工人用如图所示的滑轮组提升重为300N物体，使物体在20s内被匀速提升了3m，工人用的拉力F为200N，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人做的有用功；
（2）该滑轮组的机械效率。
17．工人用如图所示的滑轮组，将重880N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，人对绳自由端的拉力F方向竖直向下、大小为500N，不计绳重和摩擦。求：
（1）动滑轮的重力大小；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
18．一名工人站在地面， 用如图所示的装置， 将一只重800 N的货箱提升到6m高处的平台上，耗时1min40s，测出这一装置的机械效率为80%。不计绳重、滑轮与绳子间的摩擦。求：
（1）工人做功的平均功率。
（2）动滑轮重量。
（3）用另外一只外形相同、重量减半的新型材料制作的动滑轮换下原动滑轮， 再次提起一只相同的货箱。求新滑轮组的机械效率。
（4）根据本题收集的实验证据，归纳出一条提高滑轮组机械效率的方法。
19．如图所示，斜面长5m，高3m，小明用绳子沿斜面将重为100N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为80N，绳重不计。求：
（1）小明做的有用功，总功；
（2）斜面的机械效率；
（3）木块与斜面间的摩擦力。
20．小明利用如图所示的滑轮组来提升质量为40kg物体，所用拉力F为250N，货物在10s内被匀速提升了3m，不计绳重及摩擦。（g取10N/kg）。求
(1)动滑轮的重力；
(2)此过程中拉力做功的功率
(3)滑轮组的机械效率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．（1）39.5N；（2）79%
2．（1）1200N；（2）66.7%；（3）1200W
3．（1）1×104N；（2）2×103kg/m3；（3）2500W；（4）4×104Pa
4．（1）100N；（2）90.9%；（3）440W
5．（1）60J；（2）80%；（3）15W
6．（1）1×104N；（2）3200W；（3）4.8×104Pa
7．（1）推力F的功率为30W；
（2）运动过程中物体克服摩擦力所做的功为90J；
（3）斜面的机械效率为70%
8．（1）810J；（2）90％；（3）30N
9．（1）75%；（2）720N
10．（1）10kg；（2）500Pa；（3）83.3%
11．（1）1.8J；（2）75%；（3）0.5J
12．[1]480N；[2]10W；[3]70%
13．(1) 2000N；(2)6000J；(3) 15%
14．（1）24W；（2）80%；（3）100N
15．(1)7200J；(2) ；(3)80N
16．（1）900J；（2）75%
17．（1）120N；（2）200W；（3）88%
18．（1）60W；（2）200N；（3）88.9%；（4）减轻动滑轮重
19．（1）300J，400J；（2）75%；（3）20N
20．(1)100N；(2)150W；(3)80%
答案第1页，共2页
