2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算(含答案)

2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算
1．如图有一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，某同学站在地面用300N的力拉绳，使重为500N的物体在10s内匀速升高1.2m，若不计摩擦和绳重。

求：
(1)动滑轮总重是多少？
(2)拉力F做功的功率是多少？
(3)该过程滑轮组的机械效率是多少？
2．工人用如图所示的滑轮组提升重物．物体在15s内被匀速提升了2m，所用拉力
F为300N，在提升重物的过程中，有用功是900J。

求：
(1)该物体的重力；
(2)工人做功的功率；
(3)该滑轮组的机械效率。

3．工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。

已知货物重800N。

不计绳重及摩擦。

(1)在图中画出绳子的绕法；
(2)若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大?
(3)若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为500N，动滑轮有多重?
4．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象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。

问：
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
5．如图所示，用一个滑轮组匀速提升重0.9N的物体，在物体匀速上升5cm的过程中，弹簧测力计的示数为0.4N。

（不计摩擦及绳重）求：
(1)在此过程中拉力做的功；
(2)该滑轮组的机械效率；
(3)动滑轮受到的重力。

6．如图所示是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，其中动滑轮重G动=15N，现使用该滑轮组用最省力的方法将某一重G物=180N的物体，竖直向上匀速提升h=4m的高度。

(1)在图中用笔画线代替绳子画出绳子绕法。

(2)提升物体时，克服物体重力做功W物为多大？
(3)若该过程中克服“绳重和摩擦因素”所做的功为120J，则绳子自由端所用拉力F为多大？
7．如图甲所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。

罐笼的底面积是2m²，已知被提升的建筑材料重为2600N，拉力F 将它以0.5m/s的速度匀速提升20s。

拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。

不计动滑轮及钢丝绳的重、摩擦。

求：
(1)拉力F大小是多少？
(2)当装有建筑材料的罐笼静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
(3)提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少？
8．用如图所示滑轮组提升正方体物体，物体边长为0.1m，密度为2×103kg/m3，动滑轮重5N，不计摩擦和绳重。

(1)物体重力为多少N；
(2)物体对水平地面的压强为500Pa时，作用在自由端的拉力为多少N；
(3)绳子A和B能承受的最大拉力分别为100N和50N，求滑轮组的最大机械效率。

9．如图所示，在一次野外救援行动中，救援队通过滑轮组将掉落在深井中的物体拉至井口。

已知井深10m，物体重G=5×103N，汽车重G车=1×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，若汽车运动的速度为3m/s。

求：
(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？
(2)滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
(3)汽车牵引力做功时的功率为多少？
10．如图所示，质量为60kg的工人用滑轮组提升重物，每个滑轮的重力均为50N。

(1)用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中，人做的有用功为多少？
(2)不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率是多少？
(3)若绳子能够承受的最大拉力为800N，重物提升过程中绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%。

求滑轮组的最大机械效率？
11．建筑工地上，工人用如图所示的装置在10s内将重为600N的物体匀速向上提升了3m，他对绳的拉力为400N。

求：
(1)他做的有用功；
(2)拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率。

12．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。

质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。

忽略绳重及摩擦，求：
(1)动滑轮的质量；
(2)第2s内拉力F的功率；
(3)此装置提升重物的最大机械效率。

13．为了抗击新冠肺炎疫情，我国只用10天的时间建成了火神山医院，让世界再次见证了“中国速度”。

在火神山和雷神山医院的建设中，起重机等中国制造发挥了重要的作用。

如图a所示是一台正在建筑工地作业的起重机，起重机吊臂上的滑轮组（如图b）
将质量为3.6×104kg的重物竖直匀速提高10m，滑轮组的机械效率是60%。

试求：
(1)起重机对重物做的有用功是多大？
(2)拉力F做的总功是多大？
(3)拉力F是多少N？
14．利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为240N的物体匀速向上提起0.2m，竖直向上的拉力F为100N。

不计绳重和摩擦，求：
(1)滑轮组的机械效率；
(2)拉力F的功率；
(3)若用此滑轮组匀速提升600N的物体需要多大拉力?
15．某同学在探究滑轮组的机械效率与被提升物体重力的关系时，采用了如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。

不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。

每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。

图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象。

请根据图象回答：
(1)动滑轮重多少N？
(2)当物重多少N时，滑轮组的机械效率可达75%。

(3)当物体的重力为2000N时，小熊竖直向上用500N拉绳，还能用此滑轮组拉动物体么？用计算结果说明。

16．如图所示，用一个滑轮组匀速提升重0.9N的物体，在物体匀速上升0.5m的过程中，弹簧测力计的示数为0.4N。

（不计摩擦及绳重及弹簧测力计的自重）求：
(1)滑轮组对物体做的有用功；( )
(2)该滑轮组的机械效率；( )
(3)若用该滑轮组改将1.5N的物体提升相同高度，弹簧测力计示数是N。

（此问不写过程）
17．如图所示为工地上利用滑轮组拉动物件的示意图，重4.8⨯103N的物件A在2⨯103N 的拉力F的作用下，以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s，则在此过程中，求：
(1)对物件A做的有用功；
(2)拉力F做的功和功率；
(3)滑轮组机械效率。

18．如图所示，把重力为800 N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为2 m，高为1 m，实际推力为500 N，所花时间为5s。

求：
(1)推力做的有用功；
(2)推力做的总功的功率；
(3)物体与斜面间的摩擦力；
(4)整个装置的机械效率。

参考答案：
3．(1) ；(2)400N；(3)200N
6．(1) ；(2)720J；(3) 75N。