备战中考物理 机械效率的计算 培优 易错 难题练习(含答案)附答案

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题

1．如图，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（）

A．A物体受到的绳子的拉力为15N

B．若将B物体的重力增加一倍，则A物体受到的摩擦力为35N

C．动滑轮拉B物体的效率为75%

D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，拉力的功率为2W

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．A物体恰好向右做匀速直线运动，摩擦力等于拉力，由题知，摩擦力

f=0.2G=0.2⨯100N=20N

故A物体受到的绳子的拉力为20N，故A错误；

B．若把B的重增加一倍，但A与地面的粗糙程度不变，压力也不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，故B错误；

C．由图可知，n=2， A物体对绳子的拉力等于A物体受到的绳子的拉力，则动滑轮的重力

G动=2F-G B=2f- G B=2⨯20N-30N=10N

不计绳重和摩擦，则动滑轮拉B物体的效率

η=W

W

有用

总

=

W

W W

+

有用

有用额

=B

G h

Gh G h

+

动

=B

B

G

G G

+

动

=

30N

30N10N

+

=75%

故C正确；

D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，摩擦力水平向右，大小不变，A物体受到的绳子的拉力不变，则拉力为原来的2倍，即40N，拉力的功率

P=W

t

=

Fs

t

=F′v=40N⨯0.1m/s=4W

故D错误。故选C。

2．如图所示，工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。若不计绳重及摩擦，绳子自由端移动的距离是____m ，动滑轮的重力为____N ，该滑轮组的机械效率是______。

【答案】4 100 80% 【解析】 【分析】 【详解】

[1]由图可知，动滑轮上绳子段数为2，则绳子自由端移动距离为

s =2h =2×2m=4m

[2]拉力为250N ，物体中400N ，则根据动滑轮上绳子段数为2，可求动滑轮重力为

G 滑=2F -G 物=2×250N-400N =100N

[3]机械效率为

()()400N

100%100%100%80%400N+100N W G h W G G h

η=

⨯=⨯=⨯=+有物滑总物

3．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。则：

（1）若某次运送建材的质量为40kg ，滑轮组的机械效率是_______。动滑轮的重力是_______N 。

（2）若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升12m ，作用在绳上的拉力为500N 时，拉力的功率是_______W ，运送建材的重力是_______N ，此时的机械效率是_______。

【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]建材质量为40kg ，其重力为

=40kg 10N/kg=400N G mg =⨯

由图乙得，当建材重力为400N 时，滑轮组机械效率为50%。 [2]此时机械效率

400

=

==50%400+G G G G η+动动

解得G 动=400N 。

(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，与动滑轮相连的绳子有两段，则该滑轮组可以省一半的力，建材向上提升了12m ，则绳子段移动的距离为24m ，拉力功率

500N 24m ==200W 60s

W Fs P t t ⨯=

= [4]滑轮组省一半的力，所以

+=2G G F 动材

解得=600N G 材。 [5]此时的机械效率为

600

=

=

=60%600+400

G G G η+材动

材

4．如图所示，利用斜面向上移动物体可以_______（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。小明把质量为50kg 的木箱沿斜面拉了10m ，使木箱上升了4m ，如图所示，沿斜面向上用的拉力F ＝250N ，木箱以0.2m/s 的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N 。（g 取10N/kg ）

【答案】省力 80% 50 【解析】 【分析】 【详解】

[1]斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。 [2]做的有用功

W 有用=Gh=mgh =50kg×10N/kg×4m=2000J

拉力做的总功

W 总=Fs =250N×10m=2500J

斜面的机械效率

2000J

×100%=80%2500J

W W η=

=

有用总

机械效率为80%。 [3]这个过程中，做的额外功

W 额外=W 总-W 有用=2500J-2000J=500J

克服摩擦做的功为额外功的唯一来源，因为W 额外=fs ，所以摩擦力的大小

500J

=50N 10m

W f s

=

=

额 摩擦力为50N 。

5．如图所示，每个滑轮均重12N ，用滑轮组拉着重600N 的物体A 沿水平方向匀速移动，在40s 内物体移动了8m ，拉力F 做的功为1280J ．（不计绳重及机械内部摩擦）那么，拉力F 的功率为_____W ，滑轮组的机械效率为_______．

【答案】32 92.5% 【解析】 【分析】 【详解】 拉力F 的功率为P ＝

128040W J t s

＝＝32W.不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力做功为：W 额＝G 动

⋅h ＝12N×8m ＝96J ，则W 有＝W 总−W 额＝1280J−96J ＝1184J ；η＝

W W 有总

＝

11841280J

J

＝92.5%

6．在如图所示的滑轮组中，用大小为5N 的拉力F 拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动