南京中考物理专题训练---机械效率的计算题分类

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．小黄用图所示的滑轮组经过10s 的时间，用150N 的拉力将一个重270N 的重物提高1m ，求此过程：拉力F 自由端拉出的距离是_____m ；小黄所做的有用功是_______J ；总功是_______J ；拉力做功的功率是______W 。

【答案】3 270 450 45 【解析】 【分析】 【详解】

[1]由图可知，滑轮组的承重绳子根数n =3根，则拉力自由端拉出的距离

s =nh =3×1m=3m

[2]有用功

W 有用=Gh =270N×1m=270J

[3]总功

W 总=Fs =150N×3m=450J

[4]拉力做功的功率

450J

45W 10s

W P t =

==总

3．如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F 1______F 2，机械效率ηA ______ηB 。（填“>”“=”或“<”）

【答案】< = 【解析】 【分析】 【详解】

[1]由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为

()113F G G =

+物动，()212

F G G =+物动 所以

1F F ２＜

[2]不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同，动滑轮相同，则所做额外功相同。所以机械效率相同，即A B ηη=。

4．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1m ，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦，此时滑轮组的机械效率为90%，则物体与地面之间的摩擦力为_______N 。

【答案】9 【解析】 【分析】 【详解】

由图知，n =2，拉力端移动距离

s =2s 物=2×1m=2m

拉力做功

W 总=Fs =5N×2m=10J

有用功为

=90%10J =9J W W η=⨯有总

则物体与地面之间的摩擦力为

'9J

=9N 1m

W f s =

=有

5．如图所示，用F =50N 的力通过滑轮组水平拉重为80N 的物体使其向左匀速运动0.4m ，在这个过程中拉力F 做功为_____J ，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N ，该滑轮组的机械效率为_____（忽略绳子和动滑轮的重力）

【答案】40 60% 【解析】 【分析】

首先判断滑轮组有几段绳子受力，计算出拉力移动的距离，利用拉力做的总功；滑轮组所做的有用功为克服物体A 受到摩擦力所做的功，根据求出其大小，再根据效

率公式求出滑轮组的机械效率。

【详解】

[1]滑轮组有两段绳子与动滑轮接触，所以有2段绳子有效受力，则绳子自由端移动的距离

拉力F所做的总功

[2]滑轮组克服摩擦所做有用功

滑轮组的机械效率

【点睛】

本题考查水平使用滑轮组拉力的计算，有两处关键的地方，一是滑轮组水平使用克服的是摩擦力，故题目已知物体重力是个干扰条件；二是对动滑轮上绳子段数n的判断。

6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F A、F B匀速提升重力为

G A、G B的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若G A＞G B，则η甲_____η乙；若F A=F B，则

G A_____G B．（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞＜

【解析】

【分析】

【详解】

不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%，因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，G A＞G B时，η甲＞η乙；由图可

知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，则F A=F B时，提升物体的重力关系为G A＜G B．

7．一物体质量为10kg，小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m，所用拉力为120N，此过程中，小红做的有用功是_______，定滑轮的机械效率是________，拉力做功的功率是