中考物理机械效率的计算综合经典题含答案
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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
【答案】物重（或动滑轮重）Gn ×100%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，由
可知，影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重。
[2]由图乙可知，物重 ，滑轮组的机械效率 ，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，所以滑轮组的机械效率
解得
[3]已知工人的质量为m，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
【答案】327045045
【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
4．质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图像（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有_____（写出一点即可），动滑轮的重力为_____，该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为_____。（后两空均用已知量符号表示）
由上述可知，滑轮组的机械效率为
D正确。
故选D。
2．如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为8N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为_____N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为_____N。若另一斜面的高度h与长度s之比为3:5，将重25N的物体匀速拉至顶端的拉力为18N，则该物体所受摩擦力为_____N。
由
可得提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
5．用如图所示的滑轮组匀速提升质量为4kg的物体，在重物上升1m的过程中，拉力F的功率为25W，此时滑轮组的机械效率为80%，则拉力做的有用功是_____J，重物上升的速度是_____m/s；若用此滑轮组匀速提升80N的货物，所需拉力为________N。（不考虑绳重和摩擦）
【答案】D
【解析】
【详解】
A．人通过滑轮组做的有用功是
A错误；
B．物体在10s内匀速上升了3m，托着动滑轮的绳子有两条，那么人手拉的绳子那端移动距离是
移动的速度是
可知拉力F的功率为
Bwk.baidu.com误；
C．由题意可知，忽略绳重和摩擦，托着动滑轮的绳子有两条，那么
解得
即动滑轮重为100N，C错误；
D．滑轮组的总功是
7．用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s的速度匀速拉动不同物体。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动0.3m，绳子自由端移动__________m；当滑轮组的机械效率为60%时，拉力Fb的功率是__________W。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．如图所示，工人师傅用500N的拉力向下拉绳，使重为900N的物体在10s内匀速上升了3m，此过程中忽略绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
A．人通过滑轮组做的有用功为1500J
B．拉力F的功率为150W
C．动滑轮重为200N
D．滑轮组的机械效率为90％
物体运动速度0.2m/s不变，则绳端移动速度
则拉力Fb的功率，由
则
8．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
【答案】0.950
【解析】
【分析】
【详解】
[1]有丙图可知，绳子股数 ，物体向右运动0.3m，则绳子自由端移动的距离
[2]由丁图，当物体受到的摩擦力是100N时，滑轮组机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则
则
当滑轮组的机械效率为60%时，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，物体受到摩擦力的大小
则
不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由图知绳子股数 ，拉力Fb为
则拉力F为
[2]用手做的有用功
已知机械效率 ，根据 可得，此时拉力F做的总功
则由 可得，此时拉力F为
[3]使用另一斜面，若不考虑物体与斜面间的摩擦，由 可得，此时的拉力为
由于该物体受到摩擦力的作用，则实际拉力 ，所以摩擦力
3．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】453
【解析】
【分析】
不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等；可由 求出拉力；已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功，再由 求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由 求出拉力，然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。
【详解】
[1]不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等，所以有
【答案】40J0.5m/s45N
【解析】
【分析】
【详解】
[1]有用功为
[2]拉力做的总功为
做功所需的时间为
所以重物上升的速度为
[3]上问中拉力为
动滑轮重力为
所以用此滑轮组匀速提升80N的货物，所需拉力为
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 、 匀速提升相同物体升高到相同的高度，不计绳子重和摩擦。则拉力 __________ ，甲、乙两个滑轮组的机械效率 __________ 。（均选填“<”“>”或“=”）
【答案】>=
【解析】
【详解】
[1]由题意可知，两滑轮组中动滑轮的重力相等，提升物体的重力相等，由图可知，n甲=2，n乙=3，不计绳子重和摩擦，则所用的拉力分别为
所以，甲的拉力大于乙的拉力。
[2]将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳子重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所以，拉力做的总功相等，所做的有用功相等，由 可知，甲的效率等于乙的效率。
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
【答案】物重（或动滑轮重）Gn ×100%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，由
可知，影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重。
[2]由图乙可知，物重 ，滑轮组的机械效率 ，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，所以滑轮组的机械效率
解得
[3]已知工人的质量为m，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
【答案】327045045
【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
4．质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图像（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有_____（写出一点即可），动滑轮的重力为_____，该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为_____。（后两空均用已知量符号表示）
由上述可知，滑轮组的机械效率为
D正确。
故选D。
2．如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为8N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为_____N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为_____N。若另一斜面的高度h与长度s之比为3:5，将重25N的物体匀速拉至顶端的拉力为18N，则该物体所受摩擦力为_____N。
由
可得提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
5．用如图所示的滑轮组匀速提升质量为4kg的物体，在重物上升1m的过程中，拉力F的功率为25W，此时滑轮组的机械效率为80%，则拉力做的有用功是_____J，重物上升的速度是_____m/s；若用此滑轮组匀速提升80N的货物，所需拉力为________N。（不考虑绳重和摩擦）
【答案】D
【解析】
【详解】
A．人通过滑轮组做的有用功是
A错误；
B．物体在10s内匀速上升了3m，托着动滑轮的绳子有两条，那么人手拉的绳子那端移动距离是
移动的速度是
可知拉力F的功率为
Bwk.baidu.com误；
C．由题意可知，忽略绳重和摩擦，托着动滑轮的绳子有两条，那么
解得
即动滑轮重为100N，C错误；
D．滑轮组的总功是
7．用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s的速度匀速拉动不同物体。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动0.3m，绳子自由端移动__________m；当滑轮组的机械效率为60%时，拉力Fb的功率是__________W。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．如图所示，工人师傅用500N的拉力向下拉绳，使重为900N的物体在10s内匀速上升了3m，此过程中忽略绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
A．人通过滑轮组做的有用功为1500J
B．拉力F的功率为150W
C．动滑轮重为200N
D．滑轮组的机械效率为90％
物体运动速度0.2m/s不变，则绳端移动速度
则拉力Fb的功率，由
则
8．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
【答案】0.950
【解析】
【分析】
【详解】
[1]有丙图可知，绳子股数 ，物体向右运动0.3m，则绳子自由端移动的距离
[2]由丁图，当物体受到的摩擦力是100N时，滑轮组机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则
则
当滑轮组的机械效率为60%时，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，物体受到摩擦力的大小
则
不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由图知绳子股数 ，拉力Fb为
则拉力F为
[2]用手做的有用功
已知机械效率 ，根据 可得，此时拉力F做的总功
则由 可得，此时拉力F为
[3]使用另一斜面，若不考虑物体与斜面间的摩擦，由 可得，此时的拉力为
由于该物体受到摩擦力的作用，则实际拉力 ，所以摩擦力
3．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】453
【解析】
【分析】
不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等；可由 求出拉力；已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功，再由 求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由 求出拉力，然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。
【详解】
[1]不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等，所以有
【答案】40J0.5m/s45N
【解析】
【分析】
【详解】
[1]有用功为
[2]拉力做的总功为
做功所需的时间为
所以重物上升的速度为
[3]上问中拉力为
动滑轮重力为
所以用此滑轮组匀速提升80N的货物，所需拉力为
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 、 匀速提升相同物体升高到相同的高度，不计绳子重和摩擦。则拉力 __________ ，甲、乙两个滑轮组的机械效率 __________ 。（均选填“<”“>”或“=”）
【答案】>=
【解析】
【详解】
[1]由题意可知，两滑轮组中动滑轮的重力相等，提升物体的重力相等，由图可知，n甲=2，n乙=3，不计绳子重和摩擦，则所用的拉力分别为
所以，甲的拉力大于乙的拉力。
[2]将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳子重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所以，拉力做的总功相等，所做的有用功相等，由 可知，甲的效率等于乙的效率。