中考物理提高题专题复习机械效率的计算练习题含答案

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题

1．如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3 m ，用时3 s ，工人的拉力为50 N ，工人质量为50kg （物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）设此时工人放绳的速度为v 1， 滑轮组的效率η1 ；如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为

η2，已知124

3ηη=∶∶（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g 取10 N/kg ） 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮，工人对地面的压力为F 2.则（ ）

A ．v 1=1 m/s

B ．η1=62.5%。

C ．F 2 =525 N

D ．F 浮=120 N

【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．物体下降速度为

3m

=1m/s 3s

h v t =

= 因为有4段绳子，所以工人放绳的速度为

441m/s 4m/s v v ==⨯=1物

故A 不符合题意；

B ．已知物体下降的距离为3 m ，因为有4段绳子，所以绳子运动距离

443m 12m s h ==⨯=

放绳子的做的有用功

160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用

放绳子的做的总功

50N 12m 600J W Fs ==⨯=总

滑轮组的效率

1480J

100%100%80%600J

W W η=⨯=⨯=有用总

故B 不符合题意；

CD ．物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由(1

)F G G n =

+动

可得，动滑轮重力

4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动

已知η1：η2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为

213380%60%44

ηη==⨯=

物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率

260%40N

W F h F W F h G h F η'=

==='++有用拉物拉物

总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ；物体的重力为160N ，根据公式可得

==160N-60N=100N F G F -浮拉物

故D 不符合题意；

完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得

4F F G =+绳拉物动

则人对绳子的拉力

11

60N 40N)25N 44

()(F F G =+=+=绳拉物动

因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N ；人的重力为

50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人

对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力

500N+25N=525N F G F =+=人绳支

因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N ，故C 符合题意。 故选C 。

2．如图的装置中，物体B 重为30N ，每个滑轮重均为6N ，不计绳重及滑轮的摩擦。现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ，物体B 也随滑轮匀速上升。则物体A 受到的摩擦力为_________N ，滑轮组的机械效率为_________%（百分号前保留2位小数）。

【答案】8 83.33 【解析】 【分析】

【详解】

[1]物体B 重30N ，动滑轮重6N ，滑轮组需要提升的动滑轮与物体B 总重为

30N+6N=36N

三段绳子与动滑轮接触，不考虑绳子重及摩擦，则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加

36N 312N ÷=

的力，物体才能匀速上升，以物体A 为研究对象，其左边的绳子对其施加了向左的12N 的拉力，它受到的向右的拉力为20N ，物体A 处于匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，则其受到的向左的摩擦力为

20N －12N=8N

[2]滑轮组的机械效率为

''B B B 30N 83.33%33312N

W G h G h G F s W Fs Fs F h F η=======⨯⨯有总

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】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

4．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。

5．如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图丙所示。（g取10N/kg），则满载时太阳能船受到的浮力是___________N；第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率是_________。