中考物理机械效率的计算题试题附答案

【解析】
【分析】
【详解】
A．由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即n=3，该滑轮组的机械效率
则绳子自由端的拉力
故A错误；
B．滑轮组对物体做的有用功
滑轮组做的总功
额外功为
由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于7.5J，故B错误；
【答案】200J83.3％60W
【解析】
【分析】
【详解】
[1]所提升物体的重力为
有用功为
故有用功是200J。
[2]总功为
则机械效率为
故机械效率为83.3%。
[3]拉力做功的功率为
即拉力F的功率为60W。
9．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为_____________N，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是_______N，滑轮组的机械效率为_________；经过分析，发现使用同一滑轮组，_________，可以提高滑轮组的机械效率（不考虑绳重和摩擦）。
C．由B知对动滑轮重力做的额外功小于7.5J，动滑轮上升的高度为1m，根据 知，动滑轮重小于7.5N，故C错误；
D．拉力做的总功为37.5J，用时1s，由 得拉力的功率为
故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。
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．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F1______F2，机械效率ηA______ηB。（填“>”“=”或“<”）
【答案】51
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，由3段绳子通过动滑轮，则sF=3s物，滑轮组的机械效率为85%，即
η= = = = 85%
解得
f=51N
即物体与桌面的之间的摩擦力为51N。
5．如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为10N，斜面长 、高 。其中所做的有用功为__J，物体受到的摩擦力大小为__N，斜面的机械效率为__。
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。
8．一物体质量为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_______。（g=10N/kg）
【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】<=
【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
，
所以
[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 。
4．如图所示，用滑轮组拉动重为200N的物体在水平桌面上匀速直线运动。已知F=20N，滑轮组的机械效率为85%，则物体与桌面的之间的摩擦力大小为__________N。
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，拉力F将重120N的物体沿水平方向移动1m，用时1s。运动时，物体与地面之间的摩擦力为30N，此时滑轮组的机械效率为80%。下列说法正确的是（）
A．拉力F＝10NB．克服动滑轮重力做额外功7.5J
C．动滑轮重7.5ND．拉力的功率是37.5W
【答案】D
【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】16280%
【解析】
【详解】
[1]所做的有用功为：
W有用 ；
[2]拉力做的总功为：
W总 ，
所做的额外功为：
W额=W总-W有用=20J-16J=4J；
摩擦力：
。
[3]斜面的机械效率为：
。
6．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）
【答案】10020075%增加物重
【解析】Hale Waihona Puke Baidu
【详解】
由
可得提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
7．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