中考物理机械效率的计算综合题含答案

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题

1．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置，在此过程中，测力计上升的高度s 为0.2m ．物块重G 为1.5N ，物块上升的高度h 为0.3m ，杠杆的机械效率为75%，则测力计的示数F =______N ，使用该杠杆做额外功的一个原因是______。

【答案】3 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功

【解析】

【分析】

本题考查机械效率的应用。

【详解】

[1]杠杆在使用过程中，所做的有用功

W 有=Gh =1.5N ×0.3m=0.45J 根据W W η=有总

得 0.45J ==0.6J 75%

W W η=有总 而W 总=Fs ，所以

0.6J =3N 0.2m

W F s ==总 [2]杠杆本身有重力、支点与杠杆之间有摩擦，使用杠杆过程需克服这些做功，于是便出现了额外功。

2．起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用；如图所示，吊臂上的滑轮组，可用4 10N F =的拉力将重为2.4×104 N 的吊板提起，如果吊板被匀速提高10 m ，则拉力F 做功_________J ，滑轮组的机械效率是__________。

【答案】3×105 80%

【解析】

【分析】

【详解】

[1]由题图知：与动滑轮相连的绳子共有三段，则拉力F 移动的距离s 与物体升高的距离h 之间的关系为3s h =；拉力F 做功是

4510N 310m 310J W Fs ==⨯⨯=⨯总

[2]滑轮组做的有用功是

452.410N 10m 2.410J W Gh ==⨯⨯=⨯有用

滑轮组的机械效率是

5

52.410J 100%100%80%310J

W W η⨯=⨯=⨯=⨯有总

3．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 。

【答案】4 5 3

【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Gh Fs =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W Fs =总求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh Fs =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

Gh Fs =

则拉力F 为

8N 0.2m 4N 0.4m

Gh F s ⨯=

== [2]用手做的有用功 8N 0.2m 1.6J W Gh ==⨯=有

已知机械效率80%η=，根据W W η=有总

可得，此时拉力F 做的总功

1.6J 2J 80%W W η===有总 则由W Fs =可得，此时拉力F 为 2J 5N 0.4m

W F s ===总 [3]使用另一斜面，若不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh Fs =可得，此时的拉力为

325N 15N 5

G h F s '''=

=⨯=' 由于该物体受到摩擦力的作用，则实际拉力18N F ''=，所以摩擦力

18N 15N 3N f F F '''=-=-=

4．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%

5．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 6．如图所示的滑轮组（不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦），在拉力 F 的作用下，物体水平向左做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 6N ， 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N 。一段时间内物体沿水平方 向移动了 5m ，拉力 F 做功_____J 。

【答案】12 60

【解析】

【分析】

【详解】

[1]由图可知，n =2，弹簧测力计的示数为6N ，则拉力为6N ，摩擦力

f =2×6N=12N

摩擦力为12N 。

[2]拉力移动的距离

s ′=2s =2⨯5m=10m

拉力做的功 W =Fs =6N ×10m=60J

拉力做的功为60J 。

7．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2m s =、高1m h =。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__。