中考物理一轮复习力学 机械效率计算题专题练习题 有答案和解析.docx

1、中考物理一轮复习力学 机械效率计算题专题练习题 有答案和解析机械效率 计算题 专题练习 有答案和解析 共 14 题1如图是用动滑轮提升贷物 A 的示意图。用 300N 竖直向上的拉力 F 使重 500N 的货物 A 在 10s 的 时间内匀速竖直上升了 2m。求：（1）提升贷物所做的有用功 W ；有（2）拉力通过的距离及拉力的功率 P；（3）动滑轮的机械效率。2在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了 30s 时间，将水平路面上质量是 1.5t 的故障车匀速拖离 了现场若故障车被拖离的速度是 5m/s，绳子自由端的拉力 F 是 500N，

2、地面对故障车 的摩擦力为车重力的 0.08 倍求：(1)拉力 F 在 30s 内所做的功；(2)整个装置的机械效率3如图所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子 b 带动滑轮组工作的装置（滑轮组的连接方式未画出）。质量为360kg 的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是 0.25cm2。 求：（1）当绳子 a 对货箱的拉力 F 为 600N 时，货箱未离开地面，此时货箱对地面的压强是a多大？（g 取 10N/kg）（2）在匀速拉起货箱的过程中，电动机把绳子 b 匀速收起了 12m，绳子 b 的拉力 F 做b了 2.4104J 的功，拉力 F 是多大？b（3）在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组

3、所做的额外功是 9.610 机械效率是多大？3J，滑轮组的4如图甲所示，重为16N、底面积是 40cm2的物体 A 在拉力 F 的作用下，5s 内匀速运动了 0.5m。拉力做的功随时间变化的图象如图乙所示。物体 A 在水平桌面上运动时受到 的摩擦阻力为物重 G 的 0.25 倍。求：（1）物体 A 静止在水平地面时对地面的压强（2）5s 内拉力 F 对物体 A 做的有用功（3）滑轮组的机械效率5一个边长为 20cm，质量为 20kg 的正方体石块静止在水平地面上。工人用如图所示 的滑轮组将石块在 10s 内匀速提升 5m，工人施加的动力 F 为 125N求：(不计绳重和摩 擦，g 取 10N/

4、kg)(1)石块静止在水平地面时，它对地面的压强是多大？(2)滑轮组对石块做了多少功？(3)人对滑轮组做功的功率是多少？(4)该滑轮组的机械效率是多少？6在起重机吊臂前端装有滑轮组，滑轮组的连接方式如图所示。已知重物 A 的底面积为 2m2，质量是 2.4t当与滑轮相连的每段绳子上的拉力为 3103N 时，静止在水平地面的重物 A 对地面的压强比它没有受到拉力时减小了 4103Pa不计绳重及轮与轴间的 摩擦，g 取 10N/kg，求：（1）动滑轮所受重力 G ；动（2）当重物 A 匀速上升时，滑轮组的机械效率。7如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以0.4m/s 的速

5、度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为 270kg 的重物 A 时， 牵引车对绳的拉力为 F，滑轮组的机械效率为 90%，取 g10N/kg。求：（1）拉力 F 的大小。（2）动滑轮所受的重力。（3）拉力 F 的功率 P。8如图 1 所示，装有 0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为 0.2m2。桶的质量忽略不计，g 取 10N/kg。（1）求桶中水的质量。（2）求这桶水对地面的压强。（3）某同学用图 2 所示的滑轮组将这桶水匀速提升 2m 的过程中，所用拉力为 40N求 该滑轮组的机械效率。9如图所示，用滑轮组拉重400N 的物体 A 沿水平方向以 0.

6、02m/s 的速度匀速运动，滑轮组的机械效率为 80%运动中物体 A 受到地面的摩擦阻力为 200N，人对地面的压强为 2104Pa(不计绳重、滑轮摩擦)，地面上的定滑轮与物体 A 相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上已知人与地的接触面积为 300cm2求：(1)拉力的功率；(2)动滑轮的重力；(3)人的重力10如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了残疾人专用通道（如图所示），其实质是斜面小明将重750N 的人和轮椅沿 8m 长的斜面推上 1m 高的平台，沿斜 面所用的推力为 125N，所用时间为

7、10s试求：（1）该斜面的机械效率（2）推力的功率（3）若斜面的机械效率为，将轮椅匀速推上斜面时所需的推力为 F，轮椅与斜面间 的摩擦力为 f，试推导：f（1-）F11如图所示，重为 800N 的物体放在水平地面上，物体的底面积为 0.04m2，搬运工人 用重为 240N 滑轮组将物体匀速提升，工人所用的拉力 F 为 400N，物体在 10s 上升了 4m。 求：（1）未提物体时，物体对水平地面的压强。（2）滑轮组的机械效率为多少？（3）拉力 F所做的功的功率为多少 W？12建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图 1 的装置，已知斜面长为 6m，高为 3m

8、，且固定在在水平面上。运送货物时，工人用 200N 的力拉绳子，将重为 500N 的货物在 20s 内沿斜面由底部拉到顶端，求此过程中：（1）工人拉力的功率；（2）该装置的机械效率；（3）若不用斜面直接用滑轮组将货物匀速拉起来，如图2，每个滑轮重为 20N，不计绳 子与滑轮之间的摩擦，求拉力的大小。13如图所示，工人准备用一根最多能承受 400N 力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 A 和 B完全露出水面的物体 A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力已知动滑轮的质量为 20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与

9、物体间的钢绳不会断 裂，（g10N/kg）求：（1）物体 A 完全露出水面后以 0.5m/s 的速度匀速上升时，物体 A 的重力和工人拉力的功率分别是多少（2）在物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 75%，物体 A 的密 度是多少（3）若用该滑轮组打捞体积为 50dm3 裂的物体 B 时，物体 B 最多露出多少体积时绳子将断14质量为 550kg、体积为 0.1m3所示的滑轮组打捞箱子求：的一只密封箱子沉没于水面下 5m 深处，工人们用如图（1）5m 深处水产生的压强；（2）箱子完全浸没在水中时受到的浮力；（3）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力 F为 2103N，滑轮组

10、的机械效率？参考答案1(1) 1000J；(2) 4m、120W；(3) 83.3%【解析】【分析】利用 W=Gh 求提升货物所做的有用功；(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离 s=2h，利用 W=Fs 求拉力 F 做的总功；再利用 P=Wt求拉力做功的功率；(3)动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。【详解】(1)提升货物所做的有用功：W =Gh=500N2m=1000J； 有用(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离：s=2h=22m=4m，拉力 F 做的总功：W =Fs=300N4m=1200J； 总拉力做功的功率：P=W总t=1200J10s=120W；(3)动滑轮的机械效

11、率：=W有W总=1000J1200J100%83.3%。答：(1)提升货物所做的有用功为 1000J；(2)拉力通过的距离、拉力的功率分别为 4m、120W；(3)动滑轮的机械效率为 83.3%。【点睛】本题考查了使用动滑轮时功、功率、机械效率的计算，属于基础题目。2（1）2.25105J （2）78.4%【解析】【详解】（1）由图知道，绳子的有效段数为 n=3，所以， v =nv 35m/s15 m/s，绳 物由 P=Fv 知道，拉力 F 的功率是：P=Fv =500N15 m/s=7500W=7.5103W，绳由 WPt 知道，拉力在 30s 的时间内所做的功是： W=Pt7.5103W3

12、0s2.25105J；（2）故障车的重力是：G=mg=1.5103kg9.8N/kg1.47104N，故障车受到的阻力是：f=0.08G=0.081.47104N1.176103N，由 W有用W总 100%知道，整个装置的机械效率是： W有用W总fs 1176N= 78.4%Fns 3 500N.答：（1）拉力 F 在 30s 内所做的功是 2.25105 （2）整个装置的机械效率是 78.4%J；3（1）1.2104Pa（2）2000N（3）60%答案第 2 页，总 11 页【解析】【详解】（1）货箱的重力：G=mg=360kg10N/kg=3600N，对地面的压力：F=G - F =360

13、0N - 600N=3000N,a货箱对地面的压强：p=F 3000N=S 0.25cm 2=1.2104Pa（2）已知 W=2.4104J,s=12m拉力 F =bW 2.4 10 4 J =s 12m=2000N（3）W =W-W =2.4104J-9.6103J=1.44104J 有用 额W 1.44 10 4 J = 有用100%=W 2.4 10 4 J100%=60%答：（1）材料对地面的压强为 1.2104Pa；（2）拉力 F 是 2000Nb（3）滑轮组的的机械效率为 60%4（1）4000Pa；（2）2J；（3）80%。【解析】【详解】（1）物体 A 对水平地面的压力为 FG

14、16N，则其对地面的压强为 pF 16N S 0.004m 24000Pa。（2）由于物体被水平拉动，所以拉力克服物体受的摩擦力做的功为有用功。物体受到的摩 擦力为 f0.25G0.2516N4N。则 5s 内做的有用功为 W fs4N0.5m2J。有（3）由图乙所示图象可知，在 5s 内拉力做的总功为 W 2.5J，则滑轮组的机械效率为总W有W总2J2.5J80%。5（1）5103Pa（2）1000J（3）125W（4）80%【解析】【详解】(1)提升前，石块静止在水平地面上时对地面的压力是：F Gmg20kg10N/kg200N， 压石块对地面的压强：p F 200N压 =S 20 20

15、10 4 m 2 5 103Pa；(2)滑轮组对石块做的功是：W Gh200N5m1000J； 有用(3)由图知道，承担物重是绳子的段数是 n=2，所以，s2h25m10m，人对滑轮组做的总功是：W Fs125N10m1250J， 总人对滑轮组做功的功率是：W 1250JP 总 = 125W t 10s；(4)滑轮组的机械效率是：答案第 4 页，总 11 页 W有用W总1000J 100%= 100%=80%1250J。答：(1)石块静止在水平地面时，它对地面的压强是 5103Pa；(2)滑轮组对石块做了 1000J 的功；(3)人对滑轮组做功的功率是 125W；(4)该滑轮组的机械效率是 8

16、0%。6（1）1103N（2）96%【解析】【详解】（1）重物对地面减小的压力：F =pS=4103Pa2m2=8103N，重物对地面减小的压力压等于滑轮组对重物的拉力 F ，则 F =F =810拉 拉 压3N，而使用滑轮组的拉力：F=13（F +G拉动），则动滑轮的重力：G =3FF =33103N-8103N=1103N；动 拉（2）物体 A 的重力：G =m g=2.4103kg10N/kg2.4104N；A A不计绳重及轮与轴间的摩擦，滑轮组的机械效率：=W G h G 2.4 10 4 N 有用 = A A W (G G ) h G G 2.4 10 4 N+1 10 总 A 动

17、A 动3N=96%。答：（1）动滑轮所受重力为 1103N；（2）当重物 A 匀速上升时，滑轮组的机械效率为 96%。7（1）1000N；（2）300N；（3）1200W。【解析】【详解】（1）重物的重力：G mg270kg10N/kg2700N，由图可知，n3，由AW Gh Gh G 有 W Fs Fnh nF总可得，拉力的大小：F G 2700NA = 1000Nn 3? 90%；（2）滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，由F 1n G G动 可得，动滑轮所受的重力：G动nFG 31000N2700N300N；A（3）绳端移动的速度：v nv 30.4m/s1.2m/s，拉力 F 的功率：PFv

18、 1000N绳 物 绳1.2m/s1200W。8（1）10kg；（2）500Pa；（3）83.3%【解析】【详解】(1)水的体积 V0.01m3，水的质量：m V 1 103kg/m3 0.01m3 10kg；(2)这桶水所受的重力：G mg 10kg 10N/kg 100N桶的质量忽略不计、自重不计，则水桶对地面的压力：F G 100N这桶水对地面的压强：F 100Np 500Pa S 0.2m 2；(3)由图知，承担物重的绳子股数 n3，则滑轮组的机械效率： W Gh Gh G 100N有 83.3% W Fs F 3h 3 F 3 40N总；答：(1)这桶水的质量为 10kg；(2)桶对

19、地面的压强为 500Pa；(3)滑轮组的机械效率为 83.3%。答案第 6 页，总 11 页 9（1）5W（2）50N（3）725N【解析】【详解】（1）因为物体 A 沿水平方向速度匀速运动，所以二力平衡滑轮组对物体的拉力等于摩擦力，分析图中的装置可知，摩擦阻力由 2 段绳子承担，且滑轮组的机械效率为 80%，则 f2 F,F f 200N = 125N 2 2 0.8，绳子自由端移动的速度为v 2v 2 0.02m / s = 0.04m / s A，拉力的功率为 P Fv 125N 0.04m / s = 5W；（2）F=125N，则所用的总的拉力为 125N2=250N，动滑轮的重 G

20、=F -f=250N-200N=50N；轮 总（3）人拉绳时对地面的压力 F=Ps=20000Pa30010-4m 10（1）75%；（2）100W；（3）详见解析【解析】【详解】（1）推力做的有用功：W =Gh=750N1m=750J，有用总功：W =Fs=125N8m=1000J，总2=600N，人的重力 G=600N+125N=725N斜面的机械效率：=W 750J有用W 1000J总=75%；（2）推力的功率：P=W 1000J总 t 10s=100W；（3）利用斜面做的额外功 W fs，额有用功 W =W -W =Fs-fs， 有 总 额斜面的机械效率：=W Fs fs有W Fs总，

21、解得：f=（1-）F答：（1）该斜面的机械效率为 75%；（2）推力的功率为 100W；（3）推导过程同上11（1）20000Pa；（2）66.7%；（3）480【解析】【详解】（1）未提物体时，物体对水平地面的压力是：F=G=800N，又因为物体的底面积为 0.04m2，所以，物体对水平地面的压强是：p F 800N S 0.04m 2=20000Pa；（2）由图知道，n=3，故 s=3h=34m=12m，拉力 F 所做的功是：W =Fs=400N12m=4800J，总克服物体重力做的功是：W =Gh=800N4m=3200J，所以，滑轮组的机械效率是：有用 W 3200J 有用 = 100

22、% 66.7% W 4800J总（3）拉力 F 所做的功的功率是：P W 4800J总 = 480Wt 10s。12（1）120W；（2）62.5%；（3）260N。【解析】【详解】（1）由图 1 知，n2，则绳子自由端移动距离：s 2s 26m12m，工人所做总功：W绳 物总Fs 200N12m2400J，工人拉力的功率：P 绳W 2400J总 120W；t 20s（2）有用功：WGh500N3m1500J，该装置的机械效率： 有用W有W总100%1500J2400J答案第 8 页，总 11 页 A 动 100%62.5%；1（3）图 2 中，n2，不用斜面直接用滑轮组将货物匀速拉起来，此时

23、的拉力：F （G+G2动）12（500N+20N）260N。13（1）1000N（2）600W（3）2.5103kg/m3（4）25dm3【解析】【分析】【详解】（1）滑轮的重力是：G m g20kg10Nkg200N动 动由图知道，有三段绳子承担物重，n3，1 1F 400 N G G n 3 G 200NA 所以，物体 A 的重力是：G 1000NA绳子自由端移动的速度是：vnv30.5m/s1.5m/s； 工人拉力的功率是：PFv400N1.5m/s600W（2）物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组提起的力是 ： FG F 1000N gV ，A 浮 水 A滑轮组的机械效率是：

24、=W F h有用W F G 总 动 h=75%代入数据解得：3V 410A2m3又因为 G gV ，所以，A A A 2.510A3kg/m3（3）物体 B 的重力是：G gV 2.5103kg/m B B B310N/kg50103m31250N绳子即将断裂时的拉力是：F 1 G F G =400NB 浮 动解得：F 250N，浮由阿基米德原理知道，此时排开水的体积是：V =排F 250N浮 = g 1.0 103 kg/m3 10N/kg 水2.5102m325dm3物体 B 最多露出的体积是：V V V 50dm325dm325dm3露 B 排答：（1）物体 A 的重力是 1000N，工

25、人拉力的功率是 600W（2）物体 A 的密度是 2.5103kg/m3（3）物体 B 最多露出 25dm3时绳子将断裂14（1）4.9104Pa；（2）980N；（3）73.5%【解析】【分析】（1）已知箱子在水中的深度，根据公式 p=gh 求出水产生的压强（2）物体完全浸没时排开液体的体积和本身的体积相等，根据阿基米德原理求出箱子完全 浸没在水中时受到的浮力（3）由图可知绳子的有效股数为 3，箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力 F等答案第 10 页，总 11 页有于箱子的重力 G=mg 减掉受到的浮力 F ，根据滑轮组的机械效率公式浮 W F h F h F W FS Fnh nF

26、总求出滑轮组的机械效率【详解】（1）5m 深处水产生的压强：p=gh=1.0103kg/m39.8N/kg5m=4.9104Pa；（2）箱子完全浸没时：F =gV=1.0103 浮kg/m39.8N/kg0.1m3=980N；（3）由图可知 n=3，箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力：F=G-F =mg-F =550kg9.8N/kg-980N=4410N， 浮 浮滑轮组的机械效率：=W有W总F h F h F 4410N = = = =Fs Fnh nF 3 2 10 3N=73.5%【点睛】本题考查了液体压强、浮力、重力、机械效率的计算，关键是公式及其变形式的灵活运用， 要注意滑轮组对物体的拉力等于箱子的重力减掉受到的浮力