中考物理分类大全机械效率.docx

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中考物理分类大全机械效率

2016中考物理之机械效率

一、选择题

1.（多选）（2016滨州）利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为Ｗ甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（）

Ａ．F甲＜F乙　　　η甲=η乙

Ｂ．F甲＞F乙　η甲＞η乙

Ｃ．Ｗ甲＞W乙P甲＞P乙

Ｄ．Ｗ甲=W乙P甲=P乙

答案：

2.（多选）（2016成都）小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物．第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。

已知F1：

GA=5：

8，GB：

GA=3：

2，v1：

v2=2：

1，t1：

t2=2：

3。

动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响。

下列对两个过程的分析中，正确的是（　　）

A．拉力之比为F1：

F2=7：

B．拉力的功率之比为P1：

P2=10：

C．机械效率之比η1：

η2=14：

D．额外功之比W1：

W2=2：

答案：

3.（2016天津）某建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如图所示。

若水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮中为G2，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为η，则工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为（）

答案：

（2016三明）如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为（）

A．75％B．％C．％D．25％

【答案】A

2.（2016锦州）如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为

400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10N/Kg，则下列说法中正确的是（）

A.物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W

B.物体在水中受到的浮力为320N

C.物体的体积为8×10-3m3

D.物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%

【答案】C

1.（2016北京朝阳）下列说法中正确的是（）

A．机械效率大的功率一定大

B．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大

C．机械做功时，工作时间越短，功率一定越大

D．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功

【答案】D

2.（2016乌鲁木齐）如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%。

要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为（）

个个个个

【答案】D

3.（2016鄂州）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。

若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（）

A．F1＞F2η1＜η2P1＜P2

B．F1＞F2η1＝η2P1＝P2

C．F1＜F2η1＜η2P1＜P2

D．F1＜F2η1＞η2P1＞P2

【答案】B

4.（多选）（2016龙东）用如图所示的滑轮组提升重物时（忽略绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组机械效率的有（）

A.增加物体被提升的高度

B.减轻动滑轮的重力

C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数

D.增加物体的重力

【答案】BD

5.（2016西宁）小文同学采用如图所示的甲、乙两种不同的方式将同一货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是（）

A．甲种方法克服重力做功多B．乙种方法更省力

C．两种方法机械效率相等D．两种情况下，货物机械能都增加D

二、填空题

1.（2016泉州）如图所示，用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为10N，滑轮重均为1N，不计绳重，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则F1　　　　　　F2，η1　　　　　　η2。

（均选填“＞”“＜”或“=”）

【答案】＞＞

2.（2016绥化）将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s=3m，上升的高度h=m，则人对物体做的有用功是J,斜面的机械效率是。

【答案】28880%

3.（2016宿迁）如图，小明在用动滑轮（不计绳重和摩擦）匀速提升不同重物时，记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G，如表：

G/N

F/N

分析表中数据可知，拉力F与重力G的关系式是F=　　　　　　；动滑轮重为　　　　　　N；随着物重的增加，动滑轮的机械效率变　　　　　　。

【答案】

（G+N）大

4.（2016安顺）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力　　　　　　乙所用的拉力；甲滑轮组的效率　　　　　　乙滑轮组的效率。

（均选填“大于”“等于”或“小于”）

　【答案】大于等于

5.（2016徐州）如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA=

OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为　　　　　　，提升该物体做的有用功是　　　　　　J，木棒重为　　　　　　N（不计摩擦）。

【答案】杠杆3610

6.（2016长春）如图所示，分别利用甲、乙两个不同的滑轮组竖直匀速提升A、B两个物体，使它们均升高m，测得A、B所受重力为GA=N，GB=

9N，甲滑轮组中弹簧测力计的示数FA=2N，则甲滑轮组的机械效率为　　。

若两滑轮组的机械效率相同，则乙滑轮组中弹簧测力计的示数FB=　　　N。

（不计绳重和摩擦）

【答案】75%4

1.（2016重庆）如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦），工人师傅用40N的拉力将质量为5kg、底面积为1600

的空吊篮A匀速提升到二楼平台，此滑轮组的机械效率为%；若静止在二楼平台的吊篮里装了1020N的砖块，绳子B和C能承受的最大拉力分别为1000N和600N，当质量为50kg的工人师傅拉绳子C时，吊篮对二楼平台的最小压强为Pa。

【答案】625

2.（2016绵阳）如图所示，小丽用三个均重10N的滑轮组成的滑轮组以1m/s匀速起吊重470N的物体，物体上升5m，不计绳的重力及一切摩擦，绳的拉力F＝N；滑轮组的机械效率为。

【答案】12594%

3.（2016菏泽）某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率。

将两个相同的钩码提升相同的高度，则的机械效率较高，主要原因是。

【答案】甲做的有用功相同时，第二次使用动滑轮做的额外功多（或“做的有用功相同时，第二次做的总功多”或从比值上说都正确）

4.（2016威海）如图所示,把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为3m,高为m,实际推力为300N,那么物体与斜面之间的摩擦力是N,斜面的机械效率是。

【答案】12060%

5.（2016连云港）用如图所示的滑轮组匀速提升重为100N的物体，拉力F=60N，滑轮组的机械效率为_______。

在物体匀速上升的过程中，物体的动能_______，物体的重力势能_______（选填"变大"、"变小"或"不变"）。

【答案】％不变变大

6.（2016苏州）如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重l00N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计．图甲中F甲＝N，图乙装置的机械效率

η＝．若图乙中再加挂一物体，机械效率将。

【答案】10080%变大1.（2016海南）如图所示，工人通过动滑轮把50kg的水泥从地面缓缓提升到4m高的楼顶，所用拉力为300N，此过程中机械所做的有用功为_______J，机械效率约为_______。

（g取10N/kg）

【答案】2000%

2.（2016巴中）如图所示，物体和动滑轮的总重力为200N，当物体匀速上升的高度为

2m时，绳子移动的距离为　　　　　　m，若滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮重

　　　　　　N。

（绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计）

【答案】440

3.（2016玉林）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，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为______m，该滑轮组的机械效率为______。

（忽略绳子和动滑轮的重力）

【答案】60%

三、实验探究题

1.（2016西宁）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。

实验

次数

钩码重/N

钩码上升的

高度/m

绳端的

拉力/N

绳端移动的

距离/m

机械效率

（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上　　拉动弹簧测力计。

（2）第二次实验中，2s内钩码上升的高度为m，则它运动的速度为m/s。

（3）第三次实验中，绳端移动的距离为　　m，滑轮组的机械效率为　　。

（4）分析比较第一、二两次实验数据，有用功W1有W2有，滑轮组的机械效率η1η2（两空均选填“＞”“＝”或“＜”）。

由此可知，可采用的方法来提高滑轮组的机械效率。

【答案】

（1）匀速

（2）（3）80%

（4）＜＜增加钩码重（增加物重）

1.（2016揭阳）在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：

（1）第一次实验测得滑轮组的机械效率为，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率__________（选填“大于”“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。

（2）根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”的结论？

答：

；请简要说出其中一条理由：

。

【答案】

（1）%大于

（2）不能

试验次数太少，偶然性较大；

滑轮组的机械效率还与动滑轮的重量有关等（其他合理的答案也给分）

1.（2016自贡）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。

（1）如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变_____因素，从而进行研究。

（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：

猜想一：

两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；

猜想二：

两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。

（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。

验证猜想一的小组应按图所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小（选填“相等”或“不相等”），则可初步判断猜想一是错误的；

验证猜想二的小组应按图所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是（选填“正确”或“错误”）的。

（3）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：

________________________．

【答案】

（1）B（3）1和3（或2和4）相等1和2（3和4）正确（3）减小动滑轮的重力或增大物体重力

四、计算题

1.（2016达州）某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N，物体匀速上升的速度始终为

1m/s。

（不计绳重，摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）物体浸没在水中时受到的浮力；

（2）物体的密度；

（3）物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。

【解析】

（1）由图甲可知，n=2，则拉力F拉绳的速度v=2vA=2×1m/s=2m/s；

由图乙可知，圆柱体A离开水面后拉力F的功率P′=420W，

由P=Fv得，绳子自由端的拉力F′=

=210N；

不计绳重、摩擦及阻力，拉力F′=（GA+G轮）

A的重力GA=2F′﹣G轮=2×210N﹣60N=360N；

由图乙可知，圆柱体A在水中拉力F的功率P=300W，

由P=Fv得，绳子自由端的拉力F==

=150N，

不计绳重、摩擦及阻力，拉力F=（GA﹣F浮+G轮），

150N=（360N﹣F浮+60N），解得F浮=120N。

（2）由F浮=ρ水gV排得A的体积V=V排=

=×10﹣2m3，

A的质量mA=

=36kg，

A的密度ρA=

=3×103kg/m3。

（3）物体浸没水的机械效率

η=

×100%=80%。

2.（2016泰安）如图所示，某人用滑轮组匀速提升重为720N的物体的过程中，他对水平地面的压强为5×103Pa，已知滑轮组的机械效率是75%，他双脚与水平地面的接触面积是4×10-2m2，求：

（1）他对绳子的拉力；

（2）此人所受的重力。

【答案】

（1）480N

（2）680N

3.（2016淮安）如图所示，工人用500N拉力F，将重为900N的木箱匀速提升3m，所用时间为20s。

求：

（1）拉力F做的有用功；

（2）拉力F做功的功率；

（3）动滑轮的机械效率。

答案：

（1）2700J

（2）150W（3）90%

4.（2016嘉兴）如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。

（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）

（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越。

（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是。

若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少?

（3）若将重为×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程中克服货物重力做的功是多少?

（4）若该起升电动机的效率为90%，将重为×104N的货物提升到30m的高度，用时

50s，则该起升电动机的实际功率是多少?

【答案】

5.（2016广安）小坤家新买的房子在12m高的楼上，装修时为了节省人工、加快进度，小坤设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料。

小坤爸爸站在地面上用1min时间匀速把100kg的水泥吊到了楼上，所用的拉力是625N。

求此过程中：

（g取10N/kg）

（1）小坤爸爸的功率；

（2）滑轮组的机械效率。

【解析】

（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，

则绳子自由端移动的距离s=nh=2×12m=24m，

拉力做的总功W总=Fs=625N×24m=×104J，

所用时间t=1min=60s，

小坤爸爸做功的功率P=

=250W。

（2）水泥的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N，

拉力做的有用功W有=Gh=1000N×12m=×104J，

则滑轮组的机械效率η=

×100%=

×100%=80%。

6.（2016枣庄）质量为t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有5t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场（g=10N/kg），求：

（1）2kg的汽油完全燃烧放出多少热量？

（汽油的热值取×107J/kg）

（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？

（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？

【解析】

（1）汽油燃烧放出的热量为

Q=mq=2kg××107J/kg=9×107J。

（2）汽车的总重G总=m总g=（+5）×103kg×10N/kg=×104N，

f=总=××104N=×104N，

由于汽车匀速运动，则受到的阻力为f=F=×104N，

汽车在平直公路上匀速行驶的功率P==

=Fv=×104N×15m/s=×105W。

（3）汽车在斜坡上做的有用功为

W有用=Gh=mgh=5×103kg×10N/kg×50m=×106J，

由P=可得，总功W总=P额t=100000W×100s=×107J，

则机械效率为

η=

×100%=

×100%=25%。

1.（2016黔东南）用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。

求：

（g=10N/kg）

（1）物体M的重力；

（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；

（3）滑轮组提升重物的机械效率。

【答案】

（1）G物=mg=76kg×10N/kg=760N。

（2）由于物体未露出水面，所以V排=V物，

F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N。

当物体在水里匀速上升时三力平衡，所以F绳=F物-F浮，

则F绳=760N-30N=730N。

（3）物体运动的时间t=s/t=10m/s）=20s，

根据图乙可知，此时绳自由端拉力F做的总功是8000J，

W有用=F绳×h物=730N×10m=7300J，

所以其机械效率η=

×100﹪=

×100﹪=﹪。

2.（2016安顺）如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。

下表是提升物体时采集到的信息：

物重G（N）

OA（m）

OB（m）

A端上升的髙度h/m

B端下降的竖直距离s/m

（1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小；

（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率（机械效率保留三位有效数字）。

【答案】

（1）不计杠杆自重和摩擦，由杠杆平衡条件可得F×OB=G×OA，即F×m=40N×m，解得F=80N。

（2）由表中数据可知s=，h=，

拉力做的总功W总=F′s=90N×m=9J，

有用功W有用=Gh=40N×m=8J，

杠杆的机械效率η=

×100%=

×100%≈%。

3.（2016攀枝花题）配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×

105Pa，将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O，OA：

OB=5：

3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105Pa。

（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg）

（1）求滑轮组的机械效率；

（2）配重M的质量；

（3）为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力。

【答案】

（1）根据图示可知，n=2，则F=

（G+G动）=

=150N；

滑轮组的机械效率η=

×100%=

×100%=70%。

（2）设配重M的底面积为S，

由p=

可得3×105Pa=

①，

当物体匀速上升时，作用在杠杆A端的力FA=3F+G定=3×150N+150N=600N。

由杠杆平衡条件可得，FB×OB=FA×OA，

即FB=

=1000N。

由p=

可得1×105Pa=

②，

联立①②可得3=

，

GM=1500N，

由G=mg可得，m=

=150kg。

（3）当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时B端受到的拉力为1500N，

由杠杆平衡条件可得，FB′×OB=FA′×OA，

即FA′=

=900N，

由二力平衡条件可得3F′+G定=FA′，F′=

=250N。

4.（2016大连）一个重260N的涂料桶放在水平地面上，涂料桶与地面的接触面积为m2，工人用如图所示的滑轮组，在20s内将涂料桶匀速提高了5m，工人对绳子自由端施加的拉力F为150N。

试求：

（1）涂料桶放在水平地面上时，对地面的压强是多少？

（2）拉力F所做的功是多少？

（３）拉力F做功的功率是多少？

【答案】

1.（2016咸宁）如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物，动滑轮重400N，与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车的最大输出功率为15kW，水平地面上一物体A重1600N，与地面的接触面积为4m2。

（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）求：

（1）提升前，物体A对水平地面的压强；

（2）滑轮组提升重物A时的机械效率；

（3）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力。

答案：

（1）400Pa

（2）80%（3）14600N

【解析】

（1）提升前，物体A对水平地面的压力F=G=1600N，

物体A对水平地面的压强p=

=400Pa。

（2）滑轮组提升重物A时的机械η=

=80%。

（3）由图可知，n=3，则小车运动的速度v=3v物=3×1m/s=3m/s，

根据P=

=Fv可得，小车能提供的最大拉力

=5000N，

因为F=

（G最大+G动），

所以G最大=3F﹣G动=3×5000N﹣400N=14600N。

2.（2016镇江）用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。

（1）求上述过程中的有用功W有用；

（2）求上述过程中的总功W总；

（3）求滑轮组的机械效率η。

答案：

（1）90J

（2）100J（3）90%

【解析】

（1）上述过程中的有用功W有=Gh=90N×1m=90J。

（2）由图知n=2，所以绳端移动的距离s=2h=2×1m=2m，

总功W总=Fs=50N×2m=100J。

（3）滑轮组的机械效率η=

×100%=

×100%=90%。

3.（2016北京朝阳）一台起重机将重3600N的货物匀速提高4m。

求：

（1）起重机做的有用功；

（2）如果额外功是9600J，起重机的机械效率。

【答案】

（1）W有=Gh=3600N×4m=14400J。

（2）W总=W有+W额=14400J+9600J=24000J，

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