2020-2021中考物理复习《机械效率的计算》专项综合练习附答案

1．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．该滑轮的机械效率η=75% ．滑轮所做的有用功为1200J

C．滑轮自身的重力为100N ．绳子自由端移动的距离大小为3m

【答案】A

【解析】

【详解】

AB．滑轮所做的有用功为：

W有用=Gh=600N×3m=1800J，

因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m，则拉力做的总功为：

W总=Fs=400N×6m=2400J，

所以动滑轮的机械效率为：

，

故A正确，B错误；

C．不计绳重及摩擦，则拉力为：

，

那么动滑轮的重为：

G动=2F-G=2×400N-600N=200N，

故C错误；

D．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：

s=nh=2×3m=6m，

故D错误；

故选A。

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。

【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

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，工人用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m。若不计绳重及摩擦，绳子自由端移动的距离是____m，动滑轮的重力为____N，该滑轮组的机械效率是______。

【答案】4 100 80%

【解析】

【分析】

【详解】

[1]由图可知，动滑轮上绳子段数为2，则绳子自由端移动距离为

s=2h=2×2m=4m

[2]拉力为250N，物体中400N，则根据动滑轮上绳子段数为2，可求动滑轮重力为

G滑=2F-G物=2×250N-400N =100N

[3]机械效率为

4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲_____η乙；若FA=FB，则GA_____GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞ ＜

【解析】

【分析】

【详解】

不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%，因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB．

5．如图所示，用8 N的拉力F拉着物体A在水平面匀速运动了1 m。已知物体A重40 N，与水平面的接触面积是100cm2，它在水平面运动时受到的摩擦力是12N，则拉动时重物对地面的压强是_______Pa，滑轮组的机械效率是______。

【答案】4×103 75%

【解析】

【详解】

[1]重物对地面的压强为：

；

[2]由图可知，动滑轮上绳子的段数为n=2，绳子自由端移动的距离为：

；

克服摩擦力做的有用功为：

；

总功为：

；

机械效率为：

。

6．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

根据得

而W总=Fs，所以

[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。

7．如图，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（　　）

A．A物体受到的绳子的拉力为15N

B．若将B物体的重力增加一倍，则A物体受到的摩擦力为35N

C．动滑轮拉B物体的效率为75%

D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，拉力的功率为2W

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．A物体恰好向右做匀速直线运动，摩擦力等于拉力，由题知，摩擦力

f=0.2G=0.2100N=20N

故A物体受到的绳子的拉力为20N，故A错误；

B． 若把B的重增加一倍，但A与地面的粗糙程度不变，压力也不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，故B错误；

C．由图可知，n=2， A物体对绳子的拉力等于A物体受到的绳子的拉力，则动滑轮的重力

G动=2F-GB=2f- GB=220N-30N=10N

不计绳重和摩擦，则动滑轮拉B物体的效率

η======75%

故C正确；

D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，摩擦力水平向右，大小不变，A物体受到的绳子的拉力不变，则拉力为原来的2倍，即40N， 拉力的功率

P===F′v=40N0.1m/s=4W

故D错误。

故选C。

8．如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。已知A的体积为0.2m3，密度为0.4×103kg/m3．动滑轮重为300N，电动机工作时拉绳子的功率为1.5×103W且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，下列说法中不正确的是（　　）

A．物体向下运动的最小速度3m/s

B．物体A浸没在水中时受到的浮力为2×103N

C．物体A向下运动过程中，电动机拉着绳子的力先变大，后不变

D．物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为80%

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

B．由知道，A的质量

mA＝ρAVA＝0.4×103kg/m3×0.2m3＝80kg

由 知道，A的重力

GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N

由于A浸没在水中，声音，

V排＝VA＝0.2m3

A浸没在水中受到的浮力

F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3＝2×103N

故B正确，不符合题意；

A．当A完全浸没时绳子对物体A的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力

由知道，绳子自由端运动的最小速度

则物体向下运动的最小速度

故A错误，符合题意；

C．由于电动机对绳子的拉力，而物体A向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以，电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故C正确，不符合题意；

D．当A完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功

W有用＝（F浮﹣G）h

总功

W总＝Fs＝（F浮﹣G+G动）×3h＝（F浮﹣G+G动）h

滑轮组机械效率的最大值

故D正确，不符合题意。

故选A。

9．如图所示，重300的物体在10s内水平均速移动了1.5m，若物体受到地面的摩擦力为60，绳端所用的拉力F的功率为12W，则绳端所用的拉力为_____N，滑轮组的机械效率为_____。

【答案】40 75%

【解析】

【分析】

【详解】

[1]由图可知，滑轮组有两段绳子与动滑轮相连，所以

绳端运动的速度为

根据公式可得，拉力大小为

[2]由题可知，滑轮组所做的有用功为物体克服摩擦力所做的功

总功为

所以，滑轮组机械效率为

10．如图所示，一工人利用如图所示的滑轮组在10s内将质量为40kg的物体匀速提升3m，此过程中工人对地面的压强为6000Pa。已知工人与地面的接触面积为500cm2，工人的质量和动滑轮质量之和为80kg，不计绳重和摩擦。则下列说法错误的是（　　）

A．工人用提升400N重物的过程中，动滑轮做的有用功为1200J

B．工人用提升400N重物的过程中，绳子自由端移动的速度为0.6m/s

C．用该滑轮组提升重为600N的物体，机械效率为80%

D．工人的质量为60kg

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．动滑轮做的有用功

故A正确，不符合题意；

B．由图知，绳子段数n=2，物体匀速提升3m，绳子自由端移动距离s=6m，绳子自由端移动的速度为

故B正确，不符合题意；

CD．工人对地面的压强为6000Pa，工人与地面的接触面积为500cm2=0.05m2，所以工人对地面的压力

设动滑轮质量为m动，则人的质量

m人=80kg-m动

因为n=2，所以

代入数据，得出m动=20kg，m人=60kg，故D正确，不符合题意。

用该滑轮组提升重为600N的物体，机械效率为

故C错误，符合题意。

故选C。

11．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G1=G2的重物至相同的高度h，若所用拉力F1=F2，已知甲的机械效率50%，则（不计绳重及摩擦）（  ）

A．乙的机械效率75%

B．乙的机械效率80%

C．拉力F1做的功与拉力F2做的功之比3：2

D．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比3：1

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．已知甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，由公式可知，甲、乙两个滑轮组所做的有用功相同；甲图滑轮组绳子的股数n=3，故S甲=3h，乙图滑轮组绳子的股数n=2，故S乙=2h，而拉力F1=F2，则甲、乙两个滑轮组所做的总功为

所以甲的机械效率为

乙的机械效率为

因为，，所以

故A正确，B错误；

C．拉力F1做的功与拉力F2做的功之比为

故C正确；

D．因为

化简得，由

解得，所以

G动1：G动2=G：=3:1

故D正确。

故选ACD。

12．如图所示，拉力 F 为 5N，物体 A 以 0.1m/s 的速度在物体 B 表面向左做匀速直线运动（B 表面足够长）；物体 B 静止在地面上，受到地面对它的水平向左 4 N 的摩擦力，弹簧测力计示数为 12N。下列说法正确的是（　　）

A．物体A 受到的摩擦力为 10N ．拉力 F 的功率为 1.5W

C．滑轮组的机械效率为 80% ．拉力 F 增大到 15N 时，物体 B 开始向左运动

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．物体B静止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力，所以两个摩擦力之和为12N，即

则；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为

故A错误；

B．由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度

则拉力做功的功率

故B错误；

C．滑轮组的机械效率

故C正确；

D．若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。

故选C。

13．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端以的速度匀速拉到顶端，下列判断正确的是（  ）

A．重力做功的大小为800J ．斜面对木箱的摩擦力大小为25N

C．拉力做功的功率为125W ．斜面的机械效率为75%

【答案】B

【解析】

【详解】

A．由题意可知，重力做功的大小是

A错误；

B．由题意可知，摩擦力所做的功是额外功，总功大小是

由上述可知，有用功大小是

那么额外功大小是

可知斜面对木箱的摩擦力大小是

B正确；

C．木箱是匀速运动的，根据可知，拉力做功的功率是

C错误；

D．由上述可知，斜面的机械效率是

D错误。

故选B。

14．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，拉力的功率随时间变化的图象如图乙，已知动滑轮的重力是60N，物体上升的速度始终是1m/s，不计绳重、摩擦及阻力， ，g= 10N/kg，下列说法中正确的是（  ）

①物体的重力是420N；

②物体浸没在水中时受到的浮力100N；

③物体的密度是3× 10 3kg/m3；

④物体浸没在水中时滑轮组的机械效率80%。

A．①④ ．②③ ．①② ．③④

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

由图乙知，当物体A离开水面后，滑轮组绳子端的功率P=420W，而绳子端的速度

v1=2v=2×1m/s=2m/s

据P=Fv得，此时绳子端的拉力

不计绳重及摩擦，由得，物体A的重力

物体A浸没在水中时，滑轮组绳子端的拉力

那么物体A对动滑轮的拉力

此时物体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力、浮力的作用，而匀速向上运动，那么物体A所受的浮力

F浮=G物-F拉=360N-240N=120N

物体A浸没时，据阿基米德原理得

物体A的质量

物体A的密度

物体A浸没在水中时，滑轮组所做的有用功和总功分别为

W有=F拉h，W总=F1s=F1⋅2h

机械效率

故ABC错误，D正确。

故选D。

15．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30N，滑轮组下端挂有质量为30kg的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左的力F拉动物体A，可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为6cm/s。若不计绳重及绳与滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（  ）

A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N

B．F的大小为220N

C．F做功的功率为42W

D．提升物体B时滑轮组的机械效率约为90. 9%

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

A．物体B的重力

由图可知，，不计绳重及滑轮的摩擦，A右侧绳子对滑轮组的拉力

因A物体向右做匀速直线运动，则由二力平衡条件可得A物体所受滑动摩擦力

故A错误；

B．用水平向左的力F拉动A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，因A对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，又因为A右侧绳子对A的拉力和对滑轮组的拉力由同一根绳子承担，所以两个拉力大小相等，由力的平衡条件可得，此时水平向左的拉力

故B正确；

C．拉力端移动速度

拉力做功的功率

故C错误；

D．匀速提升物体B时，A对滑轮组的拉力

因为滑轮组的机械效率

所以此时滑轮组的机械效率

故D正确。

故选BD。

16．体重为800N的工人用图甲所示装置提升重物，AOB是轻质杠杆，O为支点，OA∶OB=1∶2，动滑轮的机械效率随提升物体重力变化的图像如图乙，若提升重物的过程中绳子始终是竖直的，不计绳重与摩擦，g取。则下列说法正确的是（　　）

A．动滑轮的重力是400N

B．用该装置匀速提起2000N的物体，人对地面的压力是600N

C．若工人在2s内将重物匀速提升了0.4m，人对绳子的拉力为300N，则拉力的功率240W

D．该装置的机械效率为68%时，提升重物的重力是800N

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

A．由图乙可知，当提升重物G=600N时，动滑轮的机械效率为60%，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率

解得

G动=400N

故A正确；

B．由图知n=2，用该装置匀速提起2000N的物体，杠杆A端施加的拉力

由杠杆平衡条件可得FA×OA=FB×OB，杠杆B端施加的力

人对地面的压力

故B错误；

C．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，二者都是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，拉力端移动距离等于物体升高距离的4倍，拉力端移动的速度等于物体升高速度的4倍，则拉力端移动的速度

拉力做功功率

故C正确；

D．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，不计绳重与摩擦，AOB是轻质杠杆、质量不计；所以使用该装置做的额外功W额=G动h，该装置的机械效率

解得

G=975N

故D错误。

故选AC。

17．某工地利用如图所示的滑轮组，将重 180 N 的物体竖直向上匀速提起 2 m，用时 5 s。卷扬机的拉力 F 为 80 N（不计绳重和摩擦）。以下相关计算正确的是（　　）

A．有用功是 400 J ．动滑轮的重力为 60 N

C．拉力 F 的功率为 72 W ．动滑轮的机械效率为 75%

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

A．有用功为

故A错误；

B．因不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为

故B正确；

C．绳子移动的距离为

拉力F做的功为

拉力F的功率为

故C错误；

D．滑轮组的机械效率为

故D正确。

故选BD。

18．工人师傅利用如图所示的两种方式将重均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是

A．甲乙两种方式都省一半的力

B．甲方式F1由150N保持不变

C．乙方式机械效率约为83.3%

D．乙方式F2的功率为3W

【答案】BC

【解析】

【详解】

A．甲图中，F1为动力，已知OB＝2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1＝150N；

由图乙可知，n＝3，不计绳重和摩擦，则（G+G动）=（300N+60N）＝120N，

故 A 错误；

B．甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B正确； 

C．不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为：

 ，

故C正确；

D．乙方式中F2＝120N，绳子的自由端的速度为

v绳＝0.01m/s×3＝0.03m/s，

则乙方式F2的功率为：

P＝F2v绳＝120N×0.03m/s＝3.6W，

故 D 错误。

19．建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块，每次运送时，砖都匀速上升，绳重及摩擦均忽略不计；这三次拉力依次为、F2、F3，效率为、、，则

A． ．

C． ．

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

如图有两段绳子承担物重，当绳重及摩擦均忽略不计，设一块砖收到的重力为G，人对绳子的拉力是

所以，由于三次提起重物时动滑轮受到重力不变，所以

提起物体重力越大，机械效率越高，故。

故选BD。

20．用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s。已知物体A重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W。下列说法正确的是（  ）

A．绳子自由端移动的距离为2m

B．拉力F的大小为40N

C．滑轮组的机械效率为80%

D．滑轮组对物体A所做的功为1000J

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．由图知，，绳子自由端移动的距离的速度为

则绳子自由端移动的距离为

故A错误；

B．由

可得拉力的大小

故B错误；

CD．物体移动的距离为

滑轮组对物体所做功为

总功为

滑轮组的机械效率为

故C正确，D错误。

故选C。