备战中考物理二轮-机械效率的计算-专项培优-易错-难题附答案解析(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，用时10s，已知动滑轮重为10N，机械效率为85%。此过程中有用功为_J，额外功为_J，拉力F的大小为_N。拉力F做功的功率为_W。当该滑轮组的机械效率低于_时，使用它将不再省力。【答案】170 30 50 20 50% 【解析】【详解】1拉力做的有用功W有用Gh85N2m170J2由得拉力做的总功则额外功为W额外W总W有用200J170J30J3由图知，n2，拉力端移动距离s2h22m4m由W总Fs得拉力大小4拉力做功的功率5不省力，说明拉力至少等于物重，当FG85N时，

2、此时的机械效率当该滑轮组的机械效率低于50%时，使用它将不再省力。2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3工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。则：（1）若某次运

3、送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是_。动滑轮的重力是_N。（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升12m，作用在绳上的拉力为500N时，拉力的功率是_W，运送建材的重力是_N，此时的机械效率是_。【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】【分析】【详解】(1)1建材质量为40kg，其重力为由图乙得，当建材重力为400N时，滑轮组机械效率为50%。2此时机械效率解得G动=400N。(2)3滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，与动滑轮相连的绳子有两段，则该滑轮组可以省一半的力，建材向上提升了12m，则绳子段移动的距离为24m，拉力功率4滑轮组省一半的力，所以解得。5此

4、时的机械效率为4如图所示，利用斜面向上移动物体可以_（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。小明把质量为50kg的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了4m，如图所示，沿斜面向上用的拉力F250N，木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为_，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_N。（g取10N/kg） 【答案】省力 80% 50 【解析】【分析】【详解】1斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。2做的有用功W有用=Gh=mgh=50kg10N/kg4m=2000J拉力做的总功W总=Fs=250N10m=2500J斜面的机械效率 机械效率为80%。3这个过程中，做的额外

5、功W额外=W总-W有用=2500J-2000J=500J克服摩擦做的功为额外功的唯一来源，因为W额外=fs，所以摩擦力的大小 摩擦力为50N。5如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是_J，滑轮的机械效率是_（不计滑轮重力） 【答案】5 80% 【解析】【分析】【详解】物体2s移动的距离：s=vt=0.5m/s2s=1m，使用的是动滑轮，拉力移动的距离：s=2s=21m=2m，拉力做功：W=Fs=2.5N2m=5J；物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，f=0.2G=0

6、.220N=4N，滑轮的机械效率：=80%故答案为5，80%6小黄用图所示的滑轮组经过10s的时间，用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m，求此过程：拉力F自由端拉出的距离是_m；小黄所做的有用功是_J；总功是_J；拉力做功的功率是_W。【答案】3 270 450 45 【解析】【分析】【详解】1由图可知，滑轮组的承重绳子根数n=3根，则拉力自由端拉出的距离s=nh=31m=3m2有用功W有用=Gh=270N1m=270J3总功W总=Fs=150N3m=450J4拉力做功的功率7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%，

7、则物体与桌面的之间的摩擦力大小为_N。【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= =85%解得f=51N即物体与桌面的之间的摩擦力为51N。8如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6105W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图丙所示。（g取10N/kg），则满载时太阳能船受到的浮力是_N；第50s到第100s的运动过

8、程中，太阳能船的效率是_。【答案】 【解析】【分析】【详解】1由题意可知，排水量60t，则满载时太阳能船受到的浮力是2由题意可知，第50s到第100s的运动过程中，太阳能船移动的距离是这段时间牵引力所做的功是总功是那么太阳能船的效率是9如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N物体与地面之间的摩擦力大小为45N，若物体在1s内运动了2m，A处的绳子拉力为_N，滑轮组的机械效率为_（滑轮组摩擦力及绳重不计）【答案】45 50% 【解析】【分析】【详解】1如图，物体与地面之间的摩擦力大小为f=45N，物体A向左做匀速直线运动，A处的绳子拉力与物体与地面之间的

9、摩擦力平衡，故绳子拉力为45N；2如图，绳子股数n=3，物体移动的距离s=2m，滑轮组对物体做的有用功为：，拉力做的功即总功为：，滑轮组的机械效率为；10如图所示，物体重G=200N，滑轮重G=100 N，若用力F竖直向上匀速拉动滑轮，则此时该滑轮的机械效率为_（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）。【答案】80%【解析】【分析】【详解】不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，竖直向上匀速拉动滑轮，由力的平衡条件可得拉力F=2GG=2200N100N=500N由图知，动力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮费力、但省一半的距离，即所以物体上升的高度h2s该滑轮的机械效率11如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G1=

10、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3：2D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

11、；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，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）（）AA物体受到的绳子的拉力为15NB若将B物体的重力增加一倍，则A物体受到的摩擦力为35NC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】AA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；

12、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=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=Fv=40N0.1m/s=4W故D错误。故选C。13如图所示，甲乙两个滑轮组，其中每个大小相同的滑轮质量相同，用它们分别将相同的重物提高到相同的高度，不计绳重

13、及摩擦，下列说法正确的是（）A两滑轮组绳自由端拉力相等B两滑轮组机械效率相等C乙滑轮组的额外功多D甲滑轮组绳自由端移动的距离多【答案】C【解析】【详解】A由图可知，n乙 =4，不计绳重和摩擦，则， 两滑轮组绳自由端拉力不相等，故A错误；B不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率， 两滑轮组机械效率不相等，故B错误；C两滑轮组的额外功；故乙滑轮组的额外功多，故C 正确；D两滑轮组绳自由端移动的距离 ，则乙滑轮组绳自由端移动的距离多，故D错误；故选C。14如图是工人将重160 N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3 m，用时3 s，工人的拉力为50 N，工人质量为50kg（物体未浸入水中，且不计绳

14、重及摩擦）设此时工人放绳的速度为v1， 滑轮组的效率1 ；如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为2，已知（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g取10 N/kg） 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F浮，工人对地面的压力为F2.则（）Av1=1 m/sB1=62.5%。CF2 =525 NDF浮=120 N【答案】C【解析】【分析】【详解】A物体下降速度为因为有4段绳子，所以工人放绳的速度为故A不符合题意；B已知物体下降的距离为3 m，因为有4段绳子，所以绳子运动距离放绳子的做的有用功放绳子的做的总功滑轮组的效率故B不符合题意；CD物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，

15、动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由可得，动滑轮重力已知1：2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率解得F拉物=60N；物体的重力为160N，根据公式可得故D不符合题意；完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得则人对绳子的拉力因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N；人的重力为对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力因

16、为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N，故C符合题意。故选C。15一个斜面高为h， 长为l， 该斜面的机械效率为。现把重为G的物体沿斜面匀速向上移动，则物体受到的滑动摩擦力的大小为AGBGCD【答案】D【解析】【分析】【详解】物体沿斜面匀速向上移动过程中，做的有用功总功克服物体与斜面摩擦力做的额外功所以，摩擦力的大小故选D。16用图所示的装置将重为为800N的正方体石料A从水中提升出来。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使A经历了三个过程过程I为A浸没在水中竖直匀速上升的过程，过程为A上表面刚露出水面到下表面刚离开水面竖直匀速上升的过程，过程为A在空中竖直匀速上升的过程。过程I中卷扬机

17、对绳子的拉力大小为F=500N。若不计绳重和轮与轴间的摩擦，不计水中提升时水对A的阻力，不计A被提出水面所带水的质量，下列判断中正确的是（）A若过程I和过程中提升A的高度相同，则两过程中动滑轮所做的有用功相同B过程I和过程II中卷扬机对绳子的拉力大小相同C过程中提升A的机械效率一定小于80%D此装置中动滑轮的重力大于200N【答案】CD【解析】【分析】【详解】A过程I、中动滑轮提供的拉力等于A的重力减A受到的浮力，但过程中物块排开水的体积变小，则浮力不断变小，拉力增大，提升相同的高度，由可知过程I中动滑轮所做的有用功与过程中动滑轮所做的有用功不相等，故错误；B过程I和过程II中动滑轮提供的拉力

18、大小不同，由可知卷扬机对绳子的拉力大小不同，故错误；CD过程I中过程中又因为则故CD正确。故选CD。17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100NBF的大小为220NCF做功的功率为42WD提升物体B时滑轮组的机械效率约为90.

19、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。18体重为8

20、00N的工人用图甲所示装置提升重物，AOB是轻质杠杆，O为支点，OAOB=12，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400NB用该装置匀速提起2000N的物体，人对地面的压力是600NC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240WD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

21、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FAOA=FBOB，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。19一位建筑工人用如图所示的装置把建筑材料运送到楼上，已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2，人对绳子

22、的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（）A绳子自由端移动的距离为3hB工人做的有用功为m2ghC该滑轮组的机械效率为D使用该装置一定省力【答案】BC【解析】【分析】【详解】A由图知：作用在动滑轮上的绳子有2段，绳子拉下的长度是s=2h故A错误；B有用功为W有用= Gh= m2gh故B正确；C总功为W总= Fs= F2h= 2Fh机械效率为故C正确；D如果拉力则装置不省力，故D错误。故选BC。20如图所示，在40N的水平拉力F作用下，将重700N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为100N。则滑轮组的机械效率为_；若物体的运动速度为0.2m/s，则拉力F的功率为_W。【答案】83.3% 24 【解析】【详解】1从图中可以看到，有三根绳子托着动滑轮，那么绳端移动的距离与重物水平移动的距离的关系是，由于物体沿水平地面做匀速直线运动，水平方向受力平衡，可知动滑轮对重物的拉力是则滑轮组的机械效率为2若物体的运动速度为0.2m/s，那么绳端移动的速度可知拉力F的功率为专心-专注-专业