初中物理-力学之机械效率计算题-解析版

力学中机械效率部分是力学部分的重点，也是难点。在中考中多以选择题、填空题、实验题、计算题为主，是中考的重点，也是难点。与压强、浮力、功和功率的综合性计算题常作为中考中的压轴题。原创模拟预测题1.如图，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N，建材上升的速度是0.8m/s．在施工过程中，下列说法正确的是：A．工人的拉力为500NB．工人拉绳的速度为2.4m/sC．工人做功的功率为400WD．工人做功的机械效率小于90%【答案】D考点：功和机械效率的计算原创模拟预测题2.如图所示，小明探究滑轮组的机械效率，动滑轮重1N，用3N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重4N的物体，物体沿竖直方向上升0.2m．此过程中，额外功和机械效率分别是（）A．0.2J83.3%B．0.2J80%C．0.4J80%D．0.4J66.7%【答案】D【解析】试题分析：拉力做的总功为W总=Fs=3N×0.2m=1.2J，对物体做的有用功为W有用=Gh=4N×0.2m=0.8J，额外功W额外=W总-W有用=1.2J-0.8J=0.4J；机械效率η=(W有用/W总)×100%=(0.8J/1.2J)×100%=66.7%考点：机械效率原创模拟预测题3.如图所示，用力F沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略．现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的【答案】B【解析】试题分析：忽略绳重及摩擦的情况下，滑轮组的机械效率η=(W有用/W总)×100%=[G物/（G物+G动）]×100%，对于同一滑轮组，滑轮组的机械效率只与物重有关，物体越重，机械效率越高。但机械效率与物重不成正比。故选B考点：机械效率原创模拟预测题4.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．若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（）A．45N、50％B．45N、75％C．60N、50％D．60N、75％【答案】B【解析】试题分析：因为物体在水平地面上匀速运动，所以物体受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，故A处拉力大小等于45N；该滑轮组有2段绳子承担摩擦力，故其机械效率45N75%30N2WsWs有总．考点：机械效率原创模拟预测题5.关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是A．物体受力且运动一段距离，力对物体就做了功B．功率大的机器做功一定多C．做功快的机器其机械效率一定高D．功率大的机器做功就快【答案】D【解析】试题分析：功的两个要素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；单位时间里完成的，叫做功率。它是表示做功快慢的物理量。功率的决定因素：（1）功的大小（2）做功时间的长度；有用功跟总功的比值叫做机械效率，机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。若物体运动的方向与受力方向垂直，则力对物体没有做功,所以，A的说法错误；功率大说明机器它做功快，而不一定做功多，所以，B的说法错误；做功快的机器只能说明功率大，而机械效率不一定高，所以，C的说法错误；故选D。考点：功、功率、机械效率原创模拟预测题6.如图所示的定滑轮，匀速提升G=90N的重物，定滑轮重16N，机械效率为90％，则A、B两轻质弹簧测力计的读数之差△F为（）A．△F=0B．△F10NC．△F=10ND．△F10N【答案】C考点：机械效率原创模拟预测题7.为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为__m，拉力的功率为__W；乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶，该过程中斜面的机械效率为__，物体所受斜面的摩擦力为__N.【答案】18,180,75%，100【解析】试题分析：由图可知，三股绳子吊着动滑轮，所以，此过程中绳子自由端移动的距离为3×6m=18m,拉力做功为W=Fs=300N×18m=5400J，拉力的功率为P=W/t=5400J/30s=180W；乙工人对物体做功为W有用=Gh=600N×6m=3600J，乙工人做的总功为W总=Fs=400N×12m=4800J，该过程中斜面的机械效率为η=（W有用/W总）×100%=（3600J/4800J）×100%=75%，乙工人做的额外功为W额外=W总-W有用=4800J-3600J=1200J，物体所受斜面的摩擦力为f=W/L=1200J/12m=100N.考点：简单机械；机械效率原创模拟预测题8.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为________N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是________N，滑轮组的机械效率为________．（不考虑绳重和摩擦）【答案】10025080％【解析】该滑轮组有2段绳子承担重物，结合机械效率公式可得到如下关系式：2WGhGWFsF有总；由图象可知，当滑轮组提起100N的货物时，机械效率为50％，即有111112WGWF有总的关系，可推得111100N1002250%GFN，在不考虑绳重和摩擦的情况下：112GGF动滑轮，代入数据可求得G动滑轮=100N；当运送4件货物时，G总2=G2＋G动滑轮＝4×100N＋100N=500N，拉力222502GF总N，滑轮组的机械效率：22222400N80%22250NWGWF有总．原创模拟预测题9.某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：(1)请你在图中画出本实验的绕绳方法．(2)若用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，则：克服动滑轮的重力所做的额外功（相同／不同）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变，滑轮组的机械效率变．(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了（填字母）．A．减小摩擦B．多次测量取平均值减小误差C．获得多组数据归纳出物理规律(4)由本实验（能／不能）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关．【答案】(1)如下图；(2)相同、大、大；(3)C；(4)不能【解析】试题分析：(1)由表中数据可知，绳子移动的距离为物体上升高度的三倍，所以，有三段绳子吊着动滑轮。绕绳方法如图．(2)若用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，则：克服动滑轮的重力所做的额外功相同，因为克服动滑轮的重力所做的额外功只与动滑轮的重和高度有关；由实验数据可知，当物重由１Ｎ增加到２Ｎ和３Ｎ时，额外功有0.11Ｊ增加到0.13Ｊ和0.20Ｊ，机械效率由47.6％增加到60.6％和66.6％。所以，提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变大，滑轮组的机械效率变大．(3)只有多次实验才能得到普遍规律。所以，多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了获得多组数据归纳出物理规律。(4)由本实验不能推断：任何机械的机械效率跟物重均有关．因为没有普遍性。考点：机械效率原创模拟预测题10.如图所示．工人用240牛的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸，用10分钟将绳子拉下60米，已知小船重1．8×104牛，小船行进中受到的阻力是它所受重力的0．01倍，求：（1）小船受到的浮力（2）工人拉绳时做功的功率；（3）此装置的机械效率．【答案】（1）1.8×104N（2）24W（3）75％考点：功、功率和机械效率的计算