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重难点4机械效率计算强化训练题一、单选题（共8题）1.如图所示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中克服摩擦力做功500J（g取10N/kg），下列说法正确的是（）A.机械效率为80%B.F=300NC.摩擦力为100ND.条件不足无法计算2.如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，过程绳的拉力对甲做的功为WAB:用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD,斜面的机械效率为（）A.B.C.D.3.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在.内将重为的物体匀速提升，每个滑轮的重均为．不计绳重及摩擦，此过程中（）A.甲的机械效率小于乙的机械效率B.甲的拉力小于乙的拉力C.甲做得功大于乙做的D.做功的功率等于做功的功率4.如图所示的滑轮组，每个滑轮重20N，拉动绳子自由端，用这个滑轮组把重为380N的物体匀速提升3m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg．下列选项正确的是（）A.作用在绳自由端的拉力大小为400NB.该过程做的有用功为1200JC.该过程的机械效率为95%D.动滑轮越重，该滑轮组机械效率越大5.用如图所示滑轮组提起重300N的货物，人所用的拉力为200N，绳子的自由端被拉下1m，在此过程中，下面说法不正确的是（）A.人用的拉力所做的总功为200JB.滑轮组提升货物所做的有用功为100JC.额外功为50JD.滑轮组的机械效率为75%6.利用如图所示装置将重为l00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=30N，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效率和物体所受的摩擦力分别为（）A.66.7％60NB.40％20NC.66.7％20ND.40％60N7.如图所示的滑轮组，用F=30N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N，在此过程中，下列说法正确的是（）①拉力做的功是120J②绳子自由端移动的距离是2m③滑轮组的机械效率是75%④A点受到的拉力为300NA.①④B.②③C.①③D.③④8.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图所示的滑轮组装置.当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示.（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（）A.0s～1s内，地面对物体的支持力是10NB.1s～2s内，拉力F做的功是187.5JC.2s～3s内，拉力F的功率是100WD.2s～3s内，滑轮组的机械效率是62.5%二、填空题（共4题）9.如图所示，小刚欲将一袋粮食从地面抬到楼顶，在不计绳重和摩擦的情况下，小刚用动滑轮把重40N的一袋粮食匀速提髙10m，他所用拉力为25N，则整个过程中，小刚所做的有用功是________J，总功是________J，动滑轮的机械效率是________；如果用该动滑轮把重l00N的一袋粮食匀速提升相同高度，则这个动滑轮的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．10.如图所示，用一动滑轮拉物体A以1m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为40N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，动滑轮的机械效率是80%，则拉力F为________N，拉力的功率为________W。11.如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的．若斜面的长L与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G的之比为________．12.建筑工人只用如图所示的装置将重80N的物体匀速提升5m，拉力是50N，此过程中滑轮组的机械效率是________；若用该装置提升100N的重物，其机械效率的大小将________（选填“变小”、“变大”或“不变”）．三、计算题（共6题）13.如图所示，斜面长s=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求：（1）有用功W有；（2）拉力做功的功率P；（3）物体受到的摩擦力f；（4）该斜面的机械效率h。14.小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W。求：（1）提升装置所做的有用功；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率。15.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，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。16.利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2m，密度为2.5×103kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N，（不计纯重、摩擦和水的阻力）。求：（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小；（2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小；（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。（计算结果保留一位小数）17.如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以0.1m/s的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为75%，图乙是打捞过程中拉力F随时间t变化的图象。（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求：（1）物体的边长；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）物体的重力。18.图甲是某起重船的示意图,A处为卷扬机,吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中,当起重船从运输船上吊起重物时,起重船浸入海水中的体积增加了18m3,重物在空中匀速竖直上升了3m,所用时间为30s。已知动滑轮总重为2×104N,不计钢丝绳重及摩擦。(ρ海水=1.0×103kg/m3)（1）求该重物的重力是多少?（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少?（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。答案解析部分一、单选题1.【答案】A【考点】机械效率的计算，功，功的计算及应用【解析】【解答】A、拉力F做的有用功为W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J，W总=W额外+W有用=2000J+500J=2500J，斜面的机械效率η=W有用/W总=2000J/2500J=80%，A符合题意；B、由W总=Fs可得：F=W总/s=2500J/10m=250N，B符合题意；C、摩擦力f=W额外/s=500J/10m=50N，C符合题意；D、因为A正确，D不符合题意。故答案为：A.【分析】A、根据W=Fs求出W有用，根据功的原理求出总功，再根据机械效率的公式求出η；B、根据W=Fs的变形式求出F；C、克服摩擦力做的功就是W额外，根据W=fs求出f；D、由A是正确的判断D是错误的。2.【答案】A【考点】斜面的机械效率【解析】【解答】因为甲的重力和乙的重力相等，所以提升甲的重力做的功和提升乙的重力做的功相等，即有用功W有=WAB；沿斜面的拉力对乙做的功为总功，即W总=WCD；那么斜面的机械效率为：，故A正确，而B、C、D错误。故选A。【分析】（1）使用斜面提升重物时，克服物体重力做有用功，沿斜面的拉力做总功；（2）斜面的机械效率根据公式计算。3.【答案】D【考点】功率的计算，机械效率的计算，功的计算及应用【解析】【解答】A、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为η＝，所以滑轮组的机械效率相同，即η甲＝η乙．A不符合题意；B、不计绳重及摩擦，拉力F＝（G物G轮），n甲＝2，n乙＝3，又因为物重均为100N，动滑轮重均为10N，所以绳子受的拉力：F甲F乙，B不符合题意；C、不计绳重及摩擦，拉力做的功：W甲＝F甲s甲＝（G物G轮）×2h＝（G物G轮）h＝（100N10N）×2m＝220J，W乙＝F乙s乙＝（G物G轮）×3h＝（G物G轮）h＝（100N10N）×2m＝220J．所以W甲＝W乙．C不符合题意；D、因为两次所做的功W甲＝W乙＝220J，由功率公式得：P甲＝＝44W，P乙＝＝44W，则P甲＝P乙，D符合题意．故答案为：D．【分析】根据物体的重力和距离计算功，功和时间的比计算功率的大小，对滑轮做的功是额外功.4.【答案】C【考点】机械效率的计算，滑轮（组）的机械效率，滑轮组绳子拉力的计算【解析】【解答】解：根据图示可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×3m=6m；A、不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力：F=（G+G动）=×（380N+20N）=200N，故A错误；B、拉力做的有用功：W有用=Gh=380N×3m=1140J，故B错误；C、总功：W总=Fs=200N×6m=1200J，滑轮组的机械效率：η==×100%=95%；故C正确；D、不计绳重和摩擦，提升相同的物体，做相同有用功的情况下，动滑轮越重，额外功越大、总功越大，所以机械效率越低，故D错误．故选C．【分析】根据图象可知，n=2，并且s=2h；（1）先根据G=mg求出物体的重力，然后根据F=（G+G动）求出拉力的大小；（2）根据W有=Gh即可求出有用功；（3）求出总功，利用η=求出滑轮组的机械效率；（4）提高滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小滑轮重．5.【答案】B【考点】机械效率的计算【解析】【解答】解：由图知，n=2，则绳的自由端移动的距离s=nh，物体上升高度：h=s=×1m=0.5m，提起货物所做的有用功：W有用=Gh=300N×0.5m=150J，故B错；提起货物所做的总功：W总=Fs=200N×1m=200J，故A正确；提起货物所做的额外功：W额=W总﹣W有用=200J﹣150J=50J，故C正确；滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=75%，故D正确．故选B．【分析】首先根据滑轮组装形式，确定承担物重的绳子股数n=2，求出物体上升高度h，然后利用公式W总=Fs计算总功、W有用=Gh计算有用功，W总=W额+W有用，据此求额外功，最后用有用功除以总功得出滑轮组的机械效率．6.【答案】C【考点】机械效率的计算，功的计算及应用【解析】【解答】∵G＝100N，h＝2m，∴做的有用功为：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J；而斜面上装一个动滑轮，斜面的长是5m，∴绳子末端移动的距离为：S＝2×5m＝10m，∵F＝50N，∴做的总功为：W总＝FS＝30N×10m＝300J；则机械效率为：η＝＝66.7%,W额＝300J-200J＝100J由W额＝fs得f＝＝20N，C符合题意，ABD不符合题意。故答案为：C.【分析】利用物体的力和距离的乘积计算功，利用有用功和总功的比值计算机械效率.7.【答案】C【考点】滑轮（组）的机械效率，滑轮组绳子拉力的计算【解析】【解答】拉力克服摩擦力做功为，①正确，由于动滑轮处有两股绳，绳子拉长的长度是物体移动距离的2倍，为4m，②不正确，根据摩擦力和拉力计算机械效率为n=×F=×30N=75%，③符合题意，物体匀速运动，受到的拉力和摩擦力是平衡力，大小相等，④不符合题意，C符合题意。故答案为：C。【分析】根据拉力和绳子移动距离的乘积计算拉力做的功，利用摩擦力和总拉力的比值计算机械效率，匀速运动的物体受到平衡力的作用。8.【答案】B【考点】功率的计算，机械效率的计算，滑轮（组）的机械效率【解析】【解答】由图甲可知，在0s～1s内，拉力F等于30N，滑轮组由3段绳子吊着物体，所以承担的总重力为90N，由于动滑轮本身在重力，所以滑轮组对重物的拉力小于90N，故可知地面对物体的支持力大于10N，故A错；1s～2s内，拉力的大小为50N，拉力通过的距离为s=3.75m/s，所以拉力F做的