2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算
1．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为240N的泥桶，动滑轮重为30N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人在10s内将绳子匀速向上拉9m。。求：
(1)有用功是多少？
(2)总功是多少？
(3)滑轮组的机械效率是多少？
(4)拉力的功率是多少？
2．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速吊起重为4.8×103N的物体时，物体4s内上升了6m，在此过程中，拉力F的功率为9000W。求：
（1）起重机吊起重物过程中所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的大小。
3．如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。（g取10N/kg）求：
（1）推力做功的功率。
（2）斜面的机械效率。
（3）斜面对物体的摩擦力。
4．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，小明站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以的速度匀速上升。已知物体A重540N，动滑轮重60N。小明体重500N，两脚与地面接触的面积为，不计滑轮组的绳重和摩擦，求此时：
（1）绳子自由端受到竖直向下的拉力为多大？
（2）滑轮组的机械效率为多大？
（3）绳子自由端拉力的功率为多大？
（4）小明对地面的压强为多大？
5．某建筑工人的重力为800N，双脚与地面的接触面积是，该工人通过如图所示的滑轮组在10s内将建材匀速提升2m，此过程中工人对绳自由端的拉力为300N，已知动滑轮的重力为80N，不计绳重及轮与轴的摩擦。试求：
（1）该工人双脚站立在水平地面上拉绳子时，对地面的压强是多少？
（2）该工人对绳子自由端拉力的功率是多少？
（3）如果绳子承受的拉力足够大，该滑轮组最大机械效率是多少？
6．一个质量为20kg的正方体石块静止在水平地面上。工人用如图所示的组将石块10s内匀速提升5m，工人施加的动力F为125N。求：（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）
(1)滑轮组对石块做了多少功
(2)人对滑轮组做功的功率是多少
(3)该滑轮组的机械效率是多少
7．一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：
（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？
（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？
8．如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1500W，5秒钟物体上升5m。（不计绳重和摩擦）
(1)绳子自由端移动的速度是多少？
(2)作用在绳自由端的拉力是多少？
(3)滑轮组的机械效率是多少？
9．某品牌电动汽车，满载人员时人与车的总重量为2×104N，车静止时轮胎与地面接触的总面积为0.08m2，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶10min，此时电机驱动的功率为50kW，汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的十分之一，g取10N/kg，求电动汽车：
（1）静止在水平地面上对地面的压强；
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功；
（3）匀速行驶过程中电机驱动的效率。
10．如图所示，用拉力F将重为98牛的物体在10秒内匀速提升2米，不计摩擦和绳子重力。求：
①物体的质量m；
②这段时间内，拉力所做的功W。
11．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，求：
（1）第一次拉绳子时，货物对地面的压强；
（2）提升货物上升时，该滑轮组的机械效率。
12．如图所示，工人沿斜面用300N的推力把一箱重为600N的货物从斜面底端缓慢匀速推进车厢。斜面高1. 2m，机械效率为60% ，求：
（1）此斜面的长度为多少m？
（2）货物受到斜面的摩擦力f为多少N？
13．用如图所示的滑轮组提升将重840N的货物在5s内提升3米，已知动滑轮重60N，（不计绳重和摩擦）求：
（1）滑轮组自由端的拉力F是多少？
（2）提升过程中的有用功是多少？
（3）提升过程中的总功是多少？
（4）提升过程中滑轮组的机械效率η是多少？
（5）货物上升过程中，拉力F的功率是多少？
14．体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A。当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%。求：
（1）拉力F的功率；
（2）物体A受到的重力；
（3）若绳能承受的最大拉力为700N，小明用此滑轮组竖直向下匀速拉物体时所能达到的最大机械效率为多少？（不计摩擦及绳重）
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10s时间，就将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的距离是8m，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重的0.08倍。求：
（1）拉力F的功率；
（2）整个装置的机械效率。
16．小明测滑轮组机械效率的实验过程如图所示（甲→乙→丙）．他匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图丁所示．请你根据图中的实验数据计算出：
（1）滑轮组所做的有用功
（2）拉力所做的总功？
（3）此时滑轮组的机械效率？
17．小明利用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和轮、轴间摩擦。当匀速提起重为480N的物体时，绳端的拉力F为200N。求：
（1）此过程中，滑轮组的机械效率为多大？
（2）动滑轮有多重？
（3）绳子能承受的最大拉力为 400N，该滑轮组的最大机械效率为多大？
18．如图1所示，某打捞船打捞水中重物，A是重为600N的动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷杨机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的重物。如图2所示，体积为0.3m3的重物浸没在水中，此时钢丝绳拉力F的大小1000N。摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。求：
（1）当重物底部位于水面下5m深处时，水对重物底部的压强是多少Pa？
（2）物体浸没在水中时受到的浮力为多少？
（3）物体的密度多大？
（4）重物全部露出水面后再匀速上升了1m，此过程中滑轮组的机械效率是多少？
19．小明用如图所示的滑轮组将一块重为500N的石头提到自家的平房上，平房距地面4m，他所用的拉力为300N，把石头拉上去用了6s，若不考虑绳重及摩擦，求：
（1）该滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力。
20．有人用斜面滑轮组合在一起来提升重 600N 的木箱，如图所示，动滑轮重 20N，用 160N 的拉力 F 使木箱沿着斜面滑动 5m，同时木箱也升高了 3m，此过程中由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为 40J。求：
（1）拉力做的有用功；
（2）整个装置的机械效率；
（3）斜面对木箱的摩擦力大小。
参考答案：
1．(1)720J；(2)810J；(3)88.9%；(4)81W
2．（1）2.88×104J；（2）80%；（3）2×103N
3．（1）80W；（2）75%；（3）50N
4．（1）300N；（2）；（3）120W；（4）
5．（1）1×104 Pa；（2）120W；（3）95%
6．（1） 1000J；（2）125W；（3）80%
7．（1）750N；（2）300W
8．(1)3m/s；(2)500N；(3)80%
9．(1)；(2)；(3)80%
10．①10千克；②196焦
11．（1）4000Pa；（2）90%
12．（1）4m；（2）120N
13．（1）450N；（2）2520J；（3）2700J；（4）93.33%；（5）540W
14．（1）120W；（2）960N；（3）86.7%
15．（1）1200W； （2）80%
16．（1）0.2J；（2）0.24J；（3）83.3%
17．（1）80%；（2）120N；（3）90%
18．（1）（2）（3）（4）
19．（1）83.3%；（2）100N
20．（1）1800J；（2）75%；（3）100N
