备战中考物理二轮机械效率的计算专项培优易错试卷及答案

1、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2mB.拉力F的大小为40NC.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，n3,绳子自由端移动的距离的速度为v绳nv物30.2m/s0.6m/s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s绳v绳

2、t0.6m/s10s6mWFsttFv30W0.6m/s50Nsv物t0.2m/s10s2mW有fs120N2m240JW总Fs绳50N6m300JW240J-100%J100%80%W心、300J故C正确，D错误。故选Co2.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)若某次运送建材的质量为40kg,滑轮组的机械效率是。动滑轮的重力是No(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。60G1V【答案】50

3、%40020060060%.(1)1建材质量为40kg,其重力为由图乙得，当建材重力为2此时机械效率Gmg=40kg10N/kg=400N400N时，滑轮组机械效率为50%。400400+G动=50%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Fs500N24mt-60s=200W4滑轮组省一半的力，所以G才+G动=2F解得G材=600N。5此时的机械效率为600=60%G材G动600+4003.一物体质量为10kg,小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m,所用拉

4、力为120N,此过程中，小红做的有用功是,定滑轮的机械效率是,拉力做功的功率是。(g=10N/kg)【答案】200J83.3%60W【解析】【分析】【详解】1所提升物体的重力为Gmg=10kg10N/kg=100N有用功为Gs=100N2m=200JW有故有用功是200J。2总功为Fs=120N2m=240JW总则机械效率为叫二200JW息一240J83.3%故机械效率为83.3%。3拉力做功的功率为P即拉力F的功率为60W。=240J=60W4s4.用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s的速度匀速拉动不同物体。根据测量轮组的机械效率为60%时，拉力Fb的功率是结果画出了该滑轮组机械

5、效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动0.3m,绳子自由端移动m;当滑Wo【答案】0.950【解析】【分析】【详解】1有丙图可知，绳子股数n3,物体向右运动0.3m,则绳子自由端移动的距离s绳ns物30.3m=0.9m2由丁图，当物体受到的摩擦力是100N时，滑轮组机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则100N=50%（100N+G动）WT用修fWfsG.（fG动）则G动100Nf1S物1G动j1f1（f1G动）当滑轮组的机械效率为60%时，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，物体受到摩擦力的大小f11=60%（f1+100N）f11

6、50N不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由图知绳子股数n3,拉力Fb为1.-1250Fb-（f1G动）-150N+100N=N333物体运动速度0.2m/s不变，则绳端移动速度v绳nv物30.2m/s=0.6m/s则拉力Fb的功率，由FsFvPFbv绳250N0.6m/s=50W5.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Wo【答案】83.3%24【解析】s与重物水平移动的距【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士1一一一，离s

7、的关系是s-s,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3滑轮对重物的拉力是Ff滑100N则滑轮组的机械效率为1100NswFs3100%100%3-100%83.3%WFs40Ns心、2若物体的运动速度为0.2m/s,那么绳端移动的速度v绳3V物30.2m/s0.6m/s可知拉力F的功率为PFv绳40N0.6m/s24W6.用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N,物体匀速上升的速度始终为1m/s（不计绳重、摩擦及阻力，p水=1X10kg/m3,g=10N/kg）,则物体浸没在水中时受到的浮力为N;物体浸没在水

8、中时滑轮组的机械效率为。120乙【解析】【分析】由图甲可知，承担物重的绳子股数n=2,则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A离开水面后拉力F的功率，利用PFV求绳子自由端的拉力，1而不计绳重、摩擦及阻力，拉力F（GaG轮），据此求A的重力；由图乙可知圆柱体2A在水中拉力F的功率，由PFV得绳子自由端的拉力，不计绳重、摩擦及阻力，拉力1F1（GaF浮G轮），据此求浮力大小；不计绳重、摩擦及阻力，利用2W有GaF浮一一A求物体浸没水中时的机械效率。W、GaG轮F浮1由图甲可知，n=2,则拉力F拉绳的速度v2VA21m/s2m/s由图乙可知，圆柱体A离开水面后拉力F的功率4

9、20W,由PFV得，绳子自由端的拉力420W2m/s210N不计绳重、摩擦及阻力，拉力FGa2F1一（GaG轮），A的重力2G轮2210N60N360N由图乙可知，圆柱体A在水中拉力F的功率300W,由PFv得，绳子自由端的拉力P300Wv2m/s150N不计绳重、摩擦及阻力，拉力1F（GaF浮G轮），物体浸没在水中时受到的浮力2F浮GaG轮2F360N60N2150N120N2物体浸没在水中的机械效率W有W单心、100%GaF浮hGa%G轮h100%360N120N360N120N60N100%80%7.如图所示，物体重时该滑轮的机械效率为G=200N,滑轮重G=100N,若用力F竖直向上匀

10、速拉动滑轮，则此（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）。【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=2G+G=2X200N-100N=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s2h所以物体上升的高度h=2s该滑轮的机械效率W1100%Gh100%2G100%2200N100%=80%Fs500N8.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15NB.若将B物体的重力增加一

11、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】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；8 .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WWGBhGb3

12、0N=75%=W息Wt用WGhGJhgbg动30N10N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WFs,P=-p=F40N0.1m/s=4W故D错误。故选C9 .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】4550%【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

13、，A处的绳子拉力与物体与地面之间的摩擦力平衡，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：W有fs45N2m=90J,拉力做的功即总功为：W总F3s30N32m=180J,滑轮组的机械效率为；W90J-100%100%50%W180J1m,用时1s。运动时，物体与地面之10 .如图，拉力F将重120N的物体沿水平方向移动间的摩擦力为30N,此时滑轮组的机械效率为80%。下列说法正确的是（A,拉力F=10NC.动滑轮重7.5N【答案】DB.克服动滑轮重力做额外功7.5JD.拉力的功率是37.5W【解析】【分析】【详解】A.由图知，滑轮组由3段绳子

14、拉着动滑轮，即n=3,该滑轮组的机械效率W有用fswfW总FnswnF则绳子自由端的拉力30N380%12.5N故A错误；B.滑轮组对物体做的有用功W有用fs30N1m30J滑轮组做的总功W总F3s12.5N31m=37.5J额外功为W额W总W有用37.5J30J7.5J由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力,故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于7.5J,故B错误;C.由B知对动滑轮重力做的额外功小于知，动滑轮重小于7.5N,故C错误；7.5J,动滑轮上升的高度为1m,根据WGhD.拉力做的总功为37.5J,用时1s,由PW口，丁得

15、拉力的功率为37.5J37.5W1s故D正确。故选D。11 .为运送物体搭制的斜面如图所示，斜面长为s,高为h,用沿斜面向上的力F把一个重为G的物体由斜面底端以速度v匀速拉到顶端。下列说法中正确的是（）A.整个过程中拉力F所做的有用功W有GhB.整个过程中拉力F所做的总功W总GhFsGhC.若斜面的机械效率为ri,则拉力FsGh1-D.若斜面的机械效率为u则物体与斜面间的摩擦力fs【答案】ACD【解析】【分析】【详解】W有Gh,aW额fs；根A.使用斜面的目的是提升重物，因此克服物体重力所做的功是有用功，即正确；B.使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面间的摩擦力做的功，即据总功、额外功和

16、有用功的关系可得，总功W总W有W额GhfsB错误；C.斜面所做的总功是W总变换可得C正确；D.由上述可知即Fs,若斜面的机械效率是Y,那么WGh100%100%WFsFGh100%sW总GhfsGhGhfsGhs100%变换可得物体与斜面间的摩擦力是Gh1-fsD正确。故选ACD。10s内匀速上升12 .如图所示，工人师傅用500N的拉力向下拉绳，使重为900N的物体在了3m,此过程中忽略绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A.人通过滑轮组做的有用功为1500JB.拉力F的功率为150WC.动滑轮重为200ND.滑轮组的机械效率为90%【答案】D【解析】【详解】A.人通过滑轮组做的有用功是W有用

17、A错误；B.物体在10s内匀速上升了3m,距离是移动的速度是Gh900N3m2700J托着动滑轮的绳子有两条，那么人手拉的绳子那端移动23m6m6m,0.6m/s10s可知拉力F的功率为PFFv500N0.6m/s300WB错误；C.由题意可知，忽略绳重和摩擦，托着动滑轮的绳子有两条，那么G动G物2F解得G动2F-G物2500N-900N100N即动滑轮重为100N,C错误；D.滑轮组的总功是W总Fs500N6m3000J由上述可知，滑轮组的机械效率为卷100%700J100%90%W息3000JD正确。故选D。13.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

18、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1200JB.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/sC.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W动有二G物h=m物gh=40kg10N/kg3m=1200J故A正确，不符合题意；绳子自由端移动距离s=6m,绳子自由端移6m10sB.由图知，绳子段数n=2,物体匀速提

19、升动的速度为0.6m/ssvt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FpS6000Pa0.05m2=300N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L-L-1-1FG人-5拉=6人-G物+G动二斤1人g-m物g+m动g22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W有G物hG物600N-=100%=100%=100%=75%W总G物+G动hG物+G动600N+200N故C错误，符合题意。故选C14.农村建房时

20、，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A.该滑轮的机械效率中75%B.滑轮所做的有用功为1200JC.滑轮自身白重力为100ND.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=600NX3m=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=140036m=2400J,所以动滑轮的机械效率为：M00%=1800J2400J100%=75%,故A正确，B错误；C.不计绳重及摩擦，则拉力为：

21、1,、F（GG动），2那么动滑轮的重为:G动=2F-G=2X400N-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=2x3m=6m故D错误；故选Ao15.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33重、摩擦及阻力，水110kg/m,g=10N/kg,下列说法中正确的是（）物体的重力是420N;物体浸没在水中时受到的浮力100N;物体的密度是3XiGkg/m3；物体浸没在水中时滑轮组的机械效率80%。A.B.C.

22、D.【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vi=2v=2x1m/s=2m/s据P=Fv得，此时绳子端的拉力P420Wv12m/s210N，一一，1一不计绳重及摩擦，由F（G物+G动）得，物体A的重力nG物=2FG动=2210N物体A浸没在水中时，滑轮组绳子端的拉力lR300WFi-v12m/s那么物体A对动滑轮的拉力60N360N150NF拉=2F1G动=2150N60N240N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=6物-F拉=360N-240N=120N物体A浸

23、没时，据阿基米德原理得120N1.0103kg/m310N/kg1.2102m3物体A的质量G物360Nm36kgg10N/kg物体A的密度m36kg3322-3310kg/mV物1.210m物体A浸没在水中时，滑轮组所做的有用功和总功分别为亚有二5拉h,W总=513=口？2卜机械效率W息F12h240N150N80%2故ABC错误，D正确。故选D。16.如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到白重力GAGB，滑轮组的机械效率甲Gb,所以甲滑轮组的有用功比乙的多，即W有甲W有乙叫用f口而甲（乙，由可知W总W总甲W总乙又因为时间相同所以P总甲P总乙忽略绳子

24、和摩擦，滑轮组机械效率为Wr用G物h_G物W总G物h+G动hG物+G动则1G动+G物一G动=-1十G物G物又因为甲乙，则G动甲G动乙GT-GT又因为GaGb所以G动甲G动乙A.甲滑轮组的动滑轮比乙的重，故A项符正确；B.甲滑轮组的总功率比乙的大，故B项错误；C.甲滑轮组的有用功比乙的多，故C项错误；D.甲滑轮组绳端运动长，故D项错误。故选Ao17.如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的均质物体，物体上升的速度保持1m/s不变，已知物体重1.2103N,密度为1.6103kg/m3。测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为l：2,若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg

25、,下列结果错误的是（）,r二二一:1七.-J=二LA.物体出水前牵引车拉力的功率为500WB.物体浸没在水中受到的浮力为750NC.物体在出水面前，牵引车的拉力为250ND.物体在出水面前，滑轮组的效率是60%【答案】A【解析】【分析】【详解】物体的质量为物体的体积1.2103N10Nkg120kg_30.075mm120kg/=1.6103kgm3物体浸没水中时，排开液体体积等于物体体积，所受的浮力为750NF浮gV排1.0103kg.m310N.kg0.075m3在出水面前、后牵引车作用于绳子上的拉力之比为1：2,即F牵JF牵一21-G物G动F浮3GG物G动3可得G动=2F浮G物=2750

26、N1200N=300N物体在出水面的拉力为11F牵=-G物G动=-1200N300N750N250N33物体上升的速度保持1m/s不变，则牵引车的速度为3m/s,故物体出水前牵引车拉力的功率为PFv=250N3m.s=750W物体出水前滑轮组的效率是W有用100%=nF牵100%1200N750N3250N100%60%A.物体出水前牵引车拉力的功率为750W,A错误，故A项符合题意；B.物体浸没在水中受到的浮力为750N,B正确，故B项不符合题意；C.物体在出水面前，牵引车的拉力为250N,C正确，故C项不符合题意;D.物体在出水面前，滑轮组的效率是60%,D正确，故D项不符合题意。故选A。

27、18.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n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，过程出为A在空中竖直匀速上升的过程。过程I中卷扬机对绳子的拉力大小为F=500No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n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.过程出中提升A的机械效率刀一定小于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、n中动滑轮提供的拉力等于A的重力减A受到的