2023中考物理强化压轴计算题训练突破

2021中考物理强化训练：机械效率计算

一、单选题（共8题）

1.如图斯示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F,将一个质里为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（gW10N/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WAS：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Wo,

斜面的机械效率为（）

,GH

Dr

卬。3町。

3.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在10s内将重为100N的物体G匀速提升2m.每个滑轮的重

均为10N.不计曼重及摩擦，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.尸中做功的功率等于尸乙做功的功率

4.如图所示的滑轮组，每个台轮重20N,拉动绳子自由端，用这个滑抡组把重为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.作用在里自由端的拉力大小为400NB.该过程做的有用功为120QJ

C.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100J

C.额外功为50JD.若抡组的机械效率为75%

6.利用如图所示装置将重为I00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶湍。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，以及岩轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效窣和物体所受的摩擦力分

别为（）

A.66.7%6ONB.40%2ONC.66.7%2OND.40%6ON

7.如图斫示的滑轮组，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12OJ

②曼子自由端移动的距离是2m

③滑轮组的机械效率是75%

④A点受到的拉力为300N

A.①④B.②③C.①③D.③④

8.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.（不计里重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（）

A.Os~ls内，地面对物体的支持力是10NB.ls~2s内，拉力F做的功是187⑸

C.2s~3s内，拉力F的功率是100WD.2s~3s内，渭轮组的机械效率是62.5%

二、嗔空题（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

一袋粮食匀速提高1所，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I00N的一袋粮食匀速提升相同高度，则

这个动滑抡的机械效率将（选填"变大*、"变小"或"不货）.

1。如图所示，用一动滑轮拉物体A以lm/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，此过程中渭抡组的机械效率

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.

再

T1

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.小强用如图所示装蚩在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）提升装置斫做的有用功；

（2）拉力F做的功；

（3）该台轮组的机械效率。

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，将水平路面上质里是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/$，

曼子自由湍的拉力F是500N.地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：

故障车

^77777777777777777777/777777777,

（1）拉力F在30s内斫做的功；

（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ZSxlO^kg/W的正方体石块，匀速从水中提起，已

知动消轮重力为40N，（不计纯重、摩擦和水的阻力）。求：

（1）物体澧没在水中时所受到的浮力大小；

（2）物体澧没在水中匀速上升时，动岩轮下端挂钩处曼对物体的拉力F。的大小；

（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时渭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，在打拐过程中物体始终以O.lm/s

的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前涓轮组的机械效率为75%，图乙是打捞过程中拉力F随时间t变

化的图象。（不计曼重，忽略摩擦和水的阻力，g取lONkg）求：

甲乙

（1）物体的边长；

（2）物体澧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，起重船澧入海水中的体积增加了18疗,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2xlGN,不计钢丝绳重及摩擦。（p.Ll.OxlEkg/mS）

图甲国乙

（1）求该重物的重力是多少？

（2）求纲丝里拉力F做功的功率是多少?

（3）求该重物在空中匀速上升过程中渭轮组的机械效率。

答案解析部分

一'单选题

1.t答案】A

【考点】机械效窣的计算，功，功的计算及应用

【解析】【解答】A、拉力F做的有用功为W,==Gh=mgh=50kgx10N/k^4m=2000J，W*=W6+W==

=2000J+500J=2500J»斜面的机械效率n=W*=2003/25001=80%，A符合题意；

、由可得：符合题意；

BW*=^F=WM/s=2500J/10m=250N.B

C、摩擦力f=W3/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“，根据功的原理求出总功，再根据机械效率的公式求出n；B、根据

W=底的变形式求出F；C、克服摩擦力做的功就是W额外，根据W=及求出f；D'由A是正确的判断D是

错误的。

2.1答案】A

【考点】斜面的机械效率

1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==W”；沿斜面的拉力对乙做的功为总功，即W==Wa>；那么斜面的机械效率为：

7

HW43

n=H->=->故A正确，而B'C'D错误。

1所乡WNCD

故选A。

t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，/=痣计算。

3.1答案】D

【考点】功率的计算，机械效率的计尊，功的计算及应用

解析】【解答】、因为动渭轮重相同，提升的物体重和高度相同，，所以利

1AWe=G„h.W===G«h

用渭轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为n=；警，所以渭轮组的机械效率相同，即心

.S

=n=・A不符合题意；

、不计施重及摩擦，拉力（，又因为物重均为，动滑轮重均为

BF=1G,+GQn==2.nr=3.100N

所以绳子受的拉力：，不符合题意；

10N.F=>F.B

、不计绳重及摩擦，拉力做的功：）（）（）

CW==F1I5==4<G,+G**2h=G*+G,h=100N+10N

x2m=22QJ,W-=Ftst=<(G«+G*)x3h=(Gc+GQh=(100N

==w=.c不符合题意；

D'因为两次斫做的功WH=W==22QJ，由功率公式得：P*=2卢=卒2=44W，P==冬=津1

•5s•5s

=44W,则P==P=，D符合题意.

故答案为：D.

1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，对渭抡做的功是额外功.

4.【答案】C

t考点】机械效率的计算，滑轮（组）的机械效率，岩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=2x3m=6m；

A、不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力：F=4（G+G^）=4X（380N+20N）=200N.故A错误;

B、拉力做的有用功：W,==Gh=380Nx3m=1140J>故B错误；

C、总功：W皂寺二200顺6m=1200J，

岩轮组的机械效率：

卬，

n=开/=黑器*100%=95%i故C正确；

D、不计里重和摩擦，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=J（G+Gt）

求出拉力的大小；（2）根据W*题即可求出有用功；（3）求出总功，利用n=一成金求出滑轮组的机

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，二是藏小台轮重.

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5二nh,

VWS

物体上升高度：

h=4s=4xlm=0.5m，

提起货物所做的有用功：

We==Gh=300r*<0.5m=150J»故B错

提起货物所做的总功：

Wx=Fs=2OObt<lm=2OOJ>故A正确；

提起货物所做的额外功：

We=W4-Ws==20Qj-150J=50J.故C正确;

滑轮组的机械效率：扫码看同步微课

W有1507

n=^—X1OO%=5^X1OO%=75%，故D正确.

故选B.

【分析】首先根据滑轮组芸形式，确定承担物重的绳子股数"2,求出物体上升高度h,然后利用公式W

,嗫计算总功、计算有用功，W广W*+W==，据此求额外功，最后用有用功除以总功得出涓

轮组的机械效率.

6.【答案】C

t考点】机械效率的计算，功的计算及应用

t解析】【解答,••G=：100N，h=2m，•,.做的有用功为：W.==Gh=100ISt<2m=20QJ；而斜面上装一个

动岩轮，斜面的长是5m，.••绳子末端移动的距离为：S=2x5m=10m，・"=50中.".做的总功为：W*=

犷盲）（X1/

FS=30Nxl0m=300J；则机械效率为：q=五=二芸涔=66.7%,W额=300J-200」=10QJ

ITN*vU/

由W额=6得£="超」W=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

t考点】箸轮（组）的机械效率，滑轮组绳子拉力的计算

t解析】【解答】拉力克服摩擦力做功为斤=Fs=30Nx2mx2=12Q7，①正确，由于动台轮处有

两股绳，曼子拉长的长度是物体移动距离的2倍，为4m，②不正确，粮据摩擦力和拉力计算机械效率为

n=4xF=^x30N=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

t考点】功率的计算，机械效率的计尊，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，斫以承担的

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；ls~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做的功为

W=辰=187.5J，故B正确；2s~3s内,拉力的大小为40N，拉力的速度为7.50m/s，所以拉力的功率PE=300W，

故错；内，拉力做功为，对物体所做的功为

C2s~3sWt=Fs=40Nx7.5m=30QJWw=Gh=100Nx2.5m=250J,

斫以机械效率为WJW*=83.3%，故D错；应选B.

【分析】由渭轮组的结构可以看出，承担物重的里子股数n=3,贝I］拉力F移动的距离s=3h.

（1）由v-t图象得出物体在0s~ls内的运动状态；

（2）由F+t图象得出在2~3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速

度，利用P=£乂求拉力做功功率；

（3）由图乙可知，在1〜25内的拉力，由图丁得出重物上升高度，利用5=WnWh求拉力端移动的距离，利用

求拉力做的功；

（4）利用T粤?・广・，，求在2~3s内涓轮组的机械效率.

JF总产3$3尸3X3A33尸3，

二、填空题

9.1答案】400；500；80%；变大.

【考点】机械效率的计算，渭轮（组）的机械效率，有用功和额外功

【解析】【解答】解：（1）小刚做的有用功：W==Gh=40Nxl0m=400J;（2）由图知，n=2,拉力瑞移动

rVWS

w有用

距离：s=2h=2xl0m=20m，拉力做的总功：W产后25Nx20m=500」，（3）动滑轮的机械效率：0=-------=

2、

4^X100%=80%；（4）此题斫用动滑轮没有发生变化，所以在此过程中斫做的额外功不变，由于物体的

重力熠加，斯以有用功增大，由公式n=kf可知,有用功在总功中所占的比例将增大,

W总W有用+W额

所以机械效率变大.

故答案为：400；500580%；变大.

【分析】（1）知道物重和升高的高度，利用W=Gh求小刚做的有用功；（2）由图知，n=2,拉力端移动

w有用

距离s=2h，利用W二反求拉力做的总功；（3）利用收姆巴求动滑轮的机械效率：（4）使用动轮轮时,

jWa

不计摩擦和曼重，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会增大.

本题考查了使用动滑轮有用功、总功、机械效窣的计算，注意提高机械效率的方法：一是增大提升物重，

二是减小动有抡重、感小摩擦.

10.t答案】5；10

【考点】功率的计算，机械效率的计算

【解析】【解答】（1）物体A重为40N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，则摩擦力f=0.2G=0.2x40N=8N，

拉力F作用在动沿轮的轮上，所以n=:辱=*=80%，

、ffiV、

拉力F大小为F=£=或&0=5N°（2）拉力的功率P=Fv^*=5Nxlm/sx2=10W.

故答案为：5；10.

，溷/当消轮组水平使用时，克服的就不是物体的重力，而是物体受到的摩擦力.从图中可以看出，有

两段绳子在拉重物，即绳端移动距离为物体移动距离的二倍.

<1）可利用机械效率的推导公式可=寤^=鬻碧=鲁求出拉力大小.

（2）可利用功率的推导公式P=3=已警=强普=附・2丫物来求拉力的功率

11.1答案】5：16

t考点】机械效率的计算，有用功和额外功

t解析】【解答】解：由题知，使用的是动岩抡，将重物拉到斜面顶端，拉力移动的距离：

s=2L>

VL=2h，

5=4h，

使用该装置做的有用功：W,==Gh.

使用该装贵做的总功：Wt=Fs=4Fh.

W总加4F

F：G=5：16.

故答案为：5：16.

【分析】利用图示装置，将重物提升做的功为有用功，拉力F做的功为总功；

将重物拉到斜面顶端拉力移动的距离为斜面长的2倍，斜面长是斜面高的2倍，据此求出拉力移动的距离

和斜面高的关系；

求出有用功、总功的关系式，知道该装置的机械效率，可求拉力F与G的关系.

12.t答案】80%；变大

【考点】机械效率的大小比较，机械效率的计尊

【解析】【解答]解：（1）W===§J580Nx5m=400）；

由题使用动滑轮时通过动台轮的曼子股数n=2.

曼子自由端移动距离s=2h=2x5m=10m）

拉力做的总功：Wt=Fs=50Nxl0m=500J>

滑轮组的机械效率：

n=X]OO%=4^X100%=80%;（2）当提升重物的重力增加为100N时，做的有用功变大，而额外

功几乎不变，故机械效率变大.

故答案为：80%；变大.

【分析】（1）由题使用动台轮时通过动涓轮的绳子股数n=2,则拉力F移动的距离s=2h；有用功是指把

重物提升所做的功，即w===sv总功是人的拉力所做的功，即W*小；利用机械效率公式计算其机械效

率.（2）不计绳重及摩擦，根据有用功和额外功的变化情况分析机械效率大小.

三、计答题

13.t答案】（1）有用功为W.=Gh=100t^3m=303

答：有用功为300J；

（2）解：拉力所做的功为W*=豉=50ft<8m=40aj

拉力的功率为P=3=4奥=40万

tIQs

答：拉力的功率为40W；

（3）解：额外功为W尸W*-W==40QJ-300J=100J

由W==&得：

TTT

物体受到的摩擦力r=_^=1｛更=".5N

Jsx»>

咨：物体受到的摩擦力12.5N；

（4）解：斜面的机械效率为1=W有

管：斜面的机械效率为75%.

【考点】机械效率的计算，功的计算及应用

【解析】【分析】（1）使用斜面提升重物，克服物体重力做有用功，即w=啜；

（2）拉力做总功，即W.去，然后根据尸=学计算拉力的功率；

（3）使用斜面时，克服摩擦做额外功；首先根据W尸W「W=计算出额外功，然后根据W^fs计算

物体受到的摩擦力。

（4）已知有用功和总功根据公式相=需计算机械效率。

14.t答案】（1）解：提升装置所做的有用功：W===@j=450Nx2m=9001。

（2）解：根据P=牛可得拉力F做的功：W.=Pt=IZOWxlOs=1200J<>

（3）解：台轮组的机械效率：n=字旦=翻？*100%=75%。

妹刍12VUJ

t考点】功率计算公式的应用，涓轮组及其工作特点，曷轮（组）的机械效率，功的计算及应用

t解析】【分析】（1）利用W*==Q九求得提升装理所做的有用功.

（2）根据P=牛可得拉力F做的功一

（3）利用n=鼻臀求徨滑轮组的机械效率.

15.t答案】⑴解：由丫=/可得故障车在30s内通过的路程：

s-=v-t=5m/sx30s=150m，

由图知，n=3,拉力端移动距离：

，

s=3sa=3xl50m=450m

拉力F在30s内所做的功：

Wx*,=SFAAs.=500^450m=2.25xlCPJ

答：拉力F在30s内所做的功为2.25x1^。

（2）解：地面对故障车的摩擦力：

f=0.08G=0.08mg=O.08xl500kgxl0N/kg=1200N；

滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：

W~=鼻=1200Nxl50m」号必，

整个装置的机械效率:

W后用他1啊

n=225xi()5jxl00%=80%

答：整个装置的机械效率为80%。

【考点】渭轮组及其工作特点，滑轮（组）的机械效率，台轮组绳子拉力的计算/

s

【解析】【分析】（I）由V=,可得故障车在30s内通过的路程，利用$=也求得拉力端移动距离，

再利用Wt=Fs求得拉力F在30s内所做的功.

（2）利用W~=£K求得台轮组克服故障车摩擦力做的有用功，再利用n=不会曳求得整个装置的

机械效率.

16.t答案】（1）解：正方体物体的体积：V=0.2mx0.2mx0.2m=0.008m3,

物体澧没在水中时所受到的浮力：F4=p„gV?,=p,gV=1.0xl（?kg/n^xl0N/kgx0.008rrf=80N

苔：物体浸没在水中时所受到的浮力大小80N。

（2）物体重力：G=mg=ggy=2.5xltfkg/rr?xlON/kgxO.OO8m3=200N,

物体静止在水中时，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力和浮力的作用，

所以，G=F4+^>，

则动溜抡下端挂钩处绳对物体的拉力：后=G-F*=200N-80N=120N

答：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F。的大小是120N。

（3）解：物体完全离开水面后，设物体升高h,滑抡组的有用功为：Ww=Gh=200Nxh.

由图中，n=3，

不计绳重、摩擦，则里子自由端的拉力：F=<（G+Ge）=g（2OON+4ON）=80N，

拉力F做得总功：W.=Fs=80Nx3h.

所以渭抡组的机械效率：n=1r旦==83.3%。

*<£♦

答：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是83.3%。

【考点】二力平衡的条件及其应用，阿基米德原理，滑轮（组）的机械效率

【解析】【分析】《1）根据阿基米德原理F#=p,%=p「以求出浮力.

（2）正方体静止在水中受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力，这三个力是平衡力，列出等式求

出拉力.

（3）当正方体离开水面时，设正方体升高h,求出正方体的重力，利用W^Gh求出有用功，W*=

F