備戰(zhàn)中考物理二輪機械效率的計算專項培優(yōu)易錯試卷及答案

1、一、初中物理有用功額外功總功機械效率的計算問題1.用如圖所示的滑輪組拉動物體A,使物體A以0.2m/s的速度水平向左勻速運動10s。已知物體A重500N,物體A受到的摩擦力為120N,拉力F的功率為30W。下列說法正確的是（）A.繩子自由端移動的距離為2mB.拉力F的大小為40NC.滑輪組的機械效率為80%D.滑輪組對物體A所做的功為1000J【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.由圖知，n3,繩子自由端移動的距離的速度為v繩nv物30.2m/s0.6m/s則繩子自由端移動的距離為故A錯誤；B.由可得拉力的大小故B錯誤；CD.物體移動的距離為滑輪組對物體所做功為總功為滑輪組的機械效率為s繩v繩

2、t0.6m/s10s6mWFsttFv30W0.6m/s50Nsv物t0.2m/s10s2mW有fs120N2m240JW總Fs繩50N6m300JW240J-100%J100%80%W心、300J故C正確，D錯誤。故選Co2.工人用圖甲所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪組的機械效率隨建材重力變化的圖像如圖乙所示，滑輪和繩的摩擦力及繩重忽略不計。則：(1)若某次運送建材的質量為40kg,滑輪組的機械效率是。動滑輪的重力是No(2)若工人在1min內(nèi)將建材勻速豎直向上提升12m,作用在繩上的拉力為500N時，拉力的功率是W,運送建材的重力是N,此時的機械效率是。60G1V【答案】50

3、%40020060060%.(1)1建材質量為40kg,其重力為由圖乙得，當建材重力為2此時機械效率Gmg=40kg10N/kg=400N400N時，滑輪組機械效率為50%。400400+G動=50%解得G動=400N。(2)3滑輪組由一個動滑輪和一個定滑輪組成，與動滑輪相連的繩子有兩段，則該滑輪組可以省一半的力，建材向上提升了12m,則繩子段移動的距離為24m,拉力功率Fs500N24mt-60s=200W4滑輪組省一半的力，所以G才+G動=2F解得G材=600N。5此時的機械效率為600=60%G材G動600+4003.一物體質量為10kg,小紅用定滑輪將該物體在4s內(nèi)勻速提升2m,所用拉

4、力為120N,此過程中，小紅做的有用功是,定滑輪的機械效率是,拉力做功的功率是。(g=10N/kg)【答案】200J83.3%60W【解析】【分析】【詳解】1所提升物體的重力為Gmg=10kg10N/kg=100N有用功為Gs=100N2m=200JW有故有用功是200J。2總功為Fs=120N2m=240JW總則機械效率為叫二200JW息一240J83.3%故機械效率為83.3%。3拉力做功的功率為P即拉力F的功率為60W。=240J=60W4s4.用如圖甲所示的滑輪組在同一平面上均以0.2m/s的速度勻速拉動不同物體。根據(jù)測量輪組的機械效率為60%時，拉力Fb的功率是結果畫出了該滑輪組機械

5、效率與物體受到摩擦力大小變化的關系圖像，如圖乙所示。若不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，當物體向右運動0.3m,繩子自由端移動m;當滑Wo【答案】0.950【解析】【分析】【詳解】1有丙圖可知，繩子股數(shù)n3,物體向右運動0.3m,則繩子自由端移動的距離s繩ns物30.3m=0.9m2由丁圖，當物體受到的摩擦力是100N時，滑輪組機械效率為50%,不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，則100N=50%（100N+G動）WT用修fWfsG.（fG動）則G動100Nf1S物1G動j1f1（f1G動）當滑輪組的機械效率為60%時，不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，物體受到摩擦力的大小f11=60%（f1+100N）f11

6、50N不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，由圖知繩子股數(shù)n3,拉力Fb為1.-1250Fb-（f1G動）-150N+100N=N333物體運動速度0.2m/s不變，則繩端移動速度v繩nv物30.2m/s=0.6m/s則拉力Fb的功率，由FsFvPFbv繩250N0.6m/s=50W5.如圖所示，在40N的水平拉力F作用下，將重700N的物體沿水平地面做勻速直線運動，物體與地面間滑動摩擦力為100N。則滑輪組的機械效率為;若物體的運動速度為0.2m/s,則拉力F的功率為Wo【答案】83.3%24【解析】s與重物水平移動的距【詳解】1從圖中可以看到，有三根繩子托著動滑輪，那么繩端移動的距離士1一一一，離s

7、的關系是s-s,由于物體沿水平地面做勻速直線運動，水平方向受力平衡，可知動3滑輪對重物的拉力是Ff滑100N則滑輪組的機械效率為1100NswFs3100%100%3-100%83.3%WFs40Ns心、2若物體的運動速度為0.2m/s,那么繩端移動的速度v繩3V物30.2m/s0.6m/s可知拉力F的功率為PFv繩40N0.6m/s24W6.用如圖甲所示的裝置將實心物體A從深井中吊出來，拉力的功率隨時間的變化如圖乙所示，已知動滑輪的重力為60N,物體勻速上升的速度始終為1m/s（不計繩重、摩擦及阻力，p水=1X10kg/m3,g=10N/kg）,則物體浸沒在水中時受到的浮力為N;物體浸沒在水

8、中時滑輪組的機械效率為。120乙【解析】【分析】由圖甲可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=2,則繩子自由端移動的速度等于物體升高速度的2倍；由圖乙可知圓柱體A離開水面后拉力F的功率，利用PFV求繩子自由端的拉力，1而不計繩重、摩擦及阻力，拉力F（GaG輪），據(jù)此求A的重力；由圖乙可知圓柱體2A在水中拉力F的功率，由PFV得繩子自由端的拉力，不計繩重、摩擦及阻力，拉力1F1（GaF浮G輪），據(jù)此求浮力大小；不計繩重、摩擦及阻力，利用2W有GaF浮一一A求物體浸沒水中時的機械效率。W、GaG輪F浮1由圖甲可知，n=2,則拉力F拉繩的速度v2VA21m/s2m/s由圖乙可知，圓柱體A離開水面后拉力F的功率4

9、20W,由PFV得，繩子自由端的拉力420W2m/s210N不計繩重、摩擦及阻力，拉力FGa2F1一（GaG輪），A的重力2G輪2210N60N360N由圖乙可知，圓柱體A在水中拉力F的功率300W,由PFv得，繩子自由端的拉力P300Wv2m/s150N不計繩重、摩擦及阻力，拉力1F（GaF浮G輪），物體浸沒在水中時受到的浮力2F浮GaG輪2F360N60N2150N120N2物體浸沒在水中的機械效率W有W單心、100%GaF浮hGa%G輪h100%360N120N360N120N60N100%80%7.如圖所示，物體重時該滑輪的機械效率為G=200N,滑輪重G=100N,若用力F豎直向上勻

10、速拉動滑輪，則此（不計繩重和滑輪轉軸處的摩擦）?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻坎挥嬂K重和滑輪轉軸處的摩擦，豎直向上勻速拉動滑輪，由力的平衡條件可得拉力F=2G+G=2X200N-100N=500N由圖知，動力作用在動滑輪的軸上，此時動滑輪費力、但省一半的距離，即s2h所以物體上升的高度h=2s該滑輪的機械效率W1100%Gh100%2G100%2200N100%=80%Fs500N8.如圖，A物體重力為100N,B物體重力為30N,此時A物體恰好向右做勻速直線運動，A物體受到的滑動摩擦力為其重力的0.2倍，下列說法正確的是（不計繩重和摩擦）A.A物體受到的繩子的拉力為15NB.若將B物體的重力增加一

11、倍，則A物體受到的摩擦力為35NC.動滑輪拉B物體的效率為75%D.若將A以0.1m/s的速度水平向左勻速拉動，拉力的功率為2W【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.A物體恰好向右做勻速直線運動，摩擦力等于拉力，由題知，摩擦力f=0.2G=0.2100N=20N故A物體受到的繩子的拉力為20N,故A錯誤；8 .若把B的重增加一倍，但A與地面的粗糙程度不變，壓力也不變，因此A受到的摩擦力也不會改變，故B錯誤；C.由圖可知，n=2,A物體對繩子的拉力等于A物體受到的繩子的拉力，則動滑輪的重力G動=2F-GB=2f-Gb=220N-30N=10N不計繩重和摩擦，則動滑輪拉B物體的效率WWGBhGb3

12、0N=75%=W息Wt用WGhGJhgbg動30N10N故C正確；D.若將A以0.1m/s的速度水平向左勻速拉動，摩擦力水平向右，大小不變，A物體受到的繩子的拉力不變，則拉力為原來的2倍，即40N,拉力的功率WFs,P=-p=F40N0.1m/s=4W故D錯誤。故選C9 .如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N.物體與地面之間的摩擦力大小為45N,若物體在1s內(nèi)運動了2m,A處的繩子拉力為N,滑輪組的機械效率為.（滑輪組摩擦力及繩重不計）【答案】4550%【解析】【分析】【詳解】1如圖，物體與地面之間的摩擦力大小為f=45N,物體A向左做勻速直線運動

13、，A處的繩子拉力與物體與地面之間的摩擦力平衡，故繩子拉力為45N;2如圖，繩子股數(shù)n=3,物體移動的距離s=2m,滑輪組對物體做的有用功為：W有fs45N2m=90J,拉力做的功即總功為：W總F3s30N32m=180J,滑輪組的機械效率為；W90J-100%100%50%W180J1m,用時1s。運動時，物體與地面之10 .如圖，拉力F將重120N的物體沿水平方向移動間的摩擦力為30N,此時滑輪組的機械效率為80%。下列說法正確的是（A,拉力F=10NC.動滑輪重7.5N【答案】DB.克服動滑輪重力做額外功7.5JD.拉力的功率是37.5W【解析】【分析】【詳解】A.由圖知，滑輪組由3段繩子

14、拉著動滑輪，即n=3,該滑輪組的機械效率W有用fswfW總FnswnF則繩子自由端的拉力30N380%12.5N故A錯誤；B.滑輪組對物體做的有用功W有用fs30N1m30J滑輪組做的總功W總F3s12.5N31m=37.5J額外功為W額W總W有用37.5J30J7.5J由于繩有重力，繩與滑輪之間有摩擦力,故此額外功包括對動滑輪做的功和克服繩重及繩與滑輪之間的摩擦做功的總和，故克服動滑輪重力做的額外功應小于7.5J,故B錯誤;C.由B知對動滑輪重力做的額外功小于知，動滑輪重小于7.5N,故C錯誤；7.5J,動滑輪上升的高度為1m,根據(jù)WGhD.拉力做的總功為37.5J,用時1s,由PW口，丁得

15、拉力的功率為37.5J37.5W1s故D正確。故選D。11 .為運送物體搭制的斜面如圖所示，斜面長為s,高為h,用沿斜面向上的力F把一個重為G的物體由斜面底端以速度v勻速拉到頂端。下列說法中正確的是（）A.整個過程中拉力F所做的有用功W有GhB.整個過程中拉力F所做的總功W總GhFsGhC.若斜面的機械效率為ri,則拉力FsGh1-D.若斜面的機械效率為u則物體與斜面間的摩擦力fs【答案】ACD【解析】【分析】【詳解】W有Gh,aW額fs；根A.使用斜面的目的是提升重物，因此克服物體重力所做的功是有用功，即正確；B.使用斜面時，所做的額外功就是克服物體與斜面間的摩擦力做的功，即據(jù)總功、額外功和

16、有用功的關系可得，總功W總W有W額GhfsB錯誤；C.斜面所做的總功是W總變換可得C正確；D.由上述可知即Fs,若斜面的機械效率是Y,那么WGh100%100%WFsFGh100%sW總GhfsGhGhfsGhs100%變換可得物體與斜面間的摩擦力是Gh1-fsD正確。故選ACD。10s內(nèi)勻速上升12 .如圖所示，工人師傅用500N的拉力向下拉繩，使重為900N的物體在了3m,此過程中忽略繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A.人通過滑輪組做的有用功為1500JB.拉力F的功率為150WC.動滑輪重為200ND.滑輪組的機械效率為90%【答案】D【解析】【詳解】A.人通過滑輪組做的有用功是W有用

17、A錯誤；B.物體在10s內(nèi)勻速上升了3m,距離是移動的速度是Gh900N3m2700J托著動滑輪的繩子有兩條，那么人手拉的繩子那端移動23m6m6m,0.6m/s10s可知拉力F的功率為PFFv500N0.6m/s300WB錯誤；C.由題意可知，忽略繩重和摩擦，托著動滑輪的繩子有兩條，那么G動G物2F解得G動2F-G物2500N-900N100N即動滑輪重為100N,C錯誤；D.滑輪組的總功是W總Fs500N6m3000J由上述可知，滑輪組的機械效率為卷100%700J100%90%W息3000JD正確。故選D。13.如圖所示，一工人利用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)將質量為40kg的物體勻速提升

18、3m,此過程中工人對地面的壓強為6000Pa。已知工人與地面的接觸面積為500cm2,工人的質量和動滑輪質量之和為80kg,不計繩重和摩擦。則下列說法錯誤的是（）A.工人用提升400N重物的過程中，動滑輪做的有用功為1200JB.工人用提升400N重物的過程中，繩子自由端移動的速度為0.6m/sC.用該滑輪組提升重為600N的物體，機械效率為80%D.工人的質量為60kg【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.動滑輪做的有用功W動有二G物h=m物gh=40kg10N/kg3m=1200J故A正確，不符合題意；繩子自由端移動距離s=6m,繩子自由端移6m10sB.由圖知，繩子段數(shù)n=2,物體勻速提

19、升動的速度為0.6m/ssvt故B正確，不符合題意；CD.工人對地面的壓強為6000Pa,工人與地面的接觸面積為500cm2=0.05m2,所以工人對地面的壓力FpS6000Pa0.05m2=300N設動滑輪質量為m動，則人的質量m人=80kg-m動因為n=2,所以L-L-1-1FG人-5拉=6人-G物+G動二斤1人g-m物g+m動g22代入數(shù)據(jù)，得出m動=20kg,m人=60kg,故D正確，不符合題意。用該滑輪組提升重為600N的物體，機械效率為W有G物hG物600N-=100%=100%=100%=75%W總G物+G動hG物+G動600N+200N故C錯誤，符合題意。故選C14.農(nóng)村建房時

20、，常利用如圖所示的簡易滑輪提升建材。在一次提升建材的過程中，建筑工人用400N的拉力，將重600N的建材在10s內(nèi)勻速提高3m。不計繩重及摩擦，則下列A.該滑輪的機械效率中75%B.滑輪所做的有用功為1200JC.滑輪自身白重力為100ND.繩子自由端移動的距離大小為3m【答案】A【解析】【詳解】AB.滑輪所做的有用功為：W有用=Gh=600NX3m=1800J,因為是動滑輪，所以拉力移動的距離是物體提高距離的2倍，即6m,則拉力做的總功為：W總=140036m=2400J,所以動滑輪的機械效率為：M00%=1800J2400J100%=75%,故A正確，B錯誤；C.不計繩重及摩擦，則拉力為：

21、1,、F（GG動），2那么動滑輪的重為:G動=2F-G=2X400N-600N=200N故C錯誤；D.由圖知，使用的是動滑輪，承擔物重的繩子股數(shù)n=2,繩子自由端移動的距離為:s=nh=2x3m=6m故D錯誤；故選Ao15.某工人使用如圖甲所示的滑輪組勻速提升浸沒在水中的實心物體A,拉力的功率隨時間變化的圖象如圖乙，已知動滑輪的重力是60N,物體上升的速度始終是1m/s,不計繩33重、摩擦及阻力，水110kg/m,g=10N/kg,下列說法中正確的是（）物體的重力是420N;物體浸沒在水中時受到的浮力100N;物體的密度是3XiGkg/m3；物體浸沒在水中時滑輪組的機械效率80%。A.B.C.

22、D.【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖乙知，當物體A離開水面后，滑輪組繩子端的功率P=420W,而繩子端的速度vi=2v=2x1m/s=2m/s據(jù)P=Fv得，此時繩子端的拉力P420Wv12m/s210N，一一，1一不計繩重及摩擦，由F（G物+G動）得，物體A的重力nG物=2FG動=2210N物體A浸沒在水中時，滑輪組繩子端的拉力lR300WFi-v12m/s那么物體A對動滑輪的拉力60N360N150NF拉=2F1G動=2150N60N240N此時物體受到豎直向下的重力和豎直向上的拉力、浮力的作用，而勻速向上運動，那么物體A所受的浮力F浮=6物-F拉=360N-240N=120N物體A浸

23、沒時，據(jù)阿基米德原理得120N1.0103kg/m310N/kg1.2102m3物體A的質量G物360Nm36kgg10N/kg物體A的密度m36kg3322-3310kg/mV物1.210m物體A浸沒在水中時，滑輪組所做的有用功和總功分別為亞有二5拉h(huán),W總=513=口？2卜機械效率W息F12h240N150N80%2故ABC錯誤，D正確。故選D。16.如圖所示，用甲、乙滑輪組在相同時間分別將A、B物體勻速提升相同高度，已知物體受到白重力GAGB，滑輪組的機械效率甲Gb,所以甲滑輪組的有用功比乙的多，即W有甲W有乙叫用f口而甲（乙，由可知W總W總甲W總乙又因為時間相同所以P總甲P總乙忽略繩子

24、和摩擦，滑輪組機械效率為Wr用G物h_G物W總G物h+G動hG物+G動則1G動+G物一G動=-1十G物G物又因為甲乙，則G動甲G動乙GT-GT又因為GaGb所以G動甲G動乙A.甲滑輪組的動滑輪比乙的重，故A項符正確；B.甲滑輪組的總功率比乙的大，故B項錯誤；C.甲滑輪組的有用功比乙的多，故C項錯誤；D.甲滑輪組繩端運動長，故D項錯誤。故選Ao17.如圖所示，小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的均質物體，物體上升的速度保持1m/s不變，已知物體重1.2103N,密度為1.6103kg/m3。測得物體在出水面前、后牽引車作用在繩子上的拉力之比為l：2,若不計摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg

25、,下列結果錯誤的是（）,r二二一:1七.-J=二LA.物體出水前牽引車拉力的功率為500WB.物體浸沒在水中受到的浮力為750NC.物體在出水面前，牽引車的拉力為250ND.物體在出水面前，滑輪組的效率是60%【答案】A【解析】【分析】【詳解】物體的質量為物體的體積1.2103N10Nkg120kg_30.075mm120kg/=1.6103kgm3物體浸沒水中時，排開液體體積等于物體體積，所受的浮力為750NF浮gV排1.0103kg.m310N.kg0.075m3在出水面前、后牽引車作用于繩子上的拉力之比為1：2,即F牽JF牽一21-G物G動F浮3GG物G動3可得G動=2F浮G物=2750

26、N1200N=300N物體在出水面的拉力為11F牽=-G物G動=-1200N300N750N250N33物體上升的速度保持1m/s不變，則牽引車的速度為3m/s,故物體出水前牽引車拉力的功率為PFv=250N3m.s=750W物體出水前滑輪組的效率是W有用100%=nF牽100%1200N750N3250N100%60%A.物體出水前牽引車拉力的功率為750W,A錯誤，故A項符合題意；B.物體浸沒在水中受到的浮力為750N,B正確，故B項不符合題意；C.物體在出水面前，牽引車的拉力為250N,C正確，故C項不符合題意;D.物體在出水面前，滑輪組的效率是60%,D正確，故D項不符合題意。故選A。

27、18.用圖所示的裝置將重為為800N的正方體石料A從水中提升出來。在卷揚機對繩子的拉力作用下，使A經(jīng)歷了三個過程：過程I為A浸沒在水中豎直勻速上升的過程，過程n為A上表面剛露出水面到下表面剛離開水面豎直勻速上升的過程，過程出為A在空中豎直勻速上升的過程。過程I中卷揚機對繩子的拉力大小為F=500No若不計繩重和輪與軸間的摩擦，不計水中提升時水對A的阻力，不計A被提出水面所帶水的質量，下列判斷中正確的是（）A.若過程I和過程n中提升A的高度相同，則兩過程中動滑輪所做的有用功相同B.過程I和過程II中卷揚機對繩子的拉力大小相同C.過程出中提升A的機械效率刀一定小于80%D.此裝置中動滑輪的重力大于200N【答案】CD【解析】【分析】【詳解】A.過程I、n中動滑輪提供的拉力等于A的重力減A受到的