高中试卷答案网2023年中考二轮专项复习-----机械效率计算题专练
1．质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子．求：
（1）5m深处水产生的压强；
（2）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2×103N，滑轮组的机械效率是75%，请用两种方法计算箱子完全浸没在水中时受到的浮力．（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
2．用如图所示的滑轮组，将重90N的货物匀速提升1m的过程中用时2s，所用拉力F＝50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦；
（1）求上述过程中的有用功W有用；
（2）求上述过程中的拉力的功率；
（3）求滑轮组的机械效率η。
3．如图所示的滑轮组在拉力 的作用下，将质量 . 的物体匀速提升 ，所用时间 ，已知动滑轮重 ，钙滑轮组的机械效率是 ，求此过程中（ ）．
（1）对物体所做的有用功．
（2）拉力所做的总功．
（3）拉力的大小．
（4）拉力做功的功率．
4．如图所示，重为3.2×104 N 的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104 W 的功率沿与水平地面成
30°角的斜坡匀速向上爬行。已知车轮与地面接触的总面积为 0.5m2，斜坡的机械效率为 80%。求卡车：
（1）卡车的质量；
（2）对水平路面的压强；
（3）爬坡时的牵引力；
（4）爬坡时的速度。
5．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的示意图，在15s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为500N，建筑材料的重力G为800N。不计绳重及摩擦，请你计算：
（1）滑轮组做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率。（结果精确到0.1%）
6．装车时，工人用斜面将质量为50kg的物体由地面匀速推到斜面顶端（如图所示），所用时间为10s，斜面长为2m，高为1m，工人所用推力大小为300N，g取10N/kg。求：
（1）物体所受重力；
（2）推力做功的功率；
（3）该斜面的机械效率；（精确到0.1%）
（4）物体在斜面上受到的摩擦力的大小。
7．如图所示，体重为600N，双脚与地面接触面积为0.05m2的工人，用500N的力将重为800N的物体匀速提高了0.5m，求：（不计绳重及摩擦）
（1）在匀速提升物体的过程中，所做的有用功是多少焦耳；
（2）未提升物体，工人站立时对地面的压强为多大；
（3）该滑轮组的机械效率是多少？
8．图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
9．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到2m高处，所用拉力为120N，时间为20s。求：
（1）工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）工人做的额外功；
（4）此过程中该装置的机械效率；
（5）工人做功的功率。
10．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为75kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求（g=10N/kg）
（1）物体M的重力；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
（3）动滑轮的重力；
（4）滑轮组提升重物的机械效率。
11．质量为60kg的李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。他用300N的拉力在20s内将500N的材料提升了100m，不计绳重及摩擦，g＝10N/kg，求：
（1）动滑轮的重力；
（2）他施加拉力的功率；
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）。
12．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 。
13．工人师傅利用图示装置将一个重为500N的物体A匀速上升2m。已知作用在绳自由端的拉力F为200N，物体的底面积为0.5m2。若不计物体滑动时受到的摩擦力及绳重求：
（1）只将物体A放在地面上时对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率。
14．如图所示，一物质量1.5×103 kg 的货车通过如图滑轮组将一重物匀速提起，此时车受到的摩擦阻力的大小是车重的 0.02 倍。求：
（1）货车受到的阻力是多大？
（2）已知货物重1000N，不计绳重和滑轮间摩擦。此时滑轮组的机械效率是 80%。车对滑轮组的拉力是多大？
（3）已知重物上升的速度为0.5m/s时，货车提起重物时的功率是多大？
15．在拓展课上，小武同学用如图所示的滑轮组，模拟某建筑工地上拉动工件的情景。他用20N的拉力拉着重为100
N的物体，使它在4 s内沿着水平地面匀速直线运动了2 m，若物体运动时受到地面的摩擦力为30N，不计绳重及机械间的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功；
（2）人的拉力做功的功率；
（3）动滑轮的重力。
答案
1.解：（1）5m深处水产生的压强p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×5m=50000Pa．
答：5m深处水产生的压强为50000Pa．
（2）箱子所受的浮力F浮=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N．
机械效率η=，所以对箱子向上的拉力F拉=3Fη=3×2×103N×75%=4500N，
所以F浮=G﹣F1=mg﹣F1=550kg×10N/kg﹣4500N=1000N．
答：箱子完全浸没在水中时受到的浮力1000N．
2.（1）根据物体的重力计算有用功为；
（2）利用拉力计算总功为，功率为；
（3）滑轮组的机械效率为。
3.（1）解：对物体所做的有用功：
答：对物体所做的有用功为2J
（2）解：由 可得拉力做的总功：
答：拉力所做的总功为2.5J
（3）解：由图知，n=2，则拉力端移动距离： ，由 得拉力：
答：拉力的大小为12.5N
（4）解：拉力做功功率：
答：拉力做功的功率为1.25W
4.（1）解：卡车的质量
答：卡车的质量为3.2×103 kg
（2）解：卡车对水平路面的压强
答：卡车对水平路面的压强是6.4×104 pa
（3）解：倾角为30°，斜面长度s=2h，因为 ，所以W有=W总×η=FSη
又W有=Gh，所以
FSη=Gh
故
答：卡车爬坡时的牵引力2×104 N；
（4）解：由
得，卡车爬坡时的速度
答：卡车爬坡时的速度4.8 m/s。
5.（1）解：滑轮组提升建筑材料所做的有用功
答：滑轮组做的有用功800J
（2）解：由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离
故总功为
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为53.3%。
6.（1）解：物体所受的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N
答：物体所受重力为500N；
（2）解：推力所做的功W总=Fs=300N×2m=600J
推力做功的功率
答：推力做功的功率为30W；
（3）解：推动物体所做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J
该斜面的机械效率
答：该斜面的机械效率为83.3%；
（4）解：将物体推上斜面所做的额外功W额=W总-W有=600J-500J=100J
那么物体在斜面上所受的摩擦力
答：物体在斜面上受到的摩擦力的大小为50N。
7.（1）解：所做的有用功：
W有用=Gh=800N×0.5m=400J
答：在匀速提升物体的过程中，所做的有用功是400J
（2）解：未提升物体时，工人对地面的压力：
F压=G人=600N，
工人对地面的压强：
p= = =1.2×104Pa
答：未提升物体，工人站立时对地面的压强为1.2×104Pa
（3）解：由图知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×0.5m=1m，
拉力F做的总功：
W总=Fs=500N×1m=500J；
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%=80%
答：该滑轮组的机械效率是80%
8.（1）解：提升货物过程中起重车的总重为
提升重物时，受力面积为
提升货物过程中起重车对水平地面的压强
答：提升货物过程中起重车对水平地面的压强为
（2）解：物体的速度为
绳子的速度为
拉力F的功率
答：拉力F的功率为
（3）解：提升货物过程中滑轮组的机械效率
答：提升货物过程中滑轮组的机械效率
9.（1）解：工人做的有用功
答：工人做的有用功为400J；
（2）解：由题意可知，承受被拉物体重力的绳子的根数为2，即
绳子自由端移动的距离为
工人做的总功
答：工人做的总功为480J；
（3）解：工人做的额外功
答：工人做的额外功为80J；
（4）解：此过程中该装置的机械效率
答：此过程中该装置的机械效率为83.3%；
（5）解：工人做功的功率
答：工人做功的功率为24W。
10.（1）解：物体M的重力
答：物体M的重力是750N
（2）解：物体M未露出水面时受到的浮力
动滑轮下端挂钩上的绳子拉力
答：动滑轮下端挂钩上的绳子拉力是720N
（3）解：滑轮组的动滑轮绕2段绳，由乙图可知，当t=20s时，拉力F做的功W=8000J，因为
所以
拉力F的大小
动滑轮的重力
答：动滑轮的重力是80N
（4）解：滑轮组提升重物的机械效率
答：滑轮组提升重物的机械效率是90%。
11.（1）解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，不计绳重及摩擦，动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝3×300N﹣500N＝400N
答：动滑轮的重力为400N
（2）解：绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×100m＝300m
李师傅施加拉力做的功W＝Fs＝300N×300m＝90000J
则他施加拉力的功率P= =4500W
答：他施加拉力的功率为4500W
（3）解：李师傅的重力G人＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
人能提供的最大拉力等于自身重力，即F′＝G人＝600N
当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高，此时的最大物重G′＝nF′﹣G动＝3×600N﹣400N＝1400N
则滑轮组的最大机械效率η= ≈77.8%
答：他利用此滑轮组工作时的最大机械效率77.8%。
12.1）有用功为W有=Gh=100N×3m=300J
答：有用功为 300J；
（2）解：拉力所做的功为W总=Fs=50N×8m=400J
拉力的功率为
答：拉力的功率为 40W；
（3）解：额外功为W额=W总 W有=400J 300J=100J
由W额=fs得：
物体受到的摩擦力
答：物体受到的摩擦力 12.5N；
（4）解：斜面的机械效率为
答：斜面的机械效率为 75%．
13.（1）解：只将物体A放在地面上时，对地面的压力F=G=500N
对地面的压强p= = =1×103Pa
对地面的压强为1×103Pa。
答：只将物体A放在地面上时对地面的压强为1×103Pa
（2）解：由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m
拉力做的总功W=F′s=200N×6m=1200J
拉力做的有用功W有=G物h=500N×2m=1000J
滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%≈83.3%
滑轮组的机械效率为83.3%。
答：滑轮组的机械效率为83.3%。
14.（1）解：货车受到的阻力是
答：货车受到的阻力是300N；
（2）滑轮组的机械效率是
解得F=625N。
答：滑轮组的拉力是625N；
（3）绳自由端速度为v=2×0.5m/s=1m/s
货车牵引力为F1=F+f=625N+300N=925N
货车提起重物时的功率是
答：货车提起重物时的功率是925W。
15.（1）解：由图可知，与动滑轮相连的绳子段数n=2，绳自由端移动距离 s绳=2s物=2×2m=4m
人的拉力所做的功W=Fs绳=20N×4m=80J
答：人的拉力所做的功80J；
（2）解：人的拉力做功的功率
答：人的拉力做功的功率20W；
（3）解：因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉=f=30N
不计绳重及机械间的摩擦，动滑轮的重力G动=nF-F拉=2×20N-30N=10N
答：动滑轮的重力10N。
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