2024年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算（含答案）

2024年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算
一、计算题
1．如图所示，用滑轮组拉动重为200N的物体在水平桌面上匀速直线运动。已知F=20N，滑轮组的机械效率为80%，5s内物体向左移动了2m，求：
（1）物体与桌面的之间的摩擦力的大小；
（2）拉力F的功率。
2．如图所示，用平行于斜面的拉力F＝100N将重为G的物体匀速拉上斜边长s＝5m，高h＝1m的斜面顶端，此时斜面的机械效率为80%，请计算：
（1）物体重力G；
（2）斜面对物体的摩擦力F。

3．如图所示，某施工队利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底，已知物体质量为8t，体积为2m3。
（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；
（2）物体下表面与水面距离为6m时，求物体下表面所受水的压强；
（3）若不计动滑轮重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW，对绳子的拉力为3×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率。
4．一名青年站在地上利用滑轮组将360N货物提高4m，如图所示，
（1）画出滑轮组的绕线方式并在绳的末端标出力的方向；
（2）有用功是多少？
（3）如果额外功是960J，总功是多少？
（4）机械效率是多少？
5．如下图甲所示，用电动机和滑轮组把密度为2×103kg/m3，体积为1.5m3的矿石，从水底匀速竖直打捞起来，求：
（1）矿石浸没在水中受到的浮力；
（2）矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2kW，矿石上升过程中的图像如图乙所示，求滑轮组的机械效率；
（3）矿石打捞出来后放在水平地面上，若与地面的接触面积为200cm2，则矿石对地面的压强为多少？

6．工人使用如图所示的滑轮组，在50s内将重1600N的物体A匀速提升1m，拉力F为500N。在此过程中，不计绳重和轮与轴间的摩擦。求：
（1）拉力F的功率；
（2）此滑轮组的机械效率。
7．用如图所示的滑轮组将重G=1200N的物体在2s内匀速吊起2m，作用在绳子自由端的拉力F=500N，如果不计绳子的重和摩擦阻力，求：
（1）该滑轮组的动滑轮重为多少N？
（2）拉力F做功的功率多大？
（3）该滑轮组此时的机械效率多大？
8．用如图所示的滑轮组将货物向上匀速提升3m，已知动滑轮重30N、货物重360N，货物上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是120W（不计绳重），求：
（1）做的有用功为多少？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）克服摩擦所做的功为多少？

9．工人用如图所示的滑轮组提升物体，卷扬机拉动绳子的功率保持不变，当将重GA=900N的物体A以vA=0.2m/s匀速提升时，卷扬机对绳子的拉力大小为F1=500N，不计绳重及摩擦。
（1）求动滑轮受到的重力G；
（2）当用该装置提升另一物体B，使绳端以v=0.8m/s匀速上升时，求滑轮组的机械效率η。
10．如图所示，斜面长s=1.5m，高h=0.3m．建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=150N，忽略绳子重力。求：
（1）该过程拉力F做的功；
（2）该装置的机械效率；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
11．某工人利用如图所示的滑轮组,在F=80N的拉力作用下，把重180N的物体10s内匀速提高1m，不计绳重和摩擦，求：
（1）拉力的功率是多大？
（2）此滑轮组的机械效率是多大？
（3）若用此滑轮组匀速吊起另一个物体时滑轮组的机械效率是80%，则该物体重力为多少？
12．用一个动滑轮将一重为200N的物体竖直向上提起3m，拉力为150N．求
（1）有用功是多少J？
（2）这个动滑轮的机械效率是多少？(百分号前保留一位小数)
13．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m．求：
(1)在0～10s内汽车的平均速度．
(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=5000N，那么在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳．
(3)若发动机的转化效率为70%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功．(已知汽油的热值大约为5×107J/kg，保留两位有效数字)
14．一物块重2.4N，在拉力F的作用下从底部沿斜面匀速运动到如图1所示的位置，用时6s。此过程F做的功W和时间t的关系图像如图2所示，物块运动的速度和时间的关系图像如图3所示。求此过程中：
（1）6s内F所做的功、功率是多少？
（2）F的大小是多少？
（3）斜面的机械效率是多少？
15．如图所示，搬运工人用200N的拉力（方向不变）将木箱匀速提升4m，用了20s，木箱重360N，动滑轮重20N。求此过程中：
（1）有用功及总功；
（2）额外功及该装置的机械效率；
（3）克服木箱重力做功的功率及拉力的功率。
16．体重为600N的小亮，用如图所示的滑轮组将一个重为400N的木箱从水平地面匀速提高2m，所用的拉力为250N，不计绳重和摩擦。求这个过程中：
(1)小亮做的有用功；
(2)动滑轮的重力；
(3)若绳子能承受的最大拉力为700N，求小亮按图中方式拉绳能提起的最大物体重量。
17．如图所示，水平地面上放着质量为42kg的物体A，用如图所示的滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率是84%。不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，g取10N/kg。求：
（1）动滑轮的重力；
（2）人拉绳做功的功率。

18．如图所示，在一次野外救援行动中，救援队通过滑轮组将掉落在深井中的物体拉至井口。已知井深10m，物体重G=5×103N，汽车重G车=1×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，若汽车运动的速度为3m/s。求：
(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？
(2)滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
(3)汽车牵引力做功时的功率为多少？
19．工人想把质量为50kg的木箱A拉到高h=4m，长L=12m的斜面上，如图所示．他站在斜面上，沿斜面向上用F=200N的拉力使木箱A以v=0.1m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端．求：
（1）这工人拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
20．一货箱重500 N，放在水平地面上，与地面间的接触面积为0.4 m2。某工人用绳子在25s内将该货箱匀速提升到10m高的平台上。
（1）在货箱被提升之前，求货箱对地面的压强；
（2）求工人对货箱做功的功率；
（3）若改用如图所示的装置提升该货箱，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%。求动滑轮重。
参考答案：
1．（1）48N；（2）24W
2．【小题1】400N 【小题2】20N
3．（1）2×104N；（2）6×104Pa；（3）2×104N；（4）0.1m/s，88.9%
4．（1） ；（2）1440J；（3）2400J；（4）60%
5．（1）1.5×104N；（2）75%；（3）1.5×106Pa
6．（1）40W；（2）80%
7．（1）300N．（2）1500W．（3）80%．
8．（1）1080J；（2）90%；（3）30J
9．（1）100N；（2）80%
10．（1）225J （2）66.7% （3）50N
11．（1）拉力的功率是24W；（2）此滑轮组的机械效率是75%；
（3）若用此滑轮组来提升另一个物体时机械效率为80%，则该物体重力为240N．
12．600J ；66.7%
13．(1)12m/s (2) 106J (3) 0.029kg
14．（1）3.6J，0.6W；（2）2N；（3）66.7%
15．（1）1440J，1600J；（2）160J，90%；（3）72W，80W
16．(1)800J；(2)100N；(3)1100N
17．（1）80N；（2）100W
18．(1)6×104J；(2)83.3%；(3)9×103W
19．（1）20W；（2）83.33%．
20．（1）1250Pa；（2）200W；（3）125N