11.5 机械效率计算专项训练2021-2022学年苏科版九年级上册物理（含答案）

11.5 机械效率计算专项
1．（1）某建筑工地有一质量为80kg的货物，静止在水平地面上，其与地面的接触面积为0.04m2，则货物对地面的压强是多大？（g取10N/kg）
（2）一体重为600N的装卸工人用如图所示的滑轮组将该货物匀速提升时，所用的拉力F为500N，求此滑轮组的机械效率？
（3）若绕滑轮组的绳子能承受的最大拉力是700N，不计摩擦与绳重，则这位工人最多能利用此滑轮组提起多重的货物？
2．一位工人利用如图所示的滑轮组提升建材他某次以v=0.7m/s的速度匀速提升箱重G=960N的建材，所用拉力的大小F=600N，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求：
（1）拉力的功率P；
（2）动滑轮的重力G′；
（3）滑轮组的机械效率false。
3．如图为一建筑塔吊滑轮组，某次塔吊将质量为150kg的建材提升了20米，该滑轮组机械效率为60%，求：
（1）塔吊对建材做的有用功是多少？
（2）塔吊电动机要将钢丝绳收卷多少米？
（3）拉力F做的总功是多少?
4．学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120false的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10false，求：
（1）滑轮组做的有用功；（________）
（2）拉力F的大小；（________）
（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。
5．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
6．如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。求：
（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。
7．如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。
（1）工人做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。
8．如图所示，已知斜面长10m，高6m，绳端拉力为100N。利用这个滑轮装置将重为200N的物体在10s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中：
（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）拉力的机械效率为多少？
9．如图所示，工人利用滑轮组提升重为540N物体，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，拉力的功率为90W。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）绳子自由端的拉力；
（3）滑轮组的机械效率。
10．工人沿斜面把一个箱子推上汽车，如图所示，已知箱子重400N，斜面长2.5m、高1m。已知推箱子在斜面上滑动时，受到的摩擦力大小为40N。求：
（1）工人所做的额外功是多少？
（2）工人所做有用功是多少？
（3）此时斜面的机械效率多大？
参考答案
1．（1）20000Pa；（2）80%；（3）1000N
【详解】
（1）货物对地面的压力为
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货物对地面的压强为
false
（2）滑轮组的机械效率为
false
（3）动滑轮的重力为
false
绳上的最大拉力等于人的重力等于600N，所能拉的货物的最大重力为
false
答：（1）货物对地面的压强为20000Pa。
（2）滑轮组的机械效率为80%。
（3）所能拉的货物的最大重力为1000N。
2．（1）840W；（2）240N；（3）80%
【详解】
解：（1）如图有二段绳子，物体速度0.7m/s，绳子速度
false
拉力的功率
false
（2）动滑轮的受力情况
false
可求得动滑轮的重力
false
（3）滑轮组的机械效率
false
答：（1）拉力的功率为false；
（2）动滑轮的重力为false；
（3）滑轮组的机械效率为80%。
3．（1）3×104J；（2）60m；（3）5×104J
【详解】
解：（1）建材重力为
G=mg=150kg×10N/kg=1500N
塔吊对建材做的有用功是
W有=Gh=1500N×20m=3×104J
（2）由图知有3股绳，所以塔吊电动机要将钢丝绳收卷长度
false
（3）拉力F做的总功是
false
答：（1）塔吊对建材做的有用功是3×104J；
（2）塔吊电动机要将钢丝绳收卷60m；
（3）拉力F做的总功是5×104J。
4．7200J 750N ①②
【详解】
解：（1）物体重力为
G=mg=120kg×10N/kg=1200N
滑轮组做的有用功
W有=Gh=1200N×6m=7200J
（2）总功为
false
有两股绳，物体上升6m，绳自由端移动
false
拉力为
false
（3）滑轮组做的额外功
W额=W总-W有=9000J-7200J=1800J
拉力F的功率
false
因为不知道绳与滑轮摩擦力是多少，所以无法计算动滑轮的重力，故选①②。
答：（1）滑轮组做的有用功7200J；
（2）拉力F的大小750N；
（3）可求出①②。
5．（1）60W；（2）100N；（3）80％
【详解】
解：（1）该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度
false
拉力做功的功率
false
（2）根据F=false，动滑轮重力为
G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
（3）若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力
false
绳端拉力
false
滑轮组的机械效率
false
答：（1）工人师傅拉力的功率为60W；
（2）动滑轮重力为100N；
（3）滑轮组的机械效率为80％。
6．（1）300J；（2）62.5%
【详解】
解：（1）甲工人做的功
W甲falseP甲tfalse300J
（2）货物与地面的摩擦力
ffalseF甲false150N
滑轮组对货物的拉力
F牵falseffalse150N
滑轮组的机械效率
false62.5false
答：（1）甲工人做的功为300J；
（2）该滑轮组的机械效率为62.5false。
7．（1）2400J；（2）75%；（3）200N
【详解】
（1）工人做的有用功
W有＝Gh＝2400×1m＝2400J
（2）所做总功为
W总＝Fs＝800N×4m＝3200J
斜面的机械效率为
false
（3）此过程的额外功为
W额＝W总﹣W有＝3200J﹣2400J＝800J
由W额＝fs知道，摩擦力为
false
答：（1）工人做的有用功为2400J；
（2）斜面的机械效率为75%；
（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为200N。
8．（1）1m/s；（2）200W；（3）60%
【详解】
解：（1）物体沿斜面向上运动的速度为
false
（2）由图可知绳子的段数n=2，则绳的自由端移动的距离为
s1=ns=2×10m=20m
拉力做的功为
W总=F1s=100N×20m=2000J
拉力的功率为
false
（3）有用功为
W有用=Gh=200N×6m=1200J
拉力的机械效率为
false
答：（1）物体沿斜面向上运动的速度为1m/s；
（2）拉力的功率是200W；
（3）拉力的机械效率为60%。
9．（1）0.3m/s；（2）300N；（3）60%
【详解】
解：（1）有3股绳，工人拉绳子的速度
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
（2）绳子自由端的拉力
false
（3）滑轮组的机械效率
false
答：（1）工人拉绳子的速度0.3m/s；
（2）绳子自由端的拉力300N；
（3）滑轮组的机械效率60%。
10．（1）100J；（2）400J；（3）80%
【详解】
解：（1）工人受到的摩擦力是40N，斜面长2.5m，工人克服摩擦力所做的功，即是工人所做的额外功，那么
false
工人所做的额外功是100J。
（2）箱子重400N，工人沿斜面把这个箱子推上汽车，箱子升高的高度是1m，工人所做的有用功
false
工人所做的有用功是400J。
（3）由（1）和（2）的解析可知有用功和额外功的大小，则推力对木箱做的总功
false
此时斜面的机械效率
false
此时斜面的机械效率是80%。
答：（1）工人所做的额外功是100J；
（2）工人所做有用功是400J；
（3）此时斜面的机械效率为80%。