人教版物理中考第二轮复习计算题之五——机械效率类 本计算专题分为以下五类： （一）机械效率类计算之竖直方向的机械效率相关计算篇 （二）机械效率类计算之倾斜方向的机械效率相关计算篇 （三）机械效率类计算之水平方向的机械效率相关计算篇 （四）机械效率类计算之杠杆相关计算篇 （五）机械效率类计算之机械效率与浮力相结合的相关计算篇 （一）机械效率类计算之竖直方向的机械效率相关计算 1．一个工人用如图所示的滑轮组提升 500N 的货物，所用拉力为 200N，物体在 1min 内被匀速提高 5m，不考虑绳重和摩擦，求： （1）工人拉力的总功率； （2）匀速提升 500N 的货物时，滑轮组的机械效率； （3）若用此滑轮组匀速提升 800N 的货物，工人需要用的拉力。 2．用如图所示滑轮组提升重为 360N 物体，已知物体在 10s 内匀速上升 2m，拉力 F 的功率是 90W，求： （1）提升物体做的有用功； （2）滑轮组的机械效率 η； （3）拉力 F 的大小。 3．工人用图甲滑轮组运送建材上楼，每次运送建材的重量不固定，滑轮组的机械效率 η 随建材重 力 G 变化图像如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g=10N/kg。 （1）若某次工人把重力为 500N 的建材竖直向上匀速提升了 10m，求工人做的有用功； （2）当把 400N 的建材以 1m/s 的速度匀速提升时，工人作用在绳子上的拉力的功率； （3）若此滑轮组的最大机械效率是 75%，求工人的体重。 4．如图所示，小明用 80N 的拉力将重 200N 的物体提升了 3m，若不计绳重和摩擦，求此过程中： （1）滑轮组做的有用功是多少？ （2）滑轮组的机械效率是多少？ （3）动滑轮重为多少 N？ 5．如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速竖直向上提升水泥构件，水泥构件所受到的重力 G=6000N，它上升 5m 所用的时间为 10s，起重机的效率为 80%，不计绳重和轮与轴的摩擦；求： （1）起重机做了多少有用功？ （2）起重机做了多少总功？ （3）起重机拉力 F 的功率是多少？ （4）动滑轮的重力 G 是多少？ 6．用图所示的装置提升重为 600N 的物体 A，动滑轮受到的重力为 200N。在卷扬机对绳子的拉力 F 作用下，物体 A 在 10s 内竖直匀速上升了 1m。在此过程中，不计绳重和轮与轴间的摩擦。求： （1）拉力 F； （2）卷扬机拉绳的功率 P； （3）滑轮组提升物体 A 的机械效率 η。 7．某工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙 所示，钢绳和滑轮的摩擦力及绳重忽略不计， g 取 10N/kg 。 （1）假如工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升了 9m ，作用在钢绳上的拉力为 200N ，求拉力的 功率多少？ （2）动滑轮的重力是多少？ （3）当滑轮组的机械效率为 70% 时，所运建材的重力是多大？ 8．佛山某楼盘工地，工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上 3m 高的工作面上，滑轮组的机械效率 η 随建材重量 G 变化的图象如图乙，当滑轮组的机械效率为 60%时，求：（g 取 10N/kg） （1）运送的建材重量 G 物； （2）工人将建材送上工作面所做的有用功 W 有和总功 W 总； （3）工人将建材送上工作面需拉动绳子的长度和拉力 F 的大小； （4）不计摩擦和绳重，则动滑轮和载物台的总重量 G 动。 9．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深 15m。物体重 G＝5×103N，汽车重 G 车＝4×104N，汽车匀速行驶时对绳子的拉力 F＝2×103N，汽车受到的阻力为 车重的 0.05 倍，若物体上升的速度为 0.4m/s，将物体由井底匀速拉至井口，请计算：（不考虑绳与 滑轮的摩擦和绳重） （1）滑轮组提升重物所做的有用功？ （2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数） （3）动滑轮的重力是多少？ （4）汽车的牵引力是多大？ （5）汽车的牵引力做功的功率是多少？ 10．小莉用如图所示的装置将重为 6N 的物体在 4s 的时间内匀速拉高 50cm，动滑轮总重为 2N，定 滑轮总重为 3N，不计绳重，装置的机械效率为 60%，求： （1）绳子拉力 F； （2）整个过程中，克服绳与轮之间的摩擦力做的功； （3）绳子拉力 F 做功的功率。 （二）机械效率类计算之倾斜方向的机械效率相关计算 11．在斜面上将一个重为 4.5N 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为 1.8N，斜面 长 1.2m、高 0.3m。把重物直接提升 h 所做的功为有用功。求这个斜面的机械效率是多少？额外功 是多少？ 12．在斜面上将一个重 4.8N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为 2N，斜面长 s=1.2m、高 h=0.3m。把重物直接提升 h 所做的功作为有用功，求 （１）有用功为多少？ （２）这个斜面的机械效率是多少？ 13．如图所示，斜面长 L=5m，高 h=2m，某工人师傅用绳子沿此斜面将重为 800N 的物体由斜面底 端匀速拉到顶端，绳重不计，物体克服摩擦力做了 400J 的功。试求： （1）工人做的有用功是多少？ （2）物体受到斜面的摩擦力 f 是多大？ （3）斜面的机械效率是多少？ 14．如图所示，斜面长 s 为 1.2 m、高 h 为 0.3 m，现将重为 16 N 的物体沿斜面向上从底端匀速拉到 顶端，若拉力 F 为 5 N，拉力的功率为 3 W，求：在此过程中做的有用功、总功和斜面的效率是多 少？物体由斜面底端运动到顶端用了多少秒？ 15．工人师傅要将质量 50kg 的木箱搬到 1m 高的车厢里，他将一块 5m 长的长板搁在地面与车厢之 间构成斜面，然后站在车上用 200N 拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里（如图所示），已知 g ＝10N/kg，请你综合应用所学知识解答下列问题： （1）工人所做的有用功是多少？ （2）工人所做的总功是多少？ （3）斜面的机械效率是多少？ 16．如图所示，工人沿斜面把一箱货物从底端匀速拉进车厢，箱货物沿斜面匀速运动时受到的摩擦 力为 100N，斜面的长为 5m，高为 1m，箱货物重为 1500N，忽略空气阻力。求 （1）工人做的有用功； （2）该斜面的机械效率。 17． 如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度为 1m，斜面长度为 3m，现用 1000N 的推力沿着斜面把重为 2700N 的重物匀速推到车上，求： （1）提升货物做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）整个过程中的额外功。 18．如图，为迎宾路高架桥的部分路段示意图，水平路面 AB=200m、斜坡 BC=120m、坡高 CD=6m。搭载乘客后总重为 G=1.2×105N 的公交车，轮胎与水平路面总接触面积为 0.4m2。当它以 恒定功率 P1 匀速通过 AB 段时，用时 t1=20s；以恒定功率 P2=5.4×105W 匀速通过 BC 段时，用时 t2=16s。公交车在 AB 段和 BC 段行驶时受到的阻力始终是车总重的 0.01 倍。请完成下列问题： （1）公交车通过 BC 段时的速度； （2）公交车通过 AB 段时，牵引力的功率 P1； （3）公交车通过 BC 段时，牵引力做功的大小。 19．斜面作为一种简单机械，在实际生活中应用很广泛，小方同学在实验时对斜面进行了研究，他 把重 12N 的物体沿长 1m、高 0.2m 的斜面从底部匀速拉上斜面顶端，沿斜面所用拉力为 3N（不计 空气阻力），求： （1）拉力 F 做的总功； （2）克服物体的重力做的有用功； （3）使用这个斜面做功的机械效率。 20．如图所示，在斜面上将一个重 4.5N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的力为 1.8N，斜面长 1.2m、高 0.3m。把重物直接提升 0.3m 所做的功作为有用功，求： （1）斜面的机械效率； （2）此过程所做的额外功； （3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。 21．已知斜面的长为 4m，高为 2m，小明同学沿斜面用大小为 300N 的拉力，将重为 400N 的木箱由 斜面底端匀速拉到顶端（绳重不计）。求： （1）小明对木箱做的有用功； （2）斜面的机械效率（结果保留到 0.1%）； （3）斜面对木箱施加的摩擦力。 22．如图，工人用 400N 的推力把 700N 的货物利用斜面从 A 点推到车上 B 点，再用 100N 的水平推 力使货物沿水平车厢底板匀速运动 5s 到达 C 点。已知 AB 长 4m，BC 长 4m，车厢底板距地面 1.5m。求： （1）工人推动货物在车厢底板 BC 上匀速运动时的功率； （2）工人把货物从 A 点推到 B 点的过程中做的额外功； （3）斜面的机械效率。 23．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送” 物品。现有质量 M=25kg 的木箱，长 L=5m，高 h=3m 的固定斜面，他用 F=100N 的力拉绳，使木箱 以 v=0.2m/s 的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功 W0=20J。已知动滑轮质量 m=1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小 和木箱到动滑轮间的绳长，g 取 10N/kg。求： （1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间； （2）小马同学拉力的功率； （3）整个装置的机械效率； （4）斜面对木箱的摩擦力大小。 （三）机械效率类计算之水平方向的机械效率相关计算 24．如图所示，质量为 30kg，底面积为 0.04m2 的正方体物体 A 放在水平地面上，利用轻质滑轮组 在 60N 的水平拉力 F 的作用下，物体 A 以 0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10s，水平 地面对物体 A 的摩擦力大小为 96N，g 取 10N/kg，求： （1）物体 A 对水平地面的压强； （2）拉力 F 的功率； （3）滑轮组的机械效率。 25．图甲为一种应用于矿山工地的某超大型压挖机，质量为 240t ，履带与地面的总接触面积约 20m2 ，某次作业后，挖掘机先在图乙所示的水平矿坑上行进一段距离，再沿高 h＝20m 、倾角为 30� 的斜坡，以 2 �106 N 的牵引力； 0.5m/s 的速度匀速爬行；最后到达地面；g=10N/kg；求； （1）挖掘机沿斜坡爬行时的功率； （2）挖掘机对水平矿坑的压强； （3）该过程中斜坡的机械效率。 26．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，将水平路面上质量是 1.5t 的故障车匀速拖离了现场。