03机械效率计算题-经典常考20题-江苏省2023-2024九年级物理上学期期末突击练习（苏科版）

这是一份03机械效率计算题-经典常考20题-江苏省2023-2024九年级物理上学期期末突击练习（苏科版），共19页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。

一、计算题
1．如图所示，搬运工人在10s内将重为450N的重物匀速提升2m，不计绳重和摩擦，所用拉力为250N。求：
（1）拉力F所做有用功的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）此过程中动滑轮的机械效率。
2．建筑材料放在地面上，工人们用如图所示的滑轮组，对绳子自由端施加的力F为1000N，在 20s内拉力F竖直向下匀速运动9m ，滑轮组的机械效率是80% 。试求：
（1）拉力所做的总功是多少？拉力的功率是多少？
（2）建筑材料的重力为多少？

3．用如图所示的滑轮组提升重物，使重1000N的物体以0.1m/s的速度匀速上升了10s。已知拉绳子的力F为400N，在提升重物的过程中：
（1）做的有用功是多少J？
（2）滑轮组的机械效率是多大？
（3）拉力F的功率是多少W？

4．如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起1.2×104N的重物升高2m时，拉力做的总功为3×104J。求：
（1）绳端所用拉力；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若动滑轮重400N，求克服摩擦和钢绳重所做的功。

5．如图所示，工人师傅通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求
（1）工人师傅拉绳子的速度；
（2）拉力的功率；
（3）该滑轮的机械效率。
6．今年，兴化市政府对多个老旧小区进行改造，推动城市品质提升，不断增强群众的幸福感。如图所示为施工现场使用的提升装置，工人用该装置将质量为80kg的建筑材料匀速提升了8m，用时10s。电动机的输出功率恒定为800W，不计绳重和摩擦，g=10N/kg。求：
（1）10s 内电动机输出的总功；
（2）此时滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮所受的重力。
7．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被提升了2m，物体所受重力G=720N，人对绳子水平向右的拉力F=300N。求：
(1)人做的有用功；
(2)人匀速拉动绳子的功率；
(3)人拉起货物时的机械效率。
8．工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W．（g取10N/kg）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重．
9．如图甲所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m，拉力做的功随时间变化的图像如图乙所示，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重G的0.25倍；求
（1）拉力F的功率；
（2）拉力F的大小；
（3）此滑轮组的机械效率。
10．如图，用定滑轮匀速提升质量为18kg的物体，所用的拉力为200N，物体升高2m，求此过程中的：
（1）有用功；
（2）总功；
（3）机械效率。

11．如图所示，用动滑轮提起重物时，如果在5s内将900N的重物匀速提起5m高，所用拉力为600N。求：
（1）动滑轮的机械效率；
（2）拉力做功的功率。
12．如图所示，斜面长s＝5m，高h＝3m，小明用沿斜面方向的推力F，历时10s将重100N的物体由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中物体受到斜面的摩擦力为20N。求：
（1）有用功；
（2）推力F的功率；
（3）斜面的机械效率。

13．如图所示，在竖直向下拉力F的作用下，使杠杆从水平位置将一物体缓慢匀速提升。如表是提升物体时采集到的信息：求：
（1）不计杠杆自重和摩擦，杠杆处于水平静止时，拉力F的大小。
（2）实际提升所用的拉力F为100N，拉力F做的总功。
（3）实际拉力F为100N时，杠杆的机械效率η。
14．如图所示，用沿斜面向上F=1.8N的拉力，将一个质量m=0.45kg的物体，从底端匀速拉到顶端，所用时间t=5s。已知斜面长度s=1m，斜面高度h=0.3m。g取10N/kg。求：
（1）该物体所受的摩擦力；
（2）拉力F的功率；
（3）此斜面的机械效率。
15．小钰用如图所示的装置，用5N的拉力F将重20N的物体，沿长5m高1m的斜面，从底端匀速拉到顶端，用时5s。求：
（1）拉力F移动的速度；
（2）拉力所做的功；
（3）该装置的机械效率。
16．如图是用滑轮组提升物体的示意图，物体受到的重力大小为200N，在匀速竖直提升物体A的过程中，物体上升的速度大小为0.3m/s，滑轮组的机械效率为80%，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，求：
（1）绳子自由端的速度大小；
（2）动滑轮所受的重力大小；
（3）拉力F做功的功率。
17．如图所示，斜面长5m，高3 m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计。
求：（1）小明做的有用功；
（2）物体受到斜面的摩擦力；
（3）斜面的机械效率。
18．在“测滑轮组机械效率”的课外综合实践活动中，小明同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A（如图甲所示），然后用大小为50N的拉力竖直向上匀速拉动绳自由端，使总重为90N的物体上升。当物体上升高度为10cm时，小明同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测出AB间的距离sAB＝20cm（如图乙所示），其中动滑轮重45N。则：（g＝10N/kg）
（1）提升重物做的有用功多大？
（2）该滑轮组的机械效率多大？
19．小明组装了如图所示的装置，已知物体A、B的质量分别为0.3kg、0.25kg，当挂上物体B一段时间后，物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升0.5m，B接触地面，不考虑空气阻力，g取10N/kg。在物体A上升0.5m的过程中，求：
（1）物体B做的有用功；
（2）该装置的机械效率；
（3）物体B做功的功率。
20．2022年4月，一头质量为180kg的海豚在昌江棋子湾受伤搁浅，被救援人员送至科研基地治疗。救援过程中，利用如图所示的滑轮组，在40s时间内，救援人员用500N的拉力拉动绳端，把轻质布兜内的海豚沿竖直方向匀速提升2m。g取10N/kg，问，此过程中：
（1）滑轮组对海豚做的有用功有多大？
（2）拉力做功的功率有多大？
（3）滑轮组的机械效率有多大？
物重G（N）
OA（m）
OB（m）
A端上升的
高度h/m
B端下降的竖
直距离s/m
40
0.8
0.4
0.4
0.2
参考答案：
1．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）拉力F所做有用功的大小为
（2）由图知，有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为
所以拉力F做的总功为
则拉力F做功的功率为
（3）所以此过程中动滑轮的机械效率为
答：（1）拉力F所做有用功的大小为；
（2）拉力F做功的功率为；
（3）此过程中动滑轮的机械效率为。
2．（1）；；（2）
【详解】解：（1）拉力所做的总功
拉力的功率是
（2）滑轮组绳子的有效股数，由知道
对建筑材料做的有用功
由可得，建筑材料的重力
答：（1）拉力所做的总功是9000J，拉力的功率是450W；
（2）建筑材料的重力为2400N。
3．（1）1000J；（2）83.3%；（3）120W
【详解】解：（1）物体上升的高度
h=v物t=0.1m/s×10s=1m
拉力做的有用功
W有=Gh=1000N×1m=1000J
（2）由图可知承担物重的绳子段数为n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
拉力做的总功
W总=Fs=400N×3m=1200J
滑轮组的机械效率
（3）拉力做功的功率
答：（1）做的有用功是1000J；
（2）滑轮组的机械效率是83.3%；
（3）拉力F的功率是120W。
4．（1）5000N；（2）80%；（3）5.2×103J
【详解】解：（1）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离
由可知，绳端所用拉力
（2）拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）克服动滑轮重力做的额外功
总的额外功
则克服摩擦和钢绳重所做的功
答：（1）绳端所用拉力为5000N；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）克服摩擦和钢绳重所做的功为5.2×103J。
5．（1）0.3；（2）60；（3）80%
【详解】解：（1）由图知道，n=3，物体上升的速度
绳自由端的移动速度
（2）拉力的功率
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）工人师傅拉绳子的速度0.3m/s；
（2）拉力的功率60W；
（3）该滑轮的机械效率80%。
6．（1）8000J；（2）80%；（3）200N
【详解】解：（1）10s内电动机输出的总功
（2）该装置做的的有用功
此时滑轮组的机械效率
（3）该装置做的的额外功
动滑轮所受的重力
答：（1）10s内电动机输出的总功为800J；
（2）此时滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮所受的重力为200N。
7．（1）1440J；（2）180W；（3）80%
【详解】（1）人做的有用功
（2）由图知，n=3，则拉力端移动的距离
s=3h=3×2m=6m
拉力做的总功
人匀速拉动绳子的功率
（3）滑轮组的机械效率
8．（1）900J；（2）75%；（3）720N．
【详解】(1)货物的重力：G=mg=45kg×10N/kg=450N；有用功：W有用=Gh=450N×2m=900J；
(2)拉力做的总功：W总=Pt=120W×10s=1200J；滑轮组的机械效率：；
(3)由图可知n=3，已知额外功占总功的20%，则此时的机械效率η′=1-20%=80%；此时的机械效率：，所以提升物体的重力：G=η′nF=80%×3×300N=720N．
9．（1）0.5W；（2）2.5N；（3）80%
【详解】解：（1）由图乙所示图像可知，在t=5s内拉力做的功W=2.5J，则拉力的功率
（2）物体的速度
由图示可知，滑轮组承重绳子的股数n=2，绳子自由端拉力移动的速度
根据
得，拉力为
（3）物体受到的摩擦力
物体匀速运动，5s内做的有用功
滑轮组的效率
答：（1）拉力F的功率为0.5W；
（2）拉力F的大小为2.5N；
（3）此滑轮组的机械效率为80%。
10．（1）360J；（2）400J；（3）90%
【详解】解：（1）物体的重力
G=mg=18kg×10N/kg=180N
有用功
W有=Gh=180N×2m=360J
（2）使用定滑轮拉力端移动距离
s=h=2m
总功
W总=Fs=200N×2m=400J
（3）定滑轮的机械效率
答：（1）有用功为360J；
（2）总功为400J；
（3）定滑轮的机械效率为90%。
11．（1）75%；（2）1200W
【详解】解：（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离为
s＝nh＝2×5m＝10m
拉力做的总功为
W总＝Fs＝600N×10m＝6000J
拉力做的有用功为
W有＝Gh＝900N×5m＝4500J
动滑轮的机械效率为
（2）根据题意可得，拉力做功的功率为
答：（1）动滑轮的机械效率为75%；
（2）拉力做功的功率为1200W。
12．（1）300J；（2）40W；（3）75%
【详解】解（1）有用功
W有用=Gh= 100N×3m= 300J
（2）额外功
W额= fs= 20N×5m= 100J
推力F做的功
W总=W有+W额=300J+100J=400J
推力F的功率
（3）斜面的机械效率
答：（1）有用功是300J；
（2）推力F的功率是40W；
（3）斜面的机械效率是75%。
13．（1）80N；（2）20J；（3）80%
【详解】解：（1）不计杠杆自重和摩擦，由杠杆平衡条件可得：
F×OB=G×OA
即
F×0.2m=40N×0.4m
解得F=80N。
（2）由表中数据可知：s=0.2m，h=0.4m，则拉力做的总功为
（3）根据题意可知，有用功为
W有用=Gh=40N×0.4m=16J
则杠杆的机械效率
答：（1）拉力F的大小为80N；
（2）若实际拉力F为100N，拉力做的总功为20J；
（3）杠杆的机械效率80%。
14．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）物体所受的重力为
此过程所做有用功为
拉力所做总功为
额外功为
物体所受的摩擦力
（2）拉力功率为
（3）此斜面的机械效率为
答：（1）该物体所受的摩擦力为；
（2）拉力F的功率为0.36W；
（3）此斜面的机械效率为75%。
15．（1）1m/s；（2）25J；（3）80%
【详解】解：（1）拉力F移动的速度
（2）拉力做的总功
（3）有用功
该装置的机械效率
答：（1）拉力F移动的速度为1m/s；
（2）拉力所做的功为25J；
（3）该装置的机械效率为80%。
16．（1）0.6m/s；（2）50N；（3）75W
【详解】解：（1）由图可知，n=2，则绳子自由端的速度为
（2）因绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，所以，滑轮组的机械效率为
解得
（3）绳子自由端的拉力为
拉力F做功的功率为
答：（1）绳子自由端的速度为0.6m/s；
（2）动滑轮所受的重力为50N；
（3）拉力F做功的功率为75W。
17．（1）900J；（2）60N；（3）75%
【详解】解：（1）小明做的有用功为
W有用=Gh=300N×3m=900J
（2）小明所做的总功为
W总=Fs=240N×5m=1200J
额外功
W额=W总-W有用=1200J-900J=300J
则由W额=fs可得物体受到斜面的摩擦力为
（3）斜面的机械效率为
答：（1）小明做的有用功是900J；
（2）物体受到斜面的摩擦力为60N；
（3）斜面的机械效率为75%。
18．（1）9J；（2）60%
【详解】解：（1）提升重物做的有用功
W有＝Gh＝90N×10×10-2m＝9J
（2）由图可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n＝3，则绳端移动的距离为
s=nh=3×10cm=30cm=0.3m
拉力做的总功为
W总=Fs=50N×0.3m=15J
该滑轮组的机械效率为
答：（1）提升重物做的有用功为9J；
（2）该滑轮组的机械效率为60%。
19．（1）1.5J；（2）60%；（3）0.5W
【详解】解：（1）物体B做的有用功就是物体A克服重力做的功，即
W有＝GAhA＝mAghA＝0.3kg×10N/kg×0.5m＝1.5J
（2）图中通过动滑轮的绳子段数n＝2，则B物体运动的距离为
sB＝2hA＝2×0.5m＝1m
则物体B做的总功为
W总＝FsB＝GBsB＝mBgsB＝0.25kg×10N/kg×1m＝2.5J
该装置的机械效率为
(3)由题知，物体A运动的时间为
物体B运动的时间和A的相同，则物体B做功的功率为
答：（1）物体B做的有用功为1.5J；
（2）该装置的机械效率为60%；
（3）物体B做功的功率为0.5W。
20．（1）3.6×103J；（2）100W；（3）90%
【详解】解：（1）质量为180kg的海豚，被匀速提升2m，所以滑轮组对海豚做的有用功
（2）由滑轮组可知，动滑轮上绳子根数n=4，绳子拉的距离
s=4×2m=8m
拉力做功
拉力做功的功率
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）滑轮组对海豚做的有用功为3.6×103J；
（2）拉力做功的功率为100W；
（3）滑轮组的机械效率为90%。