中考物理压轴题机械效率压轴题.pdf

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1、机械效率压轴题选 择 题（共 2 小题）1 .如图所示，有一斜面长为L,高为h,现用力F 沿斜面把物重为G 的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率n的表达式正确的是（）B.n=Gh(F-f)L.x l O O%C.n =他 X 1 0 0%(F+f)LD.n=G h x l O Q%Gh+f L2 .如图所示，物 体 B放在水平桌面上，物 体 A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2 N 的力F1 拉重为1 N 的物体A时，能使物体B以 0.6 m/s 的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2 拉物体B时，能使物体A以 0.3 m

2、/s 速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（）物体B受到的摩擦力为9 N;拉力Fi 的功率为0.4 W;拉力F2 的功率为1.2 W;拉力F2 大小为1 0 N二 多 选 题（共 2 小题）3 .如图所示，小亮站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B.假设在拉绳子的过程中，小亮对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小刚的质量为5 0 k g,物体A的质量为5 4 k g,物体B的质量为 84 k g,动滑轮的质量为6 k g.当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为1 80 W,(g 取 lON/kg)()A.提升物体A 时，滑轮组

3、的机械效率为90%B.提升物体A 时，小亮对高台的压力是700NC.提升物体B 时，物 体 B 上升的速度是0.6m/sD.分别提升物体A 与 B 时，滑轮组的机械效率不变4.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图丁所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（）A.0-l s 内，地面对物体的支持力是10NB.1-2 s内，拉力做的功是187.5JC.2-3 s 内，拉力的功率是100WD.2-3 s 内，滑轮组的机械效率是

4、83.3%。三.填 空 题（共 1小题）5.如图所示，牵引车通过滑轮组匀速打捞起河水中的物体A,在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A 以 0.4m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为Fi,F i的功率为P i;当被打捞的物体完全露出水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A 以。.3 m/s 的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为 F2,F2 的功率为P2,且 Pi =P2.已知动滑轮重1 0 0 N,物体完全露出水面后滑轮组的机械效率为80%(若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取 1 0 N/k g),则被打6.在“测量滑轮组的机械效率的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图

5、甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。次数物体的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率n120.110.36 6.7%230.11.40.37 1.4%340.11.80.37 4.1%420.11.50.2(1)表格内的第4次实验中应补充的数据是 (结果精确到0 1 ).这次数 据 是 用 图 中 (选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的。(2)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该,在 第 1 次实验中，拉力F所做的额外功为 J o(3)某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越高，他

6、的想法正确吗？请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：,理由是。五.解 答 题(共 6 小题)7 .某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是0.1 6 m3,密度是3.5 x l()3 k g/m3,滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1 8 0 0 N.(不考虑摩擦及水的阻力，g取 1 0 N/k g)求:(1)工件的质量是多少千克？(2)动滑轮重多少牛？滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？(3)工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因。8 .如图甲所示底面积为O Z n?,高 0.

7、2 m的质量均匀的长方体物体A,放置在水平地面上，对地面的压强为6 x l()3 p a；-质量为8 0 k g 的工人站在水平地面上，用如图乙所示的滑轮组把A运到高处,工人用大小为F i 的竖直拉力拉绳使A以 lO c m/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N i,工人匀速拉绳的功率为P,滑轮组的机械效率为甲.若工人以相同的功率用大小为F 2 的竖直拉力拉绳使另一物体B以 1 2.5 c m/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N 2,滑轮组的机械效率为单.已知 N i:N 2=3:4,r|i:r|2=1 6:1 5.(g 取 1 0 N/k g)求：(1)物体A的密度;(2)

8、工人拉绳的功率P;(3)用滑轮组提升B 时滑轮组的机械效率单。国z9.如图所示，质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5 k g.当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时,石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为中，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为W,且 中：单=63:6 5.绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度p 石=2.5xl()3kg/m3,取 g=10N/kg,求:(1)当人用120N的力拉绳端时，岸边地面对人的支持力为

9、多大；(2)在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比；(3)当石材露出水面之前，人拉绳子的功率；(4)此人用这个滑轮组提升重物的最大机械效率。(保留整数)1 0.图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置，A B 是个杠杆，O 为支点，杠杆平衡时，B 端受到的向下的拉力 A 端受到的向下拉力(选填 大于”、小于”或“等于”)；用于装载货物的小车自重为500N,若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F 甲=1600N,该滑轮组的效率n 甲=；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F 乙，乙滑轮组的效率为n 乙，考虑实际情况，

10、则 F 甲 F乙，n 甲 n 乙(选填”或 =)。11.图甲是一个起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组将物体A 从江底沿竖直方向匀速吊起，钢缆绳对A 的拉力F i随时间t 变化的图象如图乙所示。已知动滑轮总 重6X1()3N,A 上升的速度始终为O m/s(g 取 10N/kg,不计轮与轴间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响).求：(1)物体A 未露出水面时受到的浮力；(2)物体A 完全离开水面后，在上升过程中电动机拉力的功率。12.某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示。图中水平杆CD与竖直杆EH、D I组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮Q

11、和安装在水平杆C D 上的两个定滑轮组成。小亮以拉力F i匀速竖直提升物体A 的过程中，物体A 的速度为ui,F i的功率为P i,滑轮组的机械效率为中.小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B 的过程中，物体B 的速度为V2,F2的功率为P 2,滑轮组的机械效率为口 2.物体A、B 上升的距离h 随时间变化的图象分别如图乙中、所示。已知：PI=2P2,机 械 效 率 中-取=5%(不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦).求:(1)F i与F2的比值(2)中=?机械效率压轴题参考答案与试题解析-选 择 题（共2小题）1 .如图所示，有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。

12、已知物体受到斜面的摩擦力为3则下列关于斜面机械效率n的表达式正确的是（）C.n =_ X 1 0 0%D.n=Gh x l Q Q%（F+f）L G h+f L解：；斜面的高为h,物体的重力为G,，有用功为：W 有 用=Gh,又；斜面长为L,拉力为F,总功为:W总、=FL,则机械效率为：n=等 曳=生，W总F L而物体与斜面的摩擦力为f,.额外功为:W 额 外=fL,则总功为：w 总=亚 有 用+W 额 外=Gh+fL,故机械效率为：n =g _ x l O 0%=Gh X 1 0 0%,故D正确；W 总 f L+G hA选项中，是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错；B选项中，是有用功

13、与有用功的比值，不是机械效率，故B错；C选项中，是有用功与（总功加上额外功）的比值，不是机械效率，故C错。故选：D o2.如图所示，物 体 B 放在水平桌面上，物体A 通过滑轮组拉着物体B,此时物体B 保持静止状态。当用竖直向下2N 的力F1拉重为1N的物体A 时，能使物体B以 0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B 时，能使物体A 以 0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是()物体B 受到的摩擦力为9N;拉力F1的功率为0.4W;拉力F2的功率为1.2W;拉力F2大小为10NA.B.C.D.解：由图可知，n=3;当 B 水平匀速向右

14、运动时，B 受摩擦力和拉力日、重力A 的拉力，根据B 受力平衡可得：f=3(FI+GA)=3X(2N+IN)=9 N;故正确；滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，f 不变，水平向左拉物体B 时，由平衡条件得：F2=3GA+f=3GA+f=3x 1N+9N=1 2 N;故错误；用 力 F i竖直向下拉物体A 时，拉 力 F1的功率Pi=Fiv=2Nx3xO.6m/s=3.6W,故错误。滑轮组由三段绳子水平向左拉物体时，故 B 移动速度与A 的速度关系为：VA=3VB,VB=-A.=J2=o m/s3 3拉力 F 2 功率为 P2=F 2 XVB=1 2 Nx O.l m/s=1.2

15、W;故正确;故选：A o二多 选 题(共 2 小题)3 .如图所示,小亮站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B .假设在拉绳子的过程中，小亮对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小刚的质量为5 0 kg,物体A的质量为5 4 kg,物体B的质量为 8 4 kg,动滑轮的质量为6 kg.当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为1 8 0 W,(g 取 1 0 N/kg)()A.提升物体A时，滑轮组的机械效率为9 0%B.提升物体A时，小亮对高台的压力是7 0 0 NC.提升物体B时，物体B上升的速度是0.6 m/sD.分别提升物体A与 B时，滑轮组的机械效率

16、不变解：（1）mA =5 4 kg,m 轮=6 kg,g=l ON/kg,则物体 A 的重力为：GA=mA g =5 4 kg x 1 ON/kg =5 4 0 N,动滑轮的重力为：G 轮=m 轮8 =6 1 8 乂 1 0 1 1/1 8 =6 0 1 1 1,从图可知，该滑轮组有3 段绳子吊着物体，则提升物体A时小亮对绳子的拉力为：FA=1 (GA+G 轮)=lx(5 4 0 N+6 0 N)3 3=2 0 0 N,则提升物体A 时，滑轮组的机械效率为：n=邑=刍-=540N X100%W 总 3FA 3X200N=9 0%.故 A 正确；(2)此时小亮受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和

17、拉力，则小亮对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力，而 m 人=5 0 k g,则小亮的重力为：G 人=m 人 8=501 Fz.,nm n乙(选填或“=”)。B JO A A甲7,解：(1)因为 O A V O B,由 FAXOA=FBXOB 可知，FAFB;(2)滑轮组的效率：1=f岂 x 1 0 0%=1 0 0%=_ 2 _ x 1 0 0%=1 0 0%W 总 Fs 2 F 2 X1 6 0 0 N=6 2.5%；(3)由图示可知，甲图中n=2,乙图中n=3,由 F=(G+G 动)可知，F 甲nF 乙；根据题意可知，两种方法提升货物，并且匀速提升高度相同，则有用功相同，而W有 w

18、有乙增加了定滑轮需要克服绳重及摩擦力做的额外功增加，由n=-W总W有+W额可 知,n 甲 乙。故答案为：小于；62.5%;0H.图甲是一个起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组将物体A 从江底沿竖直方向匀速吊起，钢缆绳对A 的拉力F i随时间t 变化的图象如图乙所示。已知动滑轮总 重6X1()3N,A 上升的速度始终为O.lm/s(g 取 10N/kg,不计轮与轴间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响).求：(1)物体A 未露出水面时受到的浮力；(2)物体A 完全离开水面后，在上升过程中电动机拉力的功率。解：物体浸在水中被匀速提起时F=G-F 浮，物体露出水面时，F 浮减小，F 增大，当物体

19、完全露出水面时，F=G,(1)由图象可知，长方体A 的重力GA=2.4x1 04N,它完全在水中时钢缆绳对其拉力为Fi=1.4X104N,所以，长方体A 未露出水面时受到的浮力：F 浮=6 人-FI=2.4X104N-1.4xlO4N=1X104N;(2)滑轮组有4 段绳子承担总重，物体完全离开水平时，电动机的拉力：F=L(G 物+G a)=lx(2.4 x lO4N+6xlO3N)4 4=0.75X104N,则 F 移动的速度：v=4x0.1m/s=0.4m/s;故拉力 F 的功率：P=Fv=0.75xl04Nx0.4m/s=3000Wo答：(1)物体A未露出水面时受到的浮力为l x 1()

20、4N；(2)物体A完全离开水面后，在上升过程中电动机拉力的功率为30 0 0 W。1 2.某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示。图中水平杆CD与竖直杆E H、D I 组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成。小亮以拉力F 1 匀速竖直提升物体A的过程中，物体A的速度为u i,R 的功率为Pi,滑轮组的机械效率为中.小亮以拉力F 2 匀速竖直提升物体B的过程中，物体B的速度为V 2,F 2的功率为P2,滑轮组的机械效率为9 2.物体A、B上升的距离h 随时间变化的图象分别如图乙中、所示。已知：PI=2P2,机械效率甲-

21、n2=5%(不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦).求：(1)F 1 与 F 2 的比值(2)中=?解：设物体A受的重力为GA,物体B受的重力为GB,动滑轮受的重力为G动.匀速提升物体A时，以物体A和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如甲所示。匀速提升物体B时，以物体B和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如乙所示。由图甲、乙得：2F=GA+G动，2 F 2=GB+G动，又因为物体间力的作用是相互的,F f=F i,F 2 =F 2,所以,_ GA+G 动 2 GR+G动.(1)由图象可知，v2 5昌文卫1P2 F2X 2V2已知 P1=2 P2,解得:1=_5 2 aGR+G .由(1)、(2)解得：-=皂(3)GB+G 动 4由 T 1 一 单=5%,T|l =w 有 反 一 GAW 总A GA+G动,H2 =GBGB+G 动.(4)得：一 旦 一 -且 一=5%.（5）GA+G动 GB+G动由（4）、（5）解得：GA A 1 17-=三，G 动=：GA,6动=彳6 1 3。GB 3 4 3W 有A G卜 G 4n【=-=-:=8 0%。W 总A GA+G 动 GA+A 4 A答：（D F l 与 F 2 的比值是5:4.(2)中=8 0%。