机械效率难题
中考物理机械效率的计算(大题培优 易错 难题)含答案解析
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N 的钩码匀速向上提升，拉力为2N ，2s 内钩码上升0.2m 。
此过程中有用功为_____J ，拉力做功的功率为_____W ，动滑轮的机械效率为_____%。
【答案】0.6 0.4 75％【解析】【分析】【详解】[1]拉动的过程中做的有用功就是克服钩码重力所做的功，即为=3N 0.2m=0.6J W G s =⨯物物有[2]绳子移动的距离为=20.2m=0.4m s ns =⨯绳物拉力所做的功为=2N 0.4m=0.8J W Fs =⨯总绳拉力的功率为 0.8J ==0.4W 2sW P t =总 [3]动滑轮的机械效率为 0.6J ==75%0.8JW W η=有总 2．如图所示，重300N 的物体在10s 内水平均速移动了1.5m ，若物体受到地面的摩擦力为60N ，绳端所用的拉力F 的功率为12W ，则绳端所用的拉力为_____N ，滑轮组的机械效率为_____。
【答案】40 75%【解析】【分析】【详解】[1]由图可知，滑轮组有两段绳子与动滑轮相连，所以23m s s ==绳物绳端运动的速度为 3m =0.3m/s 10s s v t ==绳绳 根据公式P Fv =可得，拉力大小为 12W ==40N 0.3m/sP F v =绳 [2]由题可知，滑轮组所做的有用功为物体克服摩擦力所做的功60N?1.5m=90J W fs ==物有总功为40N?3m=120J W Fs ==总绳所以，滑轮组机械效率为90J =100%=100%75%120JW W η⨯⨯=有总 3．如图所示，用平行于斜面的拉力F ，将重为8N 的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。
若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F 为_____N ；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F 为_____N 。
若另一斜面的高度h 与长度s 之比为3:5，将重25N 的物体匀速拉至顶端的拉力为18N ，则该物体所受摩擦力为_____N 。
机械效率的典型例题
简单机械之机械效率计算1、关于机械效率，下说法正确的是：（）A、机械效率总小于1；B、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；C、做功越多的机械，机械效率越高；D、省力越多的机械，机械效率越高。
2、为了提高滑轮组的机械效率，以下正确的是：（）A、以较快的速度匀速提升重物；B、以较慢的速度匀速提升重物；C、增加承担物重的绳子股数；D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；3、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_____cm,人做的功是_____J,有用功是_______J,这根杠杆的机械效率是________4、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？5、如图所示，为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端，若斜面的高为10m.需用180N的推力，则这个斜面的机械效率是多少？常见的简单机械指滑轮、斜面和杠杆。
而有关其机械效率的计算则是九年级物理的难点和重点，也是每年中考试卷的“常客”。
为了帮助学生们破解难点，掌握重点，下面就按滑轮、斜面、杠杆的顺序，以典型题为例，分类讲解各类问题的求解方法。
一、滑轮㈠竖直提升重物的典型例题例1．（2011江苏连云港，第29题）在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。
某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m 的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N。
求在此过程中：（1）有用功；（2）拉力F 的功和功率；（3）滑轮组的机械效率。
难点突破：所谓“有用功”，就是“对我们有用的功”。
在利用定滑轮、动滑轮、或者滑轮组沿竖直方向提升重物时，我们的目的都是让重物升到我们所需的高度。
所以有用功就应是滑轮钩克服物体重力向上拉物体的力和物体在此力作用下升高的高度的乘积。
根据二力平衡知识，物体所受的重力和我们（滑轮钩）克服物体重力向上拉物体的力应是一对平衡力。
机械效率计算题(含答案)
机械效率练习题1．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？图12．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？图23．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N 的力使绳端移动4m．（1）求出绳子的股数n；（2）算出有用功的大小和总功功率．*5．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．图36．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？图47．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小；（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？*8．用如图7的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计．求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是多大？（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少？例题1、用3股绳的滑轮组提升50牛的重物，动滑轮重25N，不计绳重和摩擦，求机械效率。
【物理】物理机械效率的计算的专项培优 易错 难题练习题含答案
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置，在此过程中，测力计上升的高度s 为0.2m ．物块重G 为1.5N ，物块上升的高度h 为0.3m ，杠杆的机械效率为75%，则测力计的示数F =______N ，使用该杠杆做额外功的一个原因是______。
【答案】3 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功 【解析】 【分析】本题考查机械效率的应用。
【详解】[1]杠杆在使用过程中，所做的有用功W 有=Gh =1.5N ×0.3m=0.45J根据W W η=有总得 0.45J==0.6J 75%W W η=有总 而W 总=Fs ，所以0.6J=3N 0.2mW F s ==总 [2]杠杆本身有重力、支点与杠杆之间有摩擦，使用杠杆过程需克服这些做功，于是便出现了额外功。
2．如图所示，工人用沿斜面大小为750N 的拉力把一箱重为1800N 货物从底端匀速拉进车厢．此斜面的长为4m ，高为1.5m.则该斜面的机械效率是_________，货物与斜面间的摩擦力是_____________N.在这个过程中，货物的机械能___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）．【答案】90% 75 增大 【解析】【分析】 【详解】工人做的有用功W 有用=Gh=1800N×1.5m=2700J ， 工人做的总功W 总=Fs=750N×4m=3000J ， 斜面的机械效率2700=90%3000W JW Jη==有总， 克服摩擦做的额外功W 额=W 总-W 有用=3000J-2700J=300J ， 由W 额=fs 可得货物与斜面间的摩擦力300754W Jf N sm===额， 货物从底端匀速拉进车厢，货物质量不变，所以货物的动能不变，重力势能增大，故货物的机械能增大．3．一台起重机将3600N 的货物提高4m ，如果额外功是9600J ，则该起重机做的有用功是_______J ，机械效率是______。
机械效率练习题
机械效率练习题一、选择题1. 机械效率是指机械输出功率与输入功率之比，以下哪个选项正确描述了机械效率？A. 机械效率总是大于1B. 机械效率等于1C. 机械效率小于1D. 机械效率等于机械的重量2. 以下哪种情况下机械效率会提高？A. 增加摩擦力B. 减少摩擦力C. 增加机械的重量D. 增加机械的体积3. 机械效率的计算公式是：A. 机械效率 = 输出功率 / 输入功率B. 机械效率 = 输入功率 / 输出功率C. 机械效率 = 输出功率 * 输入功率D. 机械效率 = 1 / 输入功率二、填空题4. 机械效率的提高可以通过_________来实现。
5. 当机械的输入功率为100W，输出功率为80W时，其机械效率为_________。
三、简答题6. 简述机械效率在实际应用中的重要性。
四、计算题7. 一个起重机在提升货物时，输入功率为15千瓦，输出功率为12千瓦，计算起重机的机械效率。
8. 假设一个滑轮系统在提升物体时，输入功率为200W，由于摩擦力和其他因素，实际提升物体的功率为150W，求该滑轮系统的机械效率。
五、论述题9. 论述在设计机械系统时，如何通过减少能量损失来提高机械效率。
六、实验题10. 设计一个实验来测量一个简单机械（如杠杆或滑轮系统）的机械效率，并说明实验步骤和预期结果。
七、案例分析题11. 阅读以下案例：一个工厂使用一台机器来提升重物，机器的输入功率是50千瓦，但由于机械磨损和摩擦，输出功率只有35千瓦。
分析该机器的机械效率，并提出可能的改进措施。
八、判断题12. 机械效率越高，意味着机械的能效越好。
（）九、应用题13. 一个简单的机械系统，其输入功率为300W，输出功率为250W。
如果需要将输出功率提高到300W，而输入功率不变，需要采取哪些措施？十、综合分析题14. 考虑到机械效率和成本效益，分析在设计一个用于提升重物的机械系统时，应如何平衡机械效率和成本之间的关系。
通过这些练习题，学生可以加深对机械效率概念的理解，掌握机械效率的计算方法，并能够将其应用于实际问题中。
中考物理机械效率的计算(大题培优 易错 难题)
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3 m ，用时3 s ，工人的拉力为50 N ，工人质量为50kg （物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）设此时工人放绳的速度为v 1， 滑轮组的效率η1 ；如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知1243ηη=∶∶（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g 取10 N/kg ） 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮，工人对地面的压力为F 2.则（ ）A ．v 1=1 m/sB ．η1=62.5%。
C ．F 2 =525 ND ．F 浮=120 N【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．物体下降速度为3m=1m/s 3sh v t == 因为有4段绳子，所以工人放绳的速度为441m/s 4m/s v v ==⨯=1物故A 不符合题意；B ．已知物体下降的距离为3 m ，因为有4段绳子，所以绳子运动距离443m 12m s h ==⨯=放绳子的做的有用功160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用放绳子的做的总功50N 12m 600J W Fs ==⨯=总滑轮组的效率1480J100%100%80%600JW W η=⨯=⨯=有用总故B 不符合题意；CD ．物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由(1)F G G n =+动可得，动滑轮重力4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动已知η1：η2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为213380%60%44ηη==⨯=物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率260%40NW F h F W F h G h F η'===='++有用拉物拉物总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ；物体的重力为160N ，根据公式可得==160N-60N=100N F G F -浮拉物故D 不符合题意；完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得4F F G =+绳拉物动则人对绳子的拉力1160N 40N)25N 44()(F F G =+=+=绳拉物动因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N ；人的重力为50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力500N+25N=525N F G F =+=人绳支因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N ，故C 符合题意。
中考物理机械效率的计算(大题培优 易错 难题)附答案
拉力所做的功为
拉力的功率为
[3]动滑轮的机械效率为
6．如图所示，甲乙两个滑轮组，其中每个大小相同的滑轮质量相同，用它们分别将相同的重物提高到相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两滑轮组绳自由端拉力相等B．两滑轮组机械效率相等
C．乙滑轮组的额外功多D．甲滑轮组绳自由端移动的距离多
C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W
D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示：
D．甲、乙滑轮组做的有用功相同，甲、乙滑轮组机械效率一样大
【答案】D
【解析】
【详解】
由题知，动滑轮重相同，提升的物体重也相同，不计绳重及摩擦，拉力 ，由图知，n甲=3，n乙=2，则绳端的拉力分别为：
，
，
所以 ，则甲滑轮组更省力；因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，由 、 可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，因为 ，所以两滑轮组的机械效率相同；综上所述，故选D。
则乙方式F2的功率为：
P＝F2v绳＝120N×0.03m/s＝3.6W，
故D错误。
12．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。下列判断正确的是
A．F1=2F2W1=W2
B．F1= F2W1= W2
机械效率(含答案)
机械效率一、单选题(共10道，每道10分)1.做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。
此过程中，关于做功，下列说法正确的是( )A.对桶做的功是有用功B.对水做的功是有用功C.对水做的功是额外功D.克服自身重力做的功是总功答案：B解题思路：在此过程中，目的是提升水，必须要做的功是将水提升，所以人对水所做的功是有用功；而人克服自身重力所做的功、对桶所做的功是额外功；总功等于有用功与额外功之和，即人提升自己、水、桶所做的功为总功。
故B选项正确。
试题难度：三颗星知识点：做功的判断2.甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。
则( )A.乙升降机提升重物做的有用功较多B.甲升降机的电动机做的额外功较多C.甲升降机的电动机做的总功较少D.乙升降机的电动机做的总功较少答案：C解题思路：甲乙两个机械分别将相同质量的物体匀速提升相同的高度，说明做的有用功是相同的。
根据机械效率的定义可知，当W有相同时，甲的机械效率高，则甲所做的总功较少；又，可知，甲所做的额外功也较少。
故C选项正确。
试题难度：三颗星知识点：机械效率3.下列关于机械效率的说法正确的是( )A.杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率B.滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率C.随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100%D.机械效率不可能达到100%答案：D杠杆、动滑轮、滑轮组的机械效率与机械的自重、物重、摩擦等多个因素都有关，故不能确定哪一个机械的机械效率高。
故A，B选项错误。
任何机械都存在摩擦和自重等因素，使用过程中都需要做额外功，故机械效率永远小于100%，故D选项正确。
试题难度：三颗星知识点：机械效率4.甲机械的机械效率较高，乙机械的功率较大，关于两机械做功的比较，下列说法正确的( )A.甲做的有用功一定比乙多B.乙做的有用功一定比甲多C.甲做的有用功在其总功中占的百分比大D.乙做功没有甲做功快答案：C解题思路：根据机械效率的定义可知，机械效率越高，则有用功在总功中所占的百分比越大，故C选项正确；只有当总功一定时，才能说明机械效率高的机械做的有用功多，否则无法判断，故A，B选项错误。
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简单机械部分经典中考难题复习
1 某工地工人在水平工作台上通过滑轮组匀速提升货物，如图10所示。
已知工人的质量为70kg 。
第一次提升质量为50 kg 的货物时，工人对绳子的拉力为F 1，对工作台的压力为N 1；第二次提升质量为40 kg 的货物时，工人对绳子的拉力为F 2，对工作台的压力为N 2。
已知N 1与N 2之比为41：40， g 取10N ／kg ，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。
则F 1与F 2之比
为 。
2．如图10所示，物体A 的质量是400g ，物体B 的体积是10cm 3，
此时A 恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。
若将B 始终浸没在水中，并使A 沿着水平桌面向左做匀速直线运动时，需要施加0.95N 水平向左的拉力。
已知动滑轮重为0.3N ，不计绳重以及绳和滑轮间的摩擦，则物体B 重力为______ N 。
（g 取10N/kg ） 3．如图10所示，是一套简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，
工人用力拉绳子，装置可使人与工作台升至所需高度，装置中滑轮A 、B 、C 的重力分别为100N 、50N 、40N ，人的重力为600 N ，当人用100N 的拉力向下拉绳子时，地面对工作台的支持力为450 N ，则工作台的重力为_________N 。
（不计绳重和摩擦）
4．如图10所示，用24N 的水平拉力F 拉滑轮，可以使重20N 的物体A 以0.2m/s 的速度在水平地面上匀速运动。
物体B 重10N ，弹簧测力计的示数为5N 且不变。
若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确的是 A ．地面受到的摩擦力为7N
B ．滑轮移动的速度为0.4m/s
C ．水平拉力F 的功率为4.8W
D ．在2s 内绳子对物体A 所做的功为4.8J
5．工人用机械提升水中实心物体A 和B ，杠杆可以在竖直平面内自由转动。
当物体A 被匀速提升到杠杆刚好水平时，工人对杠杆A 端的竖直推力为F A1，各段绳子都竖直,水平地面对工人的支持力N 1=1200N ，如图25所示；当物体B 被匀速提升到杠杆刚好水平时（物体仍B 浸没在水中），工人对杠杆A 端的竖直推力为F A2，各段绳子都竖直，水平地面对工人的支持力N 2=1300N 。
已知物体A 的体积为400dm 3，物体B 的体积为600dm 3，工人的质量为70kg ，物体A 的质量为580kg ，物体B 的质量为820kg ，不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力
图
10
图10
以及水的阻力，（g 取10N/kg ）求：
（1）人、物体A 、B 的重力；物体A 、B 浸没时的浮力各为多少牛 （2）动滑轮的重力为多少牛？
6．如图26所示，物体A 重1000 N ，其体积为4×10-2m 3，B 、C 都是完全相同的动滑轮；杠杆DE 可绕O 点在竖直平面内转动，OE ∶OD ＝2∶1。
小成受到的重力为600N ，当物体A 完全浸没在水中时，他通过细绳在E 点施加竖直向下的拉力F 1，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压强为p 1；当物体A 有一半体积露出水面时，小成在E 点施加竖直向下的拉力F 2，杠杆仍在水平位置平衡，小成对地面的压强为p 2，已知p 1∶p 2 ＝5∶3，杠杆ED 和细绳的质量，以及滑轮的轴摩擦均忽略不计。
求： （1）物体A 浸没在水中受到的浮力； （2）动滑轮B 受到的重力G 动；
（3）小成在E 点施加竖直向下的拉力F 2。
图
图26
7（2013）．如图16 所示，重为1140 N 的物体，它与水平地面的接触面积为1.5×103 cm2。
工
人师傅用600 N 的力匀速提升物体，物体的速度为0.2 m/s 。
（不计摩擦及绳重）
求：（1）工人师傅拉绳的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）体重为450 N 的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，
物体对地面的最小压强为多大。
8（2015）．如图19所示，将边长为10 cm的正方体合金块，用细绳挂在轻
质杠杆的A点处，在B点施加力F1=30 N时，杠杆在水平位置平衡，合金块
对水平地面的压强恰好为0。
撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的
压强为l.2×103 Pa。
（OB=3OA，g取10 N/kg）
(1)画出F2的力臂。
(2)求合金块的质量。
(3)求F2的大小。
9（2014）．小明做俯卧撑时（如图所示），可将其视为一个杠杆，重心在O点，他将身体撑起时，地面对两脚尖的支持力为250N，两脚尖与地面的接触面积为60cm2，双手与地面的接触面积为300cm2．
（1）画出以B为支点时重力的力臂L；
（2）如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强
之比为5：2，地面对双手的支持力为多少？
（3）小明在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的高
度为0.36m，则他1min内克服重力所做的功为多少？
10（2012）．如图21所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5 m。
拉力F做的功随时间变化的图像如图22所示。
己知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.5倍。
求：(1)拉力F的功率。
(2）拉力F大小。
(3）克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。