中考物理考点透析及直击中考训练;机械效率

【知识梳理】

1．有用功：在工作时，人们必需要做的功；额外功：在工作时，对人们无实用价值而又不得不做的功。使用机械时，人们对机械做的功是 功，机械克服有用阻力做的功 是 功。总功：有用功和额外功之和。

2.机械效率：有用功与总功的比值叫 ，公式 。它没有单位，其大小总是 填“大于”或“小于”)1。

3．提高机械效率的方法：影响机械效率的因素有 、 ，提高机械效率的方法：① 使机械更合理轻巧；②经常保养润滑 4．常见几种简单机械的机械效率 （1）杠杆: W有Gh W总FsW有W总GhGhG; FsFnhFn（2）滑轮组: W有GhG W总GhG动hGG动W有fSfSf

注意：用滑轮组水平移动物体时，W有＝fS，W总＝FS′，机械效率η＝＝＝＝

nSnFW总FS′F·（3）斜面: W有W总GhGh;

GhflFl5.计算有用功、额外功和总功的方法:

W额

1）总功的计算方法：(1)定义法：W总＝Fs；(2)W总＝W有＋W额；(3)公式法；W总＝或W

1－η

总

W有

＝。

η2）有用功的计算方法：(1)定义法：W有＝Gh；(2)W有＝W总－W额；(3)公式法：W有＝W

总

η。

3）额外功的计算方法：(1)定义法：W额＝G额h，W额＝f额s；(2)W额＝W总－W有用；(3)公式法：W额＝W总(1－η)。 【考点透析】

命题点: 与机械效率有关的计算 【例】如图所示，用滑轮组提升一重物，

物体质量为500 g，钩码在4 s内被匀

速提升了2 cm，已知弹簧测力计的拉力为2.5 N，则提升重物的过程中，拉力F的平均功率

1

为 W，滑轮组的机械效率为 %。(g＝10N/kg)

【变式题】如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30 N。用这个滑轮组把重300 N的物体匀速提升2 m，不计绳重及摩擦，则拉力F的大小是 N，滑轮组的机械效率为 【冲刺中考】

1．如图所示，用动滑轮把重为100 N的物体匀速提升3 m，拉力F为80 N，则拉力F所做的额外功为 J。若改用质量更小的动滑轮来提升此重物，则动滑轮的机械效率将会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。

2．工人站在地面上，用定滑轮将27 kg的物品吊运到10 m高处，使用定滑轮的优点 是 。若不计绳重和摩擦，匀速吊运物品所需的拉力是 N；若匀速吊运时的实际拉力是300 N，则人所做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 。(g取10 N/kg)。 3．建筑工地上的塔吊挂钩处有由两个动滑轮组成的滑轮组(如图所示)，两个动滑轮和挂钩的总质量为50 kg。设塔吊由电动机牵引把总质量为0.15 t的重物匀速提升。忽略一切摩擦和绳重，则此电动机的牵引力为 N，该装置的机械效率为 %。(g取10 N/kg) 4．下列关于机械效率的说法正确的是( ) A．机械效率不可能达到100%

B．随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100% C．滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率 D．杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率

5．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( ) A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少

6．如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1 N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2 N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲和η乙，则( ) A．F甲>F乙 B．F甲＝F乙

2

C．η甲>η乙 D．η甲<η乙

7．如图所示，工人用滑轮或滑轮组提升重物，每只滑轮质量均相同，若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦)，下列说法中正确的是( )

A．使用C滑轮组与使用D滑轮组一样省力 B．使用D滑轮组最省力

C．其中机械效率最高的是使用C滑轮组 D．其中机械效率最高的是使用B滑轮

8．建筑工地上，装修工人用如图所示的滑轮组运送材料和废料，先将质量为m的地板砖从地面匀速提升到三楼，工人所用拉力为F1，滑轮组的机械效率为η1；然后又将质量为m的废料从三楼匀速运送到地面，工人所用拉力为F2，滑轮组的机械效率为η2，则( ) A．η1＝η2 B．η1>η2 C．F1F2

9．如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600 N的物体，物体上升的速度为0.1 m/s，人拉绳的力F为250 N，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是( ) A．人拉绳做功的功率为75 W B．滑轮组的机械效率为80% C．绳子自由端移动的速度为0.3 m/s D．动滑轮重为100 N

10．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300 N的物体，拉力F的大小为30 N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45 N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( ) A．45 N，50% B．45 N，75%

3

C．60 N，50% D．60 N，75%

11．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，则有关计算错误的是( )

A．斜面的机械效率为80% B．拉力做的总功为4.8 J C．提升物体所做的有用功为4.8 J D．物体由斜面底端运动到顶端用时2 s

12．如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，水平面对物体的摩擦力为f。下列说法中不正确的是( )

A．有用功的功率为fv B．拉力做功的功率为3Fv GC．装置的机械效率为

3FD．额外功为(3F－f)s

13．用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升，实验数据如表所示：

(1)第2次实验时，测得动滑轮的机械效率约为 。(2)分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将 ；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)

4

序 号 ① ② ③ 动滑轮重 力G动/N 0.1 0.1 0.2 钩码重 力G/N 1 2 2 钩码上升 高度h/m 0.2 0.2 0.2 绳的拉 力F/N 0.6 1.1 1.2 绳端移动 距离s/m 0.4 0.4 0.4 机械效率 η 83.3% 83.3% (3)分析表中数据可知，F≠

G动＋G

，可能的原因是 2

14．小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，数据如表所示：

实验 次数 G/N 高度h/cm 的示数F/N 动的距离s/cm 1 2 3 物重 物体上升的 弹簧测力计 弹簧测力计移 6 6 6 3 5 8 2.5 2.5 2.5 9 18 24 (1)表中“弹簧测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的，错误的数据 是

(2)3次实验中滑轮组的机械效率是 (3)请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式 (4)本实验得到的结论是

15．小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：

A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。

为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表所示：

实验 次数 斜面 倾角 物重 G/N 拉力 F/N 斜面高 度h/m 斜面长 度s/m 有用功 W有用/J 总功 W总/J 斜面机械 效率η 5

① ② ③ 30° 30° 42° 5 3 3 4.2 2.5 2.8 0.6 0.6 0.8 1.2 1.2 1.2 3 1.8 2.4 5.04 3 3.36 60% 71% (1)在实验过程中，应沿斜面向上 动木块。 (2)第①次实验中斜面的机械效率η＝

(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想 ；对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是

16．某人用如图所示的滑轮组用100 N的拉力F将180 N的重物在4 s内匀速提高5 m，若不计绳重和摩擦，求：

(1)拉力做功的功率。 (2)该滑轮组的机械效率。

17．水平地面上的圆桶装有体积为0.01 m3的水，圆桶与地面接触面积为0.2 m2，g取10 N/kg，

ρ水＝1.0×103 kg/m3，桶自重忽略不计。求：

(1)这桶水的质量。 (2)这桶水对地面的压强。

(3)若用动滑轮将此桶水匀速提升1 m，所用拉力60 N，求动滑轮的机械效率。

18．2012年5月10日至11日，甘肃岷县发生大范围冰雹及强降雨灾害，灾后展开了紧急救援。在救援过程中，常看到救援工作者使用起重机械吊运救灾物资，如图是这种起重机吊臂上的滑轮组，它在50 s内将重为2.4×104N的物资提高10 m，已知拉力F＝1.0×104 N，则在这个过程中： (1)拉力F的功率多大？ (2)滑轮组的机械效率多大？

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1. 总 有用

W有

2. 机械效率 η＝_ 小于

W总3. 机械自重 摩擦 减轻机械自重

【例】拉力所做的总功W总＝Fs＝F·3 h＝2.5 N×3×2×102 m＝0.15 J，拉力的平均功率PW总0.15 J＝＝＝0.0375 W；提升重物所做的有用功

t4 s

W有＝Gh＝mgh＝0.5 kg×10 N/kg×2×102 m＝0.1 J，所以滑轮组的机械效率η＝＝67%

【答案】0.0375 W 67% 【变式题】110 90.9% 1. 180 变大

2. 可以改变施力方向 270 2 700 90% 3. 500 75

4. A 5. D 6. D 7. D 8. A 9. D 10. B 11. B

12. C 由题图知，滑轮组对物体所做的功为有用功，物体由于沿水平面匀速运动，所以滑轮组对物体的拉力F′＝f，W有用＝F′s＝fs，该滑轮组有3段绳子承担，所以W总＝3Fs，则有W有用fsW总3FsW有用用功的功率为P有用＝＝＝fv；总功的功率P总＝＝＝3Fv；装置的机械效率η＝

ttttW总fsf

＝＝；W额外＝W总－W有用＝3Fs－fs＝(3F－f)s。 3Fs3F

13.（1）90.9% （2）增大 （3）滑轮与轴间有摩擦(或绳子有重力)_ 14. （1）18_cm （2）80% （3）

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－

－

W有0.1 J＝W总0.15 J

（4）滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关

15. （1）匀速拉 （2）60% （3）A 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关 W总1 000 J

16.解：(1)s＝2h＝2×5 m＝10 m，W总＝Fs＝100 N×10 m＝1 000 J，P＝＝＝250 W

t4 sW有900 J

(2)W有＝Gh＝180 N×5 m＝900 J，η＝＝＝90%

W总1 000 J17.解：(1)m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.01 m3＝10 kg

F100 N

(2)F＝G＝mg＝10 kg×10 N/kg＝100 N，p＝＝＝500 Pa

S0.2 m2W有用100 J

(3)W有用＝Gh＝100 N×1 m＝100 J，W总＝Fs＝60 N×2 m＝120 J，η＝＝＝83.3%

W总120 J18.解：(1)拉力F所做的功W＝Fs＝1.0×104 J×3×10 m＝3.0×105 J, 拉力的功率P＝ W/t＝3.0×105 J/50 s ＝6.0×103 W

(2)滑轮组的机械效率η＝ W有/W总×100%＝2.4×104 N×10 m /(1.0×104 N ×30 m) ×100%＝80%

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