2025年全国各地备战中考物理分类机械效率的计算及答案.doc

一、初中物理有用功额外功总功机械效率计算问题
1．如图所示，拉力 F 为 5N，物体 A 以 0.1m/s 速度在物体 B 表面向左做匀速直线运动（B 表面足够长）；物体 B 静止在地面上，受到地面对它水平向左 4 N 摩擦力，弹簧测力计示数为 12N。下列说法对是（　　）

A．物体A 受到摩擦力为 10N B．拉力 F 功率为 1.5W
C．滑轮组机械效率为 80% D．拉力 F 增大到 15N 时，物体 B 开始向左运动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体B静止在地面上，因此受力平衡；水平方向上物体B受到向右弹簧拉力、地面对它向左摩擦力和物体A对它向左摩擦力，因此两个摩擦力之和为12N，即

则；根据互相作用力知识可知，物体A受到摩擦力为

故A错误；
B．由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度

则拉力做功功率

故B错误；
C．滑轮组机械效率

故C对；
D．若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B压力不变、接触面粗糙程度不变，则A和B之间摩擦力不变，因此物体B运动状态不会变化，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选C。

2．工人用图甲所示滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组机械效率随建材重力变化图像如图乙所示，滑轮和绳摩擦力及绳重忽视不计。则：
（1）若某次运送建材质量为40kg，滑轮组机械效率是_______。动滑轮重力是_______N。
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提高12m，作用在绳上拉力为500N时，拉力功率是_______W，运送建材重力是_______N，此时机械效率是_______。

【答案】50% 400 200 600 60%.
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]建材质量为40kg，其重力为

由图乙得，当建材重力为400N时，滑轮组机械效率为50%。
[2]此时机械效率

解得G动=400N。
(2)[3]滑轮组由一种动滑轮和一种定滑轮构成，与动滑轮相连绳子有两段，则该滑轮组可以省二分之一力，建材向上提高了12m，则绳子段移动距离为24m，拉力功率

[4]滑轮组省二分之一力，因此

解得。
[5]此时机械效率为

3．在如图所示滑轮组中，用大小为5N拉力F拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动1m，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间摩擦，此时滑轮组机械效率为90%，则物体与地面之间摩擦力为_______N。

【答案】9
【解析】
【分析】
【详解】
由图知，n=2，拉力端移动距离
s=2s物=2×1m=2m
拉力做功
W总=Fs=5N×2m=10J
有用功为

则物体与地面之间摩擦力为

4．如图所示滑轮组（不计滑轮重、绳与滑轮摩擦），在拉力 F作用下，物体水平向左做匀速直线运动，弹簧测力计示数为 6N， 则物体受到地面摩擦力大小为_________N。一段时间内物体沿水平方 向移动了 5m，拉力 F 做功_____J。

【答案】12 60
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知，n=2，弹簧测力计示数为6N，则拉力为6N，摩擦力
f=2×6N=12N
摩擦力为12N。
[2]拉力移动距离
s′=2s=25m=10m
拉力做功
W=Fs=6N×10m=60J
拉力做功为60J。

5．如图所示，用F=50N力通过滑轮组水平拉重为80N物体使其向左匀速运动0.4m，在这个过程中拉力F做功为_____J，已知物体受到水平地面摩擦力为60N，该滑轮组机械效率为_____（忽视绳子和动滑轮重力）

【答案】40 60%
【解析】
【分析】
首先判断滑轮组有几段绳子受力，计算出拉力移动距离，运用拉力做总功；滑轮组所做有用功为克服物体A受到摩擦力所做功，根据求出其大小，再根据效率公式求出滑轮组机械效率。
【详解】
[1]滑轮组有两段绳子与动滑轮接触，因此有2段绳子有效受力，则绳子自由端移动距离

拉力F所做总功

[2]滑轮组克服摩擦所做有用功

滑轮组机械效率

【点睛】
本题考察水平使用滑轮组拉力计算，有两处关键地方，一是滑轮组水平使用克服是摩擦力，故题目已知物体重力是个干扰条件；二是对动滑轮上绳子段数n判断。

6．如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同步接“1”或接“2”，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池电压为24V保持不变，R2阻值为10Ω，电动机额定功率为100W，额定电压为24V。请解答下列问题：

（1）当开关S1和S2同步接_______时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是通过变化电动机线圈中_________实现；
（2）当电动轮椅后退时，电流表达数为1A，此时电动机实际功率是_____W；
（3） 当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进速度为2m/s，若此时电动机消耗电能有80%转化为电动轮椅前进机械能，此时电动轮椅受到阻力是___N。
【答案】1 电流方向 14 40
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电动机前进且能调速，这阐明电路中电流可以变化，电阻大小可变，这样只有滑动变阻器R1接入电路时才有这个功能，观测电路图，当开关S1和S2同步接1时，R1、电动机、电流表才串联接入电路，这样符合条件，电动轮椅前进。
[2]磁场对通电导线作用力方向跟电流方向有关，只变化电流方向时，受力方向也会变化；因此电动轮椅既能前进又能后退，是通过变化电动机线圈中电流方向实现。
(2)[3]由上述可知，当电动轮椅后退时，开关S1和S2同步接2，R2、电动机、电流表串联接在电路中，电路中总电阻

电动机电阻

此时电动机实际功率

此时电动机实际功率是14W。
(3)[4]设此时电动轮椅受到阻力是f，电动轮椅在水平路面上匀速前进，牵引力，由题意可知，电动轮椅机械效率

解得，此时电动轮椅受到阻力是40N。

7．如图所示，物体重G=200N，滑轮重G′=100 N，若用力F竖直向上匀速拉动滑轮，则此时该滑轮机械效率为____（不计绳重和滑轮转轴处摩擦）。

【答案】80%
【解析】
【分析】
【详解】
不计绳重和滑轮转轴处摩擦，竖直向上匀速拉动滑轮，由力平衡条件可得拉力
F=2G＋G′=2×200N＋100N=500N
由图知，动力作用在动滑轮轴上，此时动滑轮费力、但省二分之一距离，即

因此物体上升高度
h＝2s
该滑轮机械效率

8．如图所示滑轮组，绳子末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。假如加紧电动机转速，则后一次提高与前一次相比（　　）

A．功率增大、机械效率增大 B．功率增大、机械效率不变
C．功率不变、机械效率不变 D．功率不变、机械效率增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
前后两次滑轮组是同一种滑轮组，则做有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加紧电动机转速，则物体提高速度增大，若两次提高高度相似，则后一次所需要时间不不小于前一次所需要时间，根据可知，功率变大。故ACD错误，B对。
故选B。

9．用如图甲所示滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送量不定，图乙是记录了在整个过程中滑轮组机械效率随货物重力增长而变化图像，则动滑轮重为_____________N，当某次运送3件货物时，绳子拉力F是_______ N ，滑轮组机械效率为_________；通过度析，发现使用同一滑轮组，_________ ，可以提高滑轮组机械效率（不考虑绳重和摩擦） 。

【答案】100 200 75% 增长物重
【解析】
【详解】
[1]由图乙可知，运送一件货物重力为100N时，滑轮组机械效率是50%，不计绳重和摩擦时，滑轮组机械效率
η=
G动=100N
[2]由图可知，
n=2
则运送3件货物时绳子拉力
F=(G总+G动)= (3×100N+100N)=200N
[3]不计绳重和摩擦，此时滑轮组机械效率
η′=75%
[4]由以上计算可知，使用同一滑轮组，增长物重，可以提高滑轮组机械效率。

10．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组不一样绕法，忽视绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提高重为900N物体时，机械效率为90%，下列判断对是（　　）

A．拉力大小为450 N
B．分别用两种措施匀速提高相似重物时，图乙绕法机械效率大
C．用图乙绕法匀速提高400N重物时，机械效率为80%
D．分别用两种绕法匀速提高相似重物升高相似高度，FB做功少
【答案】C
【解析】
【详解】
A．忽视绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提高重为900N物体时，机械效率为90%，图甲中n=2，由

可得拉力FA大小：
，故A错误；
BD．分别用两种绕法匀速提高相似重物时，有用功相似，忽视绳重及一切阻力，克服动滑轮做功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮重不变、提高高度相似，额外功相似，总功相似（即FA和FB做功相似），机械效率也相似，故B、D错误；
C．图甲中，根据可得动滑轮重力：
；
忽视绳重及一切阻力，滑轮组机械效率
，
则用图乙绕法匀速提高400N重物时，其机械效率为：
，
故C对。

11．用如图所示滑轮组竖直匀速提高质量为 m 物体，绳子拉力大小为 F，在时间 t 内物体上升高度为 h，滑轮组机械效率为 η，每个滑轮重力大小均为 G，下列说法对是 （　　）

A．若将物体质量增大到 5m，则拉力大小增大到5F
B．G=3F-mg
C．匀速提高物体高度增长，机械效率 η 不变
D．t 时间内，额外功为 或
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．据W总=W有+W额得
Fs=mgh+W额
即

物体质量增大到5m时，克服动滑轮重力所做额外功不变，虽然克服摩擦所做额外功增大，但总额外功不会增大到5W额，那么拉力大小不会增大到5F，故A错误；
B．若不计摩擦，据滑轮组特点有

即
G=3F-mg
但题目并不阐明摩擦可以忽视，故B错误；
C．用滑轮组多次匀速提高物体至不一样高度，其机械效率不变，由于有用功和总功都不变，故C对；
D．根据机械效率公式有

即

或者
滑轮组提高物体做有用功和总功分别为
W有=mgh，W总=Fs=F⋅3h=3Fh
那么额外功
W=W总-W有=3Fh-mgh=h(3F-mg)
故D对。
故选CD。

12．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N拉力F，将重为200N木箱由斜面底端以速度匀速拉到顶端，下列判断对是（ ）

A．重力做功大小为800J B．斜面对木箱摩擦力大小为25N
C．拉力做功功率为125W D．斜面机械效率为75%
【答案】B
【解析】
【详解】
A．由题意可知，重力做功大小是

A错误；
B．由题意可知，摩擦力所做功是额外功，总功大小是

由上述可知，有用功大小是

那么额外功大小是

可知斜面对木箱摩擦力大小是

B对；
C．木箱是匀速运动，根据可知，拉力做功功率是

C错误；
D．由上述可知，斜面机械效率是

D错误。
故选B。

13．如图所示，用甲、乙滑轮组在相似时间分别将A、B物体匀速提高相似高度，已知物体受到重力，滑轮组机械效率。忽视绳重和摩擦，下列判断对是（　　）

A．甲滑轮组动滑轮比乙重 B．甲滑轮组总功率比乙小
C．甲滑轮组有用功比乙少 D．两滑轮组绳端移动距离相等
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，甲滑轮组绳子股数为2，乙滑轮组绳子股数为3，A、B 物体匀速提高相似高度h，则甲滑轮组绳子自由端运动2h，乙滑轮组绳子自由端运动3h，A、B 物体匀速提高相似高度h，而，因此甲滑轮组有用功比乙多，即

而，由可知

又由于时间相似
因此

忽视绳子和摩擦，滑轮组机械效率为

则

又由于，则

又由于因此

A．甲滑轮组动滑轮比乙重，故A项符对；
B．甲滑轮组总功率比乙大，故B项错误；
C．甲滑轮组有用功比乙多，故C项错误；
D．甲滑轮组绳端运动长，故D项错误。
故选A。

14．如图甲所示装置，A是重15N空吊篮，绳子B和C能承受最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg小张同学将A提高到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升速度v随时间变化关系如图丙所示。忽视绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论对是（　　）

A．动滑轮重力为9N
B．第2s内拉力F功率为40W
C．此装置最多能匀速运载80N货物
D．此装置提高重物最大机械效率为85%
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则根据

即

解得
G动=5N
故A错误；
B．第2s内绳子自由端速度为

第2s内拉力F功率为

故B对；
C．当拉力最大为50N时，可以拉动物重为

绳子B不停，故C对；
D．由C可得，重物最重为80N，则最大机械效率为

故D错误。
故选BC。

15．用图所示装置将重为为800N正方体石料A从水中提高出来。在卷扬机对绳子拉力作用下，使A经历了三个过程∶过程I为A浸没在水中竖直匀速上升过程，过程Ⅱ为A上表面刚露出水面到下表面刚离开水面竖直匀速上升过程，过程Ⅲ为A在空中竖直匀速上升过程。过程I中卷扬机对绳子拉力大小为F=500N。若不计绳重和轮与轴间摩擦，不计水中提高时水对A阻力，不计A被提出水面所带水质量，下列判断中对是（　　）

A．若过程I和过程Ⅱ中提高A高度相似，则两过程中动滑轮所做有用功相似
B．过程I和过程II中卷扬机对绳子拉力大小相似
C．过程Ⅲ中提高A机械效率η一定不不小于80%
D．此装置中动滑轮重力不小于200N
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．过程I、Ⅱ中动滑轮提供拉力等于A重力减A受到浮力，但过程Ⅱ中物块排开水体积变小，则浮力不停变小，拉力增大，提高相似高度，由可知过程I中动滑轮所做有用功与过程Ⅱ中动滑轮所做有用功不相等，故错误；
B．过程I和过程II中动滑轮提供拉力大小不一样，由

可知卷扬机对绳子拉力大小不一样，故错误；
CD．过程I中

过程Ⅲ中

又由于

则

故CD对。
故选CD。

16．如图所示，竖直固定测力计下端挂一种滑轮组，已知每个滑轮重均为30N，滑轮组下端挂有质量为30kg物体B，滑轮组绳末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左力F拉动物体A，可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升速度大小为6cm/s。若不计绳重及绳与滑轮摩擦，g取10N/kg，则下列说法中对是（ ）

A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N
B．F大小为220N
C．F做功功率为42W
D．提高物体B时滑轮组机械效率约为90. 9%
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体B重力

由图可知，，不计绳重及滑轮摩擦，A右侧绳子对滑轮组拉力

因A物体向右做匀速直线运动，则由二力平衡条件可得A物体所受滑动摩擦力

故A错误；
B．用水平向左力F拉动A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，因A对桌面压力不变、接触面粗糙程度不变，则A受到摩擦力大小不变，又由于A右侧绳子对A拉力和对滑轮组拉力由同一根绳子承担，因此两个拉力大小相等，由力平衡条件可得，此时水平向左拉力

故B对；
C．拉力端移动速度

拉力做功功率

故C错误；
D．匀速提高物体B时，A对滑轮组拉力

由于滑轮组机械效率

因此此时滑轮组机械效率

故D对。
故选BD。

17．高台上电动车通过如图滑轮组将重力为G物体匀速提至高台上（不计绳重和滑轮间摩擦），用时为t，已知整个过程中电动车速度为v，受到水平地面摩擦力为Ff，滑轮组机械效率为η。则下列说法中对是（　　）

A．电动车牵引力等于水平地面摩擦阻力Ff
B．此过程中物体克服重力做功Gvt
C．绳对车拉力为
D．电动车牵引力功率（+Ff）v
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动车匀速提高物体，处在平衡态，受平衡力作用，故电动车水平向左牵引力等于向右水平地面摩擦阻力Ff与绳子拉力之和，A选项错误；
B．由图可知动滑轮缠绕绳子股数n=2，则物体竖直方向上移动速度为

物体竖直方向上移动高度为

克服重力做功

B选项错误；
C．由滑轮组效率

得绳对车拉力为

C选项对；

D．由平衡力关系得电动车牵引力为

电动车牵引力功率

D选项对。
故选CD。

18．为运送物体搭制斜面如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上力F把一种重为G物体由斜面底端以速度v匀速拉到顶端。下列说法中对是（　　）

A．整个过程中拉力F所做有用功
B．整个过程中拉力F所做总功
C．若斜面机械效率为η，则拉力
D．若斜面机械效率为η，则物体与斜面间摩擦力
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A．使用斜面目是提高重物，因此克服物体重力所做功是有用功，即，A对；
B．使用斜面时，所做额外功就是克服物体与斜面间摩擦力做功，即；根据总功、额外功和有用功关系可得，总功

B错误；
C．斜面所做总功是，若斜面机械效率是η，那么

变换可得

C对；
D．由上述可知

即

变换可得物体与斜面间摩擦力是

D对。
故选ACD。

19．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G1=G2重物至相似高度h，若所用拉力F1=F2，已知甲机械效率50%，则（不计绳重及摩擦）（ ）

A．乙机械效率75%
B．乙机械效率80%
C．拉力F1做功与拉力F2做功之比3：2
D．甲、乙两个滑轮组中动滑轮重力之比3：1
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．已知甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提高至相似高度，由公式可知，甲、乙两个滑轮组所做有用功相似；甲图滑轮组绳子股数n=3，故S甲=3h，乙图滑轮组绳子股数n=2，故S乙=2h，而拉力F1=F2，则甲、乙两个滑轮组所做总功为

因此甲机械效率为

乙机械效率为

由于，，因此

故A对，B错误；
C．拉力F1做功与拉力F2做功之比为

故C对；
D．由于

化简得，由

解得，因此
G动1：G动2=G：=3:1
故D对。
故选ACD。

20．如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现运用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动（运动过程中一直未碰到定滑轮）。已知A体积为0.2m3，密度为0.4×103kg/m3．动滑轮重为300N，电动机工作时拉绳子功率为1.5×103W且保持不变，不计绳重、摩擦和水阻力，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，下列说法中不对是（　　）

A．物体向下运动最小速度3m/s
B．物体A浸没在水中时受到浮力为2×103N
C．物体A向下运动过程中，电动机拉着绳子力先变大，后不变
D．物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率最大值为80%
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
B．由懂得，A质量
mA＝ρAVA＝0.4×103kg/m3×0.2m3＝80kg
由 懂得，A重力
GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N
由于A浸没在水中，声音，
V排＝VA＝0.2m3
A浸没在水中受到浮力
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3＝2×103N
故B对，不符合题意；
A．当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子拉力也最大，不计绳重、摩擦和水阻力，则电动机对绳子最大拉力

由懂得，绳子自由端运动最小速度

则物体向下运动最小速度

故A错误，符合题意；
C．由于电动机对绳子拉力，而物体A向下运动过程中，浮力先变大、后不变，因此，电动机拉着绳子力先变大，后不变，故C对，不符合题意；
D．当A完全浸没后，滑轮组受到拉力最大，此时滑轮组机械效率最大，有用功
W有用＝（F浮﹣G）h
总功
W总＝Fs＝（F浮﹣G+G动）×3h＝（F浮﹣G+G动）h
滑轮组机械效率最大值

故D对，不符合题意。
故选A。