中考物理复习《机械效率的计算》专项综合练习含答案

由天下分享时间：2025/2/2 3:21:05 加入收藏我要投稿点赞

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题

1．如图甲所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。此过程中，电动机拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。已知A的体积为0.1m3，密度为0.4×103kg/m3，动滑轮重为300N。不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg。下列说法中正确的是（）

A．物体A向下运动过程中，电动机拉着绳子的力逐渐变大 B．物体A受到的最大浮力为400N C．物体A向下运动的最小速度为0.2m/s

D．物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为82.4% 【答案】C 【解析】【分析】【详解】

A．由图可知，承担物重的绳子段数n?3，电动机拉着绳子的力

F?1(G?F浮?GA) n动物体A向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故A错误；

B．物体A完全浸没在水中时受到的最大浮力，为

F浮??液gV排?1?103kg/m3?10N/kg?0.1m3?1000N

故B错误； C．由??m得，A的质量 VmA??AVA?0.4?103kg/m3?0.1m3?40kg

A的重力

GA?mAg?40kg?10N/kg?400N

当A完全浸没时绳子对物体A的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力

11F???F浮?GA?G动????1000N?400N?300N??300N

33由图乙可知，电动机工作时拉绳子的功率且保持不变，为

P?由P?W180J??180W t1sWFs??Fv可知，绳子自由端运动的最小速度 ttv绳?P180W??0.6m/s F300N则物体向下运动的最小速度

11v?v绳??0.6m/s?0.2m/s

33故C正确；

D．当A完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功

W有用??F浮?GA?h

总功

W总?Fs?滑轮组机械效率的最大值

1F浮?GA?G动??3h??F浮?GA?G动?h ?3??W有用W总F浮?GA1000N?400N????100%?66.7%F?G?G1000N?400N?300NF?G?Gh?浮A动?A浮动浮?F?GA?h

故D错误。故选C。

2．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。

【答案】4 5 3 【解析】【分析】

不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等；可由Gh?Fs求出拉力；已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功，再由W总?Fs求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh?Fs求出拉力，然后与实际施加的拉力比较即可求出

物体与斜面之间的摩擦力。【详解】

[1]不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等，所以有

Gh?Fs

则拉力F为

F?[2]用手做的有用功

Gh8N?0.2m??4N s0.4mW有?Gh?8N?0.2m?1.6J

已知机械效率??80%，根据??W有可得，此时拉力F做的总功 W总W有W总?则由W?Fs可得，此时拉力F为

??1.6J?2J 80%F?W总2J??5N s0.4m[3]使用另一斜面，若不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh?Fs可得，此时的拉力为

G?h?3?25N??15N s?5由于该物体受到摩擦力的作用，则实际拉力F???18N，所以摩擦力

f?F???F??18N?15N?3N

F??

3．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??W有W总=2700J?90%， 3000J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f?W额s?300J?75N， 4m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．

4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲_____η乙；若FA=FB，则GA_____GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞＜【解析】【分析】【详解】

不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：η=

×100%=

×100%，因物体的重力G越大，

1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；由图可

知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB．

5．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，能同时接“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。已知蓄电池的电压为24V保持不变，R2的阻值为10Ω，电动机的额定功率为100W，额定电压为24V。请解答下列问题：

（1）当开关S1和S2同时接_______时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是通过改变电动机线圈中的_________实现的；

（2）当电动轮椅后退时，电流表示数为1A，此时电动机的实际功率是_____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的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有80%转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是___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，这说明电路中的电流可以变化，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，观察电路图，当开关S1和S2同时接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。