苏科版九年级全册5 机械效率课后复习题

江苏省苏州市2020-2022三年中考物理模拟题精选知识点分类汇编-10滑轮组的机械效率（选择、填空题）

一、单选题

1．（2020·江苏苏州·校考一模）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度．若G1=G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是

A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2 B．F1＞F2 η1=η2 P1=P2

C．F1＜F2η1＜η2 P1＜P2 D．F1＜F2 η1＞η2 P1＞P2

2．（2020·江苏苏州·校考一模）如图所示，滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度(不计绳子与滑轮的摩擦和绳重)，下列说法正确的是

A．乙滑轮组所做的总功是甲滑轮组所做总功的两倍

B．乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍

C．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率

D．提升钩码的过程中，乙滑轮组拉力的功率大些

3．（2021·江苏苏州·统考一模）某建筑工地上，一台起重机20s内将重的物体匀速提升6m，起重机吊胃上的滑轮组如图所示，滑轮组的机械效率为75%。下列分析正确的是（　　）

A．拉力F的大小为

B．额外功的大小为

C．拉力F的功率为

D．动滑轮的重力可能为

4．（2020·江苏苏州·苏州市吴江区七都中学校考一模）如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为200N（不计绳重和摩擦），下列说法不正确的是 （　　）

A．绳子自由端拉力的功率是160W

B．滑轮组的机械效率约为75%

C．提升重物的过程中所做的额外功是800J

D．提升的重物变成800N时，滑轮组的机械效率将变大

5．（2021·江苏苏州·苏州市振华中学校校考二模）为了将放置在水平地面上、重的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。则下列选项正确的是（　　）

A．在0~1s内，重物对地面的压强p为200Pa

B．在1~2s内，拉力F做的功W为375J

C．在2~3s内，拉力F的功率P为300W

D．在2~3s内，滑轮组的机械效率保留两位有效数字后为53%

二、填空题

6．（2022·江苏苏州·统考一模）如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在5s内上升2m的过程中，人所用的拉力为120N。此过程中，小明做的额外功是______J，拉力的功率是______W，滑轮组的机械效率是______。（保留一位小数）

7．（2020·江苏苏州·统考三模）用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为_____________W，该装置的机械效率是_________%．若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为________N．

8．（2020·江苏苏州·校考一模）如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm．所用的拉力F=5N，所做的有用功为________J，机械效率为________，当改为提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率为________．（忽略绳重和滑轮与轴的摩擦）

9．（2020·江苏苏州·校考模拟预测）用图示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm。所的拉力F＝5N，所做的有用功为______J，机械效率为______。当改为提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率为______（不计绳重及摩擦）。

10．（2020·江苏苏州·校考一模）某建筑工地一体重为600N的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，已知绕滑轮组的绳子能承受的最大拉力是700N，不计摩擦与绳重。（g=10N/kg）求：

(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0.04m2，货物对地面的压强为______；

(2)拉力F的功率______；

(3)此滑轮组的机械效率______；

(4)最多能提出的货物______N。

11．（2020·江苏苏州·校考一模）如图，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮组在10 s内将重为40 N的物体匀速提升2 m，已知拉力F为25 N，装置中每个滑轮重相同，则动滑轮重为______，在这个过程中拉力做功功率是______，滑轮组的机械效率是______。若匀速提升重为80 N的物体，则这个滑轮组的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

12．（2022·江苏苏州·校联考三模）用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，则绳子自由端移动的距离为_____m；若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是_____J； 若实际拉力F=4N，则该滑轮组的机械效率为_____．

13．（2022·江苏苏州·苏州高新区实验初级中学校考一模）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功，则：该滑轮组的机械效率为______；当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，则：提升货物的重为______N。

14．（2021·江苏苏州·校联考一模）用如图所示的滑轮组将重20N的货物匀速提升1m，用时5s，所用拉力F＝12.5N。不计绳重及摩擦，则动滑轮重为______N，拉力做功的功率为______W，滑轮组的机械效率为______%。

15．（2021·江苏苏州·苏州草桥中学校考一模）边长为0.5m的正方体，质量为80kg，当它静止在水平地面上时，对水平地面产生的压强为_______Pa；现用如图所示的滑轮组来提升该物体，当拉力F为500N时物体刚好能以0.3m/s的速度匀速上升，则此时滑轮组的机械效率为_______，拉力F的功率_______W。（不计绳重及摩擦；g取10N/kg）

16．（2020·江苏苏州·统考模拟预测）用如图所示的滑轮组提升重物，用F=200N的力拉绳子，将重为350N的物体向上匀速提升2m。不考虑绳重及摩擦，则动滑轮的自重为_____N；拉力F做的功为_____J；仅改变下列选项中的哪个条件，该滑轮组的机械效率会发生改变？_____。

A．改变拉力F的大小            B．改变物体的提升速度

C．改变所提升物体的重量        D．改变滑轮组的绕线方法

参考答案：

1．B

【详解】甲滑轮组n是2，乙滑轮组n是3，乙更省力．由于两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，它们的机械效率也相同．在相同时间内做的总功相同，它们的功率也相同．故B正确．

2．B

【详解】A．甲滑轮组所做的总功为

乙滑轮组所做的总功为

故乙滑轮组所做的总功不是甲滑轮组所做总功的两倍，故A选项错误；

B．甲滑轮组所做的有用功为

乙滑轮组所做的有用功为

故乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍，B选项正确；

C．同一个装置，所提的重物越重，有用功占比更大，机械效率越大，故C选项错误；

D．乙组的总功比较大，但是时间未知，功率是指的做功快慢的物理量，故拉力功率无法比较，D选项错误。

故选择B。

3．B

【详解】A．拉力做的有用功

W有=Gh=1.5×104N×6m=9×104J

拉力做的总功

W总=

由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离

s=nh=2×6m=12m

拉力

F=1×104N

故A错误；

B．额外功的大小

W额=W总-W有=1.2×105J-9×104J=3×104J

故B正确；

C．拉力F的功率

故C错误；

D．不考虑绳重和一切摩擦时，动滑轮的重力

G动=nF-G=2×1×104N-1.5×104N=5×103N

考虑绳重和摩擦时，动滑轮的重力小于5×103N，故D错误。

故选B。

4．C

【分析】(1)由图知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力做功，知道时间，利用求拉力功率；

(2)提升重物的过程中W总=W有+W额，据此求额外功；

(3)利用W=Gh求有用功，滑轮组的机械效率；

(4)增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重。

【详解】A．由图知n=2，不计绳重和摩擦，则拉力

拉力端移动距离

s=2h=2×2m=4m

总功

W总=Fs=400N×4m=1600J

拉力的功率

故A正确，不符合题意；

B．有用功

W有=Gh=600N×2m=1200J

滑轮组的机械效率

故B正确，不符合题意；

C．提升重物的过程中所做的额外功

W额=W总−W有=1600J−1200J=400J

故C错误，符合题意；

D．当提升重物的重力增大为800N，做的有用功就变大，而额外功不变，有用功和总功的比值变大，故滑轮组的机械效率变大，故D正确，不符合题意。

故选C。

5．C

【详解】A．观察图丙可知，在0~1s内，重物的速度为零，则重物处于静止状态，平衡状态，受力平衡，以重物和动滑轮为一个整体，进行受力分析，它们受到自身的重力作用、地面对重物向上的支持力作用、三条绳子对动滑轮的拉力作用，而从图乙可知，0~1s时，拉力的大小是30N，则可得

要想知道支持力的大小，需要求出动滑轮的重力；再观察下图丙，1~2s时，重物的速度在不断变大，不是匀速运动，2~3s时，重物的速度保持不变，则是匀速运动，处于平衡状态，受力平衡，这时重物也离开了地面，地面对它不存在支持力，以重物和动滑轮为一个整体，进行受力分析，它们受到自身的重力作用、三条绳子对动滑轮的拉力作用，而从图乙可知，2~3s时，拉力的大小是40N，三条绳子托着动滑轮，则可得到

可解得；由上述式子可知

力的作用是相互的，地面对重物的支持力大小等于重物对地面的压力大小，则0~1s内重物对地面的压力大小

重物与地面的接触面积，根据压强公式可知，在0~1s内，重物对地面的压强

在0~1s内，重物对地面的压强是600Pa，故A错误；

B．从图丁可以看到，在1~2s内，重物上升的高度为1.25m，三条绳子托着动滑轮，则拉力绳端移动的距离

再观察图乙，在1~2s内，拉力大小是50N，根据可知，拉力F做的功

在1~2s内，拉力F做的功为187.5J，故B错误；

C．从图乙可以看到，在2~3s内，拉力F的大小是40N，再从图丙可以看到，在2~3s内，重物速度大小是2.5m/s，速度大小不变，是匀速运动，则拉力绳端速度

根据可知，在2~3s内，拉力F的功率

在2~3s内，拉力F的功率是300W，故C正确；

D．从图丁可以看到，在2~3s内，重物上升的高度

重物的重力是100N，则在2~3s内，滑轮组做的有用功

滑轮组做的有用功是250J；从图乙可以看到，在2~3s内，拉力的大小是40N，这段时间重物上升的高度是2.5m，从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，则拉力绳端移动的距离

滑轮组做的总功

在2~3s内，滑轮组的机械效率

即在2~3s内，滑轮组的机械效率保留两位有效数字后为83%，故D错误。

故选C。

6．     80     96     83.3%

【详解】[1]由图可知滑轮组绳子段数为2，上升高度h=2m时，拉力移动的距离为

s=nh=22m=4m

有用功为

W有=Gh=200N2m=400J

拉力做的总功为

W总=Fs=120N4m=480J

则滑轮组的额外功为

W额=W总-W有=480J-400J=80J

[2]时间t=5s，可知拉力的功率为

[3]滑轮组的机械效率为

7．     15     80     20

【详解】绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×3m＝6m，拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×6m＝300J，则拉力的功率：P＝＝15W．拉力做的有用功：W有＝Gh＝80N×3m＝240J，则该装置的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%．不计绳重及摩擦，由F＝（G+G动）可得动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×50N﹣80N＝20N．

点睛：（1）先根据s＝2h求出绳子自由端移动的距离，然后根据W总＝Fs拉力做的总功，最后根据P＝求出拉力的功率；（2）先根据W有＝Gh求出拉力做的有用功，然后利用η＝×100%求出该装置的机械效率；（3）不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力．

8．     2.4     80%     85.7%

【详解】[1]提升12N的重物做的有用功：

W有用=Gh=12N×0.2m=2.4J

[2]滑轮组的动滑轮绕3段绳，绳子自由端移动的距离：

s=3h=3×0.2m=0.6m，

总功：

W总=Fs=5N×0.6m=3J，

机械效率

η==80%

[3]忽略绳重和滑轮与轴的摩擦，F=（G物+G动），

G动=3F-G物=3×5N-12N=3N，

忽略绳重和滑轮与轴的摩擦，滑轮组机械效率：

η=

提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率为

η′=≈85.7%

9．     2.4     80%     85.7%

【详解】功的计算，机械效率的计算

分析：

知道物重、提升的高度、拉力和滑轮组的结构（s=nh），可以求出有用功、总功、额外功、机械效率；因为忽略摩擦阻力时，，据此可求动滑轮重力；则提升17N的重物时的机械效率可以利用计算。

解答：

提升12N的重物做的有用功：W有用=Gh=12N×0.2m=2.4J，由图知道s=3h=3×0.2m=0.6m，W总=Fs=5N×0.6m=3J，机械效率

∵忽略摩擦阻力时，

∴G滑轮总=nF-G物=3×5N-12N=3N。

∵忽略摩擦阻力时，

∴则提升17N重物时的机械效率为：=85.7%

故答案为：2.4；80%；85.7%。

10．          40W     80%     1000N

【详解】(1)[1]提升前货物对地面的压强

(2)[2]绳子自由端的速度

拉力F的功率

(3)[3]滑轮组的机械效率

(4)[4]动滑轮的重力

已知绕滑轮组的绳子能承受的最大拉力是700N，但是装卸工人的重力为600N，所以能施加的拉力最大是600N，则最多能提出的货物

11．     10N     10W     80%     变大

【详解】[1]不计绳重和摩擦，动滑轮上绳子为2股，拉力

F=(G物+G动)

25N=(40N+G动)

G动=10N

[2]拉力做的功

W总=Fs=25N2×2m=25N×4m=100J

拉力做功功率

P==10W

[3]滑轮组的机械效率

η==80%

[4]由

η=

可知，滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关，动滑轮重力不变，物体重力变大，机械效率将变大。

12．     0.6     1.8     75%

【详解】[1]如图的滑轮组，由三段绳子拉着物体，所以绳子自由端移动的距离为物体A移动距离的3倍，即

[2]若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是

[3]若实际拉力，总功为

则该滑轮组的机械效率为

13．     80%     1020

【详解】[1]过程中做的有用功为

则该滑轮组的机械效率为

[2]额外功占总功的15%，故有用功占总功的85%，由图可知，绳子的股数为n=3，故此时滑轮组的机械效率可以表示为

已知此时的拉力为

14．     5     5     80

【详解】[1]由图知，动滑轮上绳子的有效段数n＝2，不计绳重及摩擦，由F＝(G+G动)可得，动滑轮的重力

G动＝2F﹣G＝2×12.5N﹣20N＝5N

[2]将重20N的货物匀速提升1m，则做的有用功

W有用＝Gh＝20N×1m＝20J

绳端移动的距离

s＝2h＝2×1m＝2m

拉力做的总功

W总＝Fs＝12.5N×2m＝25J

拉力做功的功率

P＝＝＝5W

[3]滑轮组的机械效率

η＝×100%＝×100%＝80%

15．     3200     80%     300

【详解】[1]正方体对水平地面的压力

F=G=mg=80kg×10N/kg=800N

正方体与地面的接触面积

S=0.5m×0.5m=0.25m2

正方体对水平地面的压强

[2]由图知，n=2，滑轮组的机械效率

[3]拉力端移动的速度

v=2×0.3m/s=0.6m/s

拉力做功功率

16．     50     800     C

【详解】[1]不考虑绳重及摩擦，则动滑轮的自重为

[2]拉力F做的功为

[3]A．改变拉力F的大小，有用功和额外功不变，所以机械效率不变，故A项不符合题意；

B．改变物体的提升速度，有用功和额外功不变，所以机械效率不变，故B项不符合题意；

C．改变所提升物体的重量，有用功变大而额外功不变，所以机械效率变化，故C项符合题意；

D．改变滑轮组的绕线方法，有用功和额外功不变，所以机械效率不变，故D项不符合题意。

故选C。