专题17 机械效率计算题-决战中考物理二轮复习学案(原卷版)

1、 计算题是物理中考的主要内容，在中考试卷中占有很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在中考题中常被列为压轴题目

2、。计算题的特点是：(1)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。(2)知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。(3)应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。1.计算题解题步骤第一步：认真审题。明确现象和过程，确定给出的条件或题

3、目中隐含的条件。第二步：找关系。也就是针对题目内容分析综合，确定解决问题的方向，选择适合的规律和公式，找准相关物理量之间的关系。第三步：列出表达式。这一步是在明确了各个已知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式。第四步：代人数据求解。这一步是把所用到的已知物理量的单位统一后，把已知量的数据代人计算式中，通过正确运算，得出答案。同时对答案进行合理化验证，最后确定正确答案。 2.解答方法(1)简化法：这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理，找出题目中的相关环节或相关点，使要解决的复杂的问题突出某个物

4、理量的关系或某个规律特点。这样使复杂得到简化，可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱，把要解答的问题解决。(2)隐含条件法：这种方法是通过审题，从题目中所叙述的物理现象或给出的物理情境及元件设备等各个环节中，挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件，这种挖掘隐含条件能使计算环节减少，而且所得到的答案误差也小。(3)探索法：这种方法是在题目所给的实际问题或情境中抽象出来的。判断出所涉及或应用的物理模型，然后运用相对应的物理概念、物理规律和物理公式，通过计算得出要求解的正确答案。(4)极值法：这种方法也叫端点法。它对不定值问题和变化范围问题的解答有重要的实用价值。用这种方法解答问题时，应改弄清要研

5、究的是哪个变化的物理量的值或者是哪个物理量的变化范围，然后确定变化的规律或方向，最后用相对应的物理规律或物理概念，一个对应点一个对应点地计算取值。（5）应用类分析法：运用数学工具解决物理问题，是物理解题的重要手段。许多设计、推理的应用题，都是建立在计算的基础上。主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。例如有两个未知物理量，我们可以根据题目的数据建立两个方程，然后求解未知量。机械效率的计算题是中考的常考题型，同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功又是总功，就能正确快速地解题。w1.机械效率计算公式：h = 有用。100%w总2.滑轮组的机械效率

6、（1）滑轮组（竖直方向提升物体）： g h（h 为物体提升高度，f 为拉力，s 为绳子自由端走的距离）。h=fsfl（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：h =（f 为摩擦力，l 为物体移动距离，f 为拉力，s 为绳子自fs由端走的距离）。gh3.斜面的机械效率：h =(h 为斜面高，s 为斜面长，g 为物重，f 为沿斜面对物体的拉力)。fs一、填空题 【典例 1】（2017烟台）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用 3m 长的斜面，把 120kg 的重物提高 1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为 500n，斜面的机械效率为 ，重物受到的摩

7、擦力为 。（g 取 10n/kg）（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：w =gh=mgh=120kg10n/kg1m=1200j；fs=mgh=1200j，有1200j解得：。= 400nf =3m（2）人所做的总功：w =fs=500n3m=1500j，总斜面的机械效率：h =；w1200j1500j=80%有w总fs -gh 1500j -1200j（3）w =w +w ，即：fs=gh+fs，所以；=100nf =总有额s3m答：（1）人做有用功为 1200j；（2）斜面的机械效率为 80%；（3）摩擦力为 100n。【答案】（1）人做有用功为 1200j

8、；（2）斜面的机械效率为 80%；（3）摩擦力为 100n。二、选择题【典例 2】（2017德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重 1n，小强用 6n 的拉力 f 通过该滑轮组匀速拉起重 10n 的物体，物体沿竖直方向上升 0.4m此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。a0.4j、83.3%；b0.8j、91.7%；c0.8j、83.3%；d0.4j、91.7% 【答案】c。三、综合计算题【典例 3】（2017泰安）如图是工人利用滑轮组提升重为 810n 物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为 0.1m/s，工人拉力 f 的功率为 90w，物体上升 10s 拉力 f 克服滑轮组的摩擦做的功

9、是 60j，不计绳重。求：（2）滑轮组的机械效率；（3）滑轮组中的动滑轮的重力。【解析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据 v =nv 求出绳端移动的速度；（2）根据p = fv绳物w有wgh g=fs nf求出滑轮组自由端的拉力 f；根据h求出滑轮组的机械效率；（3）根据 s=nh 求出绳端移=总动的距离，根据 w=fs 求出总功，根据 w=gh 求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利用 w =g h 可求动滑轮的重轮轮力。（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v =nv =30.1m/s=0.3m/s

10、；绳物p9 0w（2）根据可得，工人的拉力：，= 300np = fv=fv绳0.3m / sw有wgh g=810n滑轮组的机械效率：h；= 90%=fs nf 3300n总（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s10s=1m，拉力做的有用功：w =gh=810n1m=810j，有用 一、填空题1.（2017德阳）某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力 f 为 400n，并能用 10s 的时间将 96kg 的重物匀速提升 2m，则拉力 f 的功率为重和摩擦，取 g=10n/kg）w，此时滑轮组的机械效率为%。（不计绳1题图2题图2.（2017襄阳）质量为 60kg 的工人用

11、如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g=10n/kg）（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是；（2）若工人在 1min 内将货物匀速向上提高了 6m，作用在钢绳上的拉力为 400n，求拉力的功率。（3）求动滑轮受到的重力。（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？3.（2017怀化）如图所示，小张用 5n 的拉力将重为 10n 物体在 10s 内匀速提升了 0.1m，则该滑轮组的机械效率为，拉力的功率是w。 3 题图4 题图4.（2017天津）利用如图所示的滑轮组，在 5s 内将重为 360n

12、 的物体匀速向上提起 2m，作用在绳端竖直向上的拉力 f 为 150n，该滑轮组的机械效率是5.（2017徐州）如图所示，用动滑轮提升重物，使用动滑轮的好处是簧测力计示数如图所示为 n，则动滑轮的机械效率为，拉力 f 的功率是w。若物体重为 4n，弹。5 题图6 题图6.（2017南京）如图所示，物体重 180n，动滑轮重 10n，小明用 100n 的拉力（方向不变）将物体匀速提升 2m，用了 10s，则此过程中有用功是 j，额外功是 j，拉力的功率是 w，滑轮组的机械效率是二、选择题。7.（2017滨州）（多选题）在斜面上将一个质量为 5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为

13、 40n，斜面长 2m、高 1m；把重物直接提升 h 所做的功作有用功（g 取 10n/kg）。下列说法正确的是（ ）。a物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用；b做的有用功是 50j；c此斜面的机械效率为 62.5%；d物体受到的摩擦力大小为 10n8.（2017岳阳）如图，用 300n 的力将重为 500n 的物体在 10s 内匀速提升 2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）。a绳子自由端移动的距离为 6m；b动滑轮重 100n；c拉力做功的功率为 100w；d滑轮组的机械效率为 60% 8题图9图图9.（2017遵义）建筑工人用如图所示的滑轮组，在 4s 内将重为 1500n 的物体沿水

14、平方向匀速移动 2m的过程中，所用的拉力大小为 375n，物体受到水平地面的摩擦力为物重的 0.4 倍在此过程中下列说法正确的是（ ）。a绳子自由端沿水平方向移动了 6m；b物体受到的拉力为 750n；c拉力 f 的功率为 750w；d滑轮组的机械效率为 80%10.（2017郴州）利用如图所示的滑轮组，用 f=1000n 的力拉绳子自由端，货物 a 以 0.1 m/s 的速度匀速直线运动 l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为 75%。求：（1）货物 a 在 10 s 内移动的距离；（2）这个过程中拉力 f 的功率；（3）水平地面对货物 a 的摩擦力大小。10 题图11 题图11.（2017

15、陕西）如图所示，某工地用滑轮组将重为 5000n 的货物匀速提升 6m，所用时间为 20s，在绳的末端所用拉力为 2200n，下列说法错误的是（ ）。am 处滑轮的作用是改变力的方向；b提升货物过程中的有用功是 3104j；c拉力的功率为 660w；d若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大 三、综合计算题12.（2017北京）图是用滑轮组提升建筑材料a 的示意图，在竖直向下的拉力f 作用下，使重 900n 的建筑材料a 在5s 的时间里匀，速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中，拉力f为500n，滑轮组的机械效率为，拉力f 做功的功率为p。求：（1）滑轮组的机械

16、效率；（2）拉力f 的功率p。12 题图13 题图13.（2017大庆）如图所示，在水平地面上放着物体 a，a 与地面的接触面积为 0.14m ，对地面的压强2为 3000pa，用滑轮组匀速提升物体 a 时，滑轮组的机械效率是 84%（不计绳重和摩擦，g=10n/kg）。求：（1）物体 a 的质量 m 和动滑轮的质量 m。a（2）用此滑轮组使物体 a 以 0.2m/s 的速度匀速上升，在 5s 的时间内，人拉力做的功是多少？14.（2017深圳）如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂一幅质量为4kg，

17、动滑轮、杆和晾衣架总质量为 1kg。小燕同学用力 f 拉动绳子自由端，在 5s 时间内使衣服匀速上移 0.5m（g=10n/kg，不计绳重和摩擦）求：（1）绳子自由端拉力 f 的大小；（2）拉力所做的功 w；（3）拉力的功率 p；（4）整个过程中机械效率 15.（2017河南）如图所示，工人用斜面向上、大小为500n 的推力，将重 800n 的货物从 a 点匀速推至 b 点；再用 100n 的水平推力使其沿水平台面匀速运动 5s，到达 c点。已知 ab 长 3m，bc 长 1.2m，距地面高 1.5m。试问：（1）利用斜面搬运货物主要是为了（2）货物在水平面上运动的速度为多少？（3）水平推力做

18、功的功率为多少？（4）斜面的机械效率为多少？；16.（2017泰州）工人师傅要将质量 100kg 的木箱搬到 1.5m 高的车厢里，他将一块 5m 长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400n 的拉力在 10s 内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，（g=10n/kg）求：（1）工人所做的有用功；（2）工人做功的功率；（3）斜面的机械效率17.（2017衡阳）如图所示是某型起吊装置示意图。在某次打捞过程中，使用该装置将质量为 4.810 kg3工作电流为 50a，电动机对钢绳的拉力 f 为 1.910 n，滑轮组的机械效率为 50%，已知水413（2）钢绳拉力 f 在 10 秒内做的功；1（3）物体 a 所受拉力 f 的大小；2（4）物体 a 的密度。 18.（2017威海）图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的16 楼，他乘电梯从 1 楼匀速升到 16 楼用时 50s，已知每层楼的高度为 3m。小明重 600n，轿厢重 5400n，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此时程，解答下列问题。（1）拉力 f 的功率为多大？（2）动滑轮 a 提升小明的机械效率为多少？（3）图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路