2024年中考物理复习 机械效率计算题3

机械效率综合题

1.如图所示，一名体重为700N、双脚与地面接触面积为0.04m2的人站在水

平地面上，他用500N的拉力，在20s内将800N的重物匀速提升1m.求：

（1）拉重物前，人对地面的压强；

（2）拉力做功的功率；

（3）滑轮组的机械效率.

2.如图所示，重为100N的物体A在拉力F=5N作用下沿水平面做匀速直线运动,

已知滑轮组机械效率为60%,物体A运动的速度为0.5m/s。求:

（1）物体运动20s,绳子移动的距离;

（2）物体受到的摩擦力；

F-5N

（3）拉力的功率

3.如图所示，斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从

其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。求：

（1）拉力所做的功；

（2）拉力的功率；

（3）斜面的机械效率；

（4）物体受到的摩擦力.

4.如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上

受到的滑动摩擦力为重力的04倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量

为2kg时，滑轮组的机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求：

(1)物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；

(2)动滑轮的重力；

⑶物体质量为10kg,以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力歹的功率。

5.某科技小组设计了如图甲所示的装置,将水中长方体A匀速提升至空中,所用拉

力厂与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示。已知A的质量为68kg,

底面积为0.08租2,水的密度为1.0xl03kg/m3,g取10N/kg,不计绳重、摩擦和水的

阻力。求：

(1M受到的重力；

(2)A离开水面后滑轮组的机械效率;

(3)动滑轮的总重；

(4)A的密度。

2

6.如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为0,

0A:0B=l:2,每个滑轮重100N,当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速

拉动绳子时。(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)求：

(1)工人对地面的压力；

(2)物体M对地面的压力.

7.如图是小明设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图，电动机固定在地面.0为

杠杆BC的支点,C0:0B=l：2.配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端,质量为300kg,

底面积为0.05m2,每个滑轮重为100N;均匀实心文物的密度为8xlO3Kg/m3,质量为

80kg.绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物A的阻力均忽

略不计，文物A一直匀速上升.求：

⑴在文物还未露出水面时，求此时文物A所受到的浮力及电动机拉力F的大

小;(假定B端静止)

(2)在文物还未露出水面时,滑轮组的机械效率；

(3)当文物A在空中被匀速提起上升时，电动机拉力功率为5kW.求卷扬机拉动钢

丝绳的速度.

(4)当文物A出水后，配重E对地面的压强.

3

8.在一底面积为4m2的圆柱形深井底部，有一体积为2m3,密度为10xl03Kg/m3的贵

重物体，现用如图所示的装置将去打捞上来，若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行

驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉,30s后井底受到的水的压强恰好变化了

2.5xl03pa,(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,g取lON/kg,求:

(1)物体的重力；

(2)物体浸没在水中时受到的浮力；

⑶牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度；

(4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力的功率;

⑸牵引车行驶了30s时，牵引车对绳子的拉力.

9.如图所示，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。已知A的体积为1m3,密度为0.5xl03kg/m3.动滑轮重为1X103N。电

动机工作时拉绳子的功率为L2X103W且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，

求：

(1)A的重力；

(2)A浸没在水中受到的浮力；

(3)A向下运动的最小速度；

(4)A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。

4

10.小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在水平面上的不

同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为

1m.根据测量结果画出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图

像，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：

(1)由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？

(2)当滑轮组的机械效率为75%,物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的

有用功率是多大？

(3)当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还

能用此滑轮组拉动物体吗?用计算结果说明。

11.如图甲所示，滑轮组通过轻质弹簧悬挂于。点，下端悬挂一柱形物体并浸没

于装有水的柱形容器中，物体上表面恰好与水面相平，绳子A端固定，忽略滑

轮重、绳重及摩擦，已知容器底面积为200cm2,水深20cm,物体的底面积为

100cm2,高为12cm,重为24N,p水=1.0xl03kg/m3,g取10N/kgo

(1)求水对容器底的压强。

(2)求水对物体的浮力大小。

(3)求弹簧所受拉力的大小。

(4)若要使柱形物体有2的长度露出水面，需打开阀门K放出多少kg的水？

(题中弹簧所受拉力F与其伸长量Ax的关系如图乙所示)

乙

5

12.图甲所示，杠杆MN可绕固定点0在竖直平面内转动,OM:ON=1:3,物体A用细

绳挂在杠杆M端,某同学在杠杆N端通过细绳用F=150N竖直向下的力使物体A

离开地面，杠杆在水平位置平衡;如图乙所示，卷扬机固定在工作台上，通过细绳与

滑轮组相连，工作时可将滑轮组匀速提升,滑轮组自由端固定在地面上(杠杆和细

绳的质量不计，绳与滑轮轴之间的摩擦不计,g取10N/kg.求：

(1)物体A所受到的重力；

(2)把物体A挂在滑轮组下提升3m时,卷扬机上绳子移动的距离；

(3)若每个滑轮的重力为30N,提升物体A时,卷扬机的机械效率.

工作台

甲Z

13.小段用如图所示装置,使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起,

滑环C可在光滑的滑杆上自由滑动。已知合金密度p=l.lxl04kg/m3;所用拉力F

为500N,且始终竖直向下;O为支点，且AO=4OB,动滑轮的机械效率为75%。若杠

杆质量、杠杆与支点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面,g取10

N/kg,p=1.0xl03kg/m3求：

水Jo

(1)当拉力F向下移动距离为1.2m时，拉力F对杠杆所做的功?此时绳子对杠杆B

点的拉力？

(2)合金块的体积?

6

14.如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和B、滑轮组、轻

质杠杆CD、电子秤等组成。杠杠始终在水平位置平衡。已知OC:OD=1：2,A

的体积为0.02m3,A重为400N,B重为150N,动滑轮重100N,不计绳重与摩

擦（水的密度为1.0xl03kg/m3,g取10N/kg）o求：

（1）A的密度；

（2）单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率;

（3）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力;

（4）水位上涨过程中，电子秤所受的最大压力。

15.如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画

出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起图乙是钢缆绳对A的拉力随时间

t变化的图象A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25X103N,滑轮组的

机械效率为80%,A上升的速度始终为O.lm/s（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,

不考虑风浪、水流灯因素的影响），求：

（1）长方体A的重力；

（2）长方体A未露出水面时受到的浮力；

（3）长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强；

（4）长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率.

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16.如图甲是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图。工人用竖直向下的拉

力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，物体上升的速度v

随时间变化的图象如图丙所示。已知物体的质量为80kg、体积为

0.02m3,物体沉没在水底时距离水面8m,在4〜8s内物体上升的竖直高度为

2m,绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，动滑轮自

始至终都没浸入水中，p水=1.0x103kg/m3,g=10N/kgo求:

(1)物体浸没在水中时受到的浮力；

(2)物体未打捞前在水中受到的压强；

(3)在8s〜12s内，滑轮组的机械效率；

(4)在0〜4s内，物体对水底的压力。

17、如图所示装置，轻质杠杆AB在水平位置保持平衡，。为杠杆的支点，OA：

OB=1：2,甲、乙两容器中均装有水，物体M浸没在乙容器的水中，且没有碰

到容器底。已知：甲容器中活塞C(含杆AC)的质量m°=lkg,活塞C的横截

面积S=800cm2,水深h]=50cm,h2=40cmo物体M的体积丫乂=lxlO-3m3,

不计摩擦和绳重，g取lON/kgo求：

(1)物体M所受浮力F浮;

(2)活塞C受到水的压力F—

(3)物体M的重力。

8

18、如图甲所示。A为密度大于水的一个实心长方体，B为装有适量水的圆柱形

容器，放置在水平地面上。然后沿固定方向缓慢匀速拉动绳子，使A长方体慢

慢浸入B圆柱形容器的水中。开始时刻，A长方体的下表面刚好与水面相平，

滑轮组绳子自由端的拉力F的大小为9F°,F的大小随终端移动时间t变化的

图象如图乙所示。已知A长方体的体积为3000cm3.B圆柱形容器底面积为

300cm2.匀速拉动绳子的速度为4cm/s,A长方体运动时底部始终与水平面相平

行，且容器中没有水溢出。动滑轮始终未浸入水中，最挂A的细绳足够长，各

处绳子不会被拉断；水的阻力，细绳的质量和体积，滑轮与轴的摩擦力等都忽略

不计：g取10N/kg。求：

（1）第15s时，A长方体受到的浮力；廿

（2）A长方体受到的重力GA；

（2）在0〜30s的整个过程中，水对B容器底的最大压强p,。

19、如图所示，A为直立固定的水管，底部活塞B与水管接触良好且无摩擦，

其中装入适量的水，水不会流出，活塞与水管壁间没有摩擦。活塞通过竖直硬杆

与轻质杠杆OCD的C点相连，。为杠杆的固定转轴。一个滑轮组，其自由端与

杠杆的D点相连。滑轮组下面挂着一个重为G的物体E。当水对活塞的压强为

4xlO3Pa时，杠杆在水平位置平衡。已知OC:CD=1:2,活塞B的横截面积为30cm2,

活塞与硬杆总重为3N。动滑轮自重为2N。不计绳重和摩擦。求：（1）容器中

水受到的重力；（2）物体E的质量。（g=10N/kg）

Ik

£

9

20.如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接

触水底。已知物体质量为43体积为lm3.（g取10N/kg）

（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小。

（2）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时,

求电动机对绳子的拉力。

（3）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对

绳子的拉力为L5X104N,求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率

精确至U0.1%）。

21.质量为60kg的工人站在水平地面上，用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池

中的物体，水池底面积为15m2,物体重2000N、体积为0.1m3,物体未露出水面

前，此装置机械效率为80%。（不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩

擦）g取lON/kg求：

（1）物体浸没在水中受到的浮力；

（2）动滑轮的重力；

（3）若工人双脚与地面的接触面积为500cm2,当他对地面的压强为2xlO3pa时,

池底受到水的压强的变化量。

D

22.质量为65kg的小明利用如图所示的滑轮组提升不同物体。当他匀速提起水平

地面上重400N的某一物体时，滑轮组的机械效率是80%。已知绕滑轮的绳子能

承受的最大拉力为500N,小明与地面的接触面积为0.04m2,不计绳重及摩擦。

求：

(1)未拉绳子时小明对地面的压强；[

(2)动滑轮受到的重力；,…X

y一

(3)小明利用此滑轮组工作时的最大机械效率。1

23.用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业

余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为H00W

保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m3,每个滑轮重200N,水深6m,水面离

地面4m,将箱子从水底提到地面时，用时间24s(不计绳重、摩擦和水的阻力，

取g=10N/kg)o求：

(1)箱子在水底时下表面受到水的压强。

(2)电动机把箱子提升到地面做的总功。

(3)整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值。

(4)整个打捞过程中，箱子上升的最大速度。

口

24.质量为60kg的工人用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）

求：（1）若工人在Imin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。

（2）求动滑轮受到的重力。

（3）工人竖直向下拉绳子运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？

25.如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速

度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体

离开海面后钢丝绳自由端的速度变为0.49m/s,此时电动机的输出功率比物体在

海水中时增大了12%（不计绳重和摩擦，pr=7,6x103kg/m3,,g=10N/kg,p海水

=1.0x103kg/m3,）o求：

（1）物体浸没在海水中受到的浮力；

（2）物体在海底时的深度；

（3）物体在海底时受到海水的压强；

（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积）

2

26.小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。请画

出与解题过程相应的受力分析示意图。

(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少？

(2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力

是100N。为了提起物体A,他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，

并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少？

(3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5x103kg/m3的物体B从某液体中

匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与可之

差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。求液体密度是多少？

27.边长为0.1m、重力为20N的实心正方体A放置在装有水的容器底部。水深

0.45m,容器底面积为200cm2。现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升(忽略绳重、

摩擦)，滑轮组绳子自由端的拉力为F,正方体A下表面到容器底部的距离为h,F与

h的关系如图乙所示。(p=1.0x103kg/m3,g=10N/kg)求:

水

(1)A未露出水面时所受的浮力；

(2)A完全脱离水面后,滑轮组的机械效率；

(3)A完全脱离水面后，水对容器底部的压强。

B

28.如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图。A是动滑轮，B是定滑轮,

C是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体，可以将实

际打捞过程简化为如图乙所示的示意图。在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没

水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时

变化了0.4m3；在沉船全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的

体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3。沉船浸没在水中和完全露出水面

后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为FrF2,且F］与F2之比为3:7。钢丝绳的重、

轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计，动滑轮的重力不能忽略。(水的密度取

1.0x103kg/m3,g=10N/kg)求：

(1)沉船的重力；

(2)沉船浸没水中受到的浮力；