中考物理(人教版)专题训练关于功功率和机械效率的计算(真题集锦,含部分答案)
关于功、功率和机械效率的计算
一、利用滑轮组提升物体
利用滑轮组提升物体，分三种情况：
1．理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与轮之间的摩擦
即 W 额＝0，F＝G物/n，η＝1，Gh＝Fs。
2．半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与轮之间的摩擦即 W 额＝G 动h，F＝（G 物＋G 动）/n，η＝ G物/（G
物＋G 动）。
3．实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与轮之间的摩
擦
（
题
目没有说明，表明要考虑）。
η＝ G 物/Fn，F＝G 物/nη。
【例 1】（2012，盐城）小明家新买的房子准备装修，为
了将水泥从地面送上楼，他在楼上安装了一个滑轮组，所用
的滑轮每只 2
kg，
每次将一袋 50 kg 的水泥提升 5 m。（不计绳重和摩擦， g
取 10 N/kg）求：
（1）每袋水泥受到的重力大小。
（2）每次做的有用功。
（3）滑轮组的机械效率。
【解析】利用公式 G＝mg、W 有用＝ Gh 可求得重力和有用功。在不计绳重和摩擦的情况下，（半理想情况）对动滑轮做的功为额外功 W 额外＝G 动h，再利用公式 W 总＝W 有用＋W 额外、η＝W 有/W 总计算出结果。
【答案】(1)m＝ 50 kg，g＝10 N/ kg，G＝ mg＝50
kg×10 N/kg＝500 N (2)h＝ 5 m，W 有用＝Gh＝500 N×5 m＝2500 J(3)m 动＝2 kg，W 额外＝G′动h＝m 动gh＝2 kg×10
N/kg× 5 m＝100 J，W 总＝W 有用＋ W 额外＝ 2500 J＋100 J＝2600 J，η＝ W有/W 总×100%＝(2500 J/2600 J)×100%
≈96.1%
【对应练习】
1．(2013，佛山)如图所示， A 物体在大小为 10 N 的拉力 F 作用下，以 0.3 m/s的速度向右匀速运动 (不计滑轮与细绳的摩擦及重力 )，若 A 物体与桌面间的摩擦力为 1 N，下列说法错．误．的是( )
A．拉力 F做功的功率是 3 W
B．B 物体的质量是 2.7 kg
C．B 物体上升的速度是 0.1 m/s
D．A 物体运动 1 s则 B 物体克服重力做 3 J 功2．(2013，襄阳 )用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮
重
30 N，货物重 360 N、上升速度是 0.3 m/s，拉力 F 的功率是 180 W(不计绳重 )。求：
(1)滑轮组的机械效率η。
(2)货物上升 3 m 过程中，克服摩擦力做的功。
3．在物理学中常常遇到很多复杂的问题，为了使问题便于解决，我们常常会忽略某些较小的影响因素。例如：
(1)在滑轮组的机械效率测量与计算中，可以忽略摩擦力和绳重。设物体的重力为 G，动滑轮的总重力为 G 动，物体上升的高度为 h，绳子自由端移动的距离为 s，绳子的段数为n，则滑轮组的机械效率
G
就可以写成η＝G× 100%。请用所学的知识加以推证。
G＋G动
(2)在如图所示的滑轮组中，物体的重力为 40 N，每个滑轮的重为 5 N，该滑轮组的机械效率是多少？ ( 忽略绳重与摩擦力 )
二、利用滑轮组水平拉物体
利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩
擦力做的功为有用功，与物重、轮重无关；将
上述公式中的 G 物换成 f 就行了。
理想情况： W 有＝fh，F＝f/n ；
实际情况：η＝ f/Fn，F＝ f/n η。
【例 2】某人站在岸上，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸。已知滑轮组是由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮组的自重忽略不计），船重 1.02× 105N，船移
动时受到水的阻力是船重的 0.01 倍。船受到滑轮组的拉力始终沿水平方向。此人水平拉绳的力为 240 N，船靠岸的速度是 0.72 km/h。求：
(1)滑轮组的机械效率。
(2)人拉绳的功率及人对船做的有用功率。
【解析】利用滑轮组水平拉物体，克服物体所受阻力做功为有用功，跟物体的重力、滑轮重无关，此题不是理想情况。
【答案】 (1)F＝240 N，f ＝0.01G＝ 1.02×103N，η＝W 有用/W 总×100%＝ f/Fn×100%＝1020 N/(240 N× 5)×100%＝ 85%；(2)v 船＝
0.72 km/ h＝ 0.2 m/s，P总＝W 总/t＝Fs/t＝F·v 绳＝Fnv 船＝240 N×0.2 m/s ×5＝240 W，P有用＝W 有用/t＝fv＝1020
N×0.2 m/s＝204 W
【对应练习】
4．如图所示，在研究滑轮组时，测得 A 物体重 3 N，当拉动甲测力计，使 A 以 0.1 m/s的速度匀速向右移动时，甲、乙测力计的示数分别为 0.5 N 和 1.2 N。则拉动甲测力计的功率大约是 __________________________________ W，在匀速拉动 4 s 时间内所做的额外功约为J。
5 ．(2012，河北)如图甲所示，重为 1
6 N 的物体 A 在拉
力 F 的作用下，5 s内匀速运动了 0.5 m。拉力 F做的功随时间变化的图象如图乙所示。己知动滑轮重 0.5 N，物体 A 在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力 f 为物重 G 的 0.25 倍。求：
(1)拉力 F 的功率。
(2)拉力F 大小。
(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。