期末物理复习专题训练：热机效率的综合计算 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

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期末综合复习专题训练:热机效率的综合计算 1.如图,在10s内,工人沿斜面用一定大小的推力F把一质量为10kg的正方体物体从斜面P点匀速推到斜面Q点(忽略空气阻力,g取10N/kg)。其中,h=0.6m,s=11m,物体边长s0=1m。若该过程中斜面的效率为60%,求此过程: (1)物体的重力; (2)F做的功; (3)F的功率; (4)F的大小。 2.抗击新冠肺炎疫情期间,武汉火神山医院夜以继口进行抢建,如图所示为某品牌的挖掘机在现场施工的情景,当挖掘机将质量为200kg的泥土匀速举高3m时,用时2s,此时挖掘机的功率为20kW。求∶ (1)泥土的重力; (2)挖掘机克服泥土重力所做的功; (3)此时挖掘机的机械效率。(g取10N/kg) 3.如图所示,用大小恒为25N的拉力F将质量为4kg的物体沿倾角为30 的斜面由底端匀速拉至顶端(不考虑物体的大小),已知该斜面的高度h为3m,所用时间为5s。(g取10N/kg)求: (1)在上述过程中,拉力F做功的功率; (2)在上述过程中,该斜面的机械效率。 4.如图所示,用滑轮组匀速提升物体到一定高度,已知该物体的重力是100N,拉力F为60N,物体被向上提升的高度是5m。若不计绳重和摩擦,求: (1)绳头移动的距离; (2)拉力所做的有用功; (3)拉力所做的总功; (4)该滑轮组的机械效率。 5.如图所示,工人小李利用动滑轮将重为200N水泥桶从地面提升到距地面5m高处,动滑轮重为20N,(忽略绳重和摩擦,g取10N/kg)。求: (1)小李需要用多大的力才能提起水泥桶? (2)绳子自由端通过的距离是多少米? (3)小李做的总功是多少? (4)该动滑轮的机械效率是多少?(结果保留整数) 6.如图所示,工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上,汽车车厢底板高度h=1m,斜面长度s=4m,现用力F沿着斜面把重力G=2400N的重物匀速拉到车上,拉力F=800N。 (1)工人做的有用功; (2)斜面的机械效率; (3)物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。 7.如图,用滑轮组提升重物时,重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N,不计绳重和摩擦,则提升重物的过程中; (1)绳子自由端下降速度为多少m/s; (2)滑轮组的机械效率为多少; (3)拉力F的功率是多少W,如果重物为900N,则滑轮组的机械效率又为多少。 8.在宜居宜业和美乡村建设中,某施工队正在进行农村基础设施改建,建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示,某次搬运过程中,工人在的时间内,将8袋水泥匀速提起,电动机牵引绳子的拉力F为,每袋水泥质量为。g取,求: (1)拉力F做功的功率; (2)滑轮组的机械效率(小数点后保留1位小数); (3)为了一次能提升更多的水泥,物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计,如图乙所示。假设升降机足够稳定,电动机输出功率足够大,电动机牵引绳子的拉力仍为,吊篮及动滑轮的总重力为,不计绳重和摩擦,则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥? 9.用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为300N,将重物提升3m所用的时间为10s。求: (1)所做的有用功; (2)拉力的功率; (3)滑轮组的机械效率。 10.小明利用如图所示的滑轮组,将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m,竖直向上的拉力为360N。(g取10N/kg)求: (1)拉力的功率是多大? (2)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。 11.如图所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,已知物体重1.2 103N,密度为1.6 103kg/m3。测得物体在出水面后牵引车作用在绳子上的拉力为500牛。若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg,问: (1)物体浸没水中时所受的浮力多大? (2)物体露出水面前滑轮组机械效率多大? (3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s,牵引车拉力的功率多大? 12.南昌市海昏侯博物馆已对外开放,其在建设中采用了如图所示的装置,工人师傅用1200N的拉力F向下拉绳,10s内使重2000N的物体匀速上升7m,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求: (1)拉力F的有用功; (2)拉力F的功率; (3)该滑轮组的机械效率。 13.如图甲所示,工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将重2 104N的飞船部件在10s内匀速提升2m,电动滑轮的输出功率是5 103W,试计算: (1)克服飞船部件重力做功; (2)电动滑轮所做总功; (3)电动滑轮的机械效率。 14.如图所示,斜面长s=10m,高h=4m。用沿斜面方向的推力F,将一个重 为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B,运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。 求: (1)运动过程中克服物体的重力做的功; (2)斜面的机械效率; (3)推力F的大小。 15.用如图所示滑轮组拉着一重为100N的物体A沿水平面做匀速运动,所用拉力F为40N。 (1)不计滑轮和绳子的重力以及摩擦,求物体A所受的摩擦力; (2)若滑轮组的机械效率为80%,求物体A所受的摩擦力。 16.如图所示重120N的物体沿着长2m、高0.5m的斜面从顶端匀速下滑到底端,物体受到斜面对它的摩擦力为30N,求: (1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功; (2)若用沿斜面向上的拉力F将物体从斜面底端匀速拉到斜面的顶端,拉力F所做的功; (3)本次拉力F利用斜面做功时,斜面的机械效率。 17.有一种升降座椅,它由滑轮组控制升降,其简化图如图所示。座椅和动滑轮的总重为150N,小华将小明匀速拉高2m,小华拉力为250N。不计摩擦和绳重,求该过程中: (1)小明的重力; (2)拉力做的功; (3)该滑轮组的机械效率。 18.江南科技馆有一种神奇的装置,如图所示,借助该装置,小明仅用150N的拉力就提起了重量为600N的摩托车,问:此过程中该装置的机械效率为多少? 19.如图所示,斜面长s=5m,高h=3m。用平行于斜面,F=80N的拉力,将重力为G=100N的物体,由斜面的底端匀速拉到顶端,用时t=10s。求: (1)拉力做功的功率P; (2)物体受到的摩擦力f; (3)该斜面的机械效率。 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案 1.(1)100N;(2)100J;(3)10W;(4)10N 【详解】解:(1)物体的重力 G=mg=10kg 10N/kg=100N (2)由题图知竖直方向物体移动距离h=0.6m,克服重力所做的功 W有用=Gh=100N 0.6m=60J 根据,F做的功 (3)由题知从P点匀速运动到Q点用时10s,根据 得F的功率为 (4)由题图知,拉力F方向上通过的距离 s′=s-s0=11m-1m=10m 利用斜面做的总功为拉力F做的功W总=Fs得 答:(1)物体的重力为100N; (2)F做的功为100J; (3)F的功率为10W; (4)F的大小为10N。 2.(1) 2000N;(2)6000J;(3) 15% 【详解】解:(1)泥土的重力为 G=mg=200kg2000N (2)克服泥土重力所做的功为 W=Gh=2000N=6000J (3)挖掘机的功率为20kW,则挖掘机做的总功为 20000W=40000J 挖掘机的效率为 = 答:(1)泥土的重力是2000N; (2)挖掘机克服泥土重力所做的功为6000J; (3)此时挖掘机的机械效率为。 3.(1)30W;(2)80% 【详解】解:(1)由题意可知:h=3m;斜面的长度s=2h=6m;根据功的计算公式可得,拉力做的功为 WF=Fs=25N 6m=150J 则拉力F做功的功率为 (2)由题意可知,物体的重力为 G=mg=4kg 10N/kg=40N 将物体从斜面底端匀速拉至顶端,克服物体重力所做的功为 W有=Gh=mgh=40N 3m=120J 拉力所做的功为总共,即W总=150J;再根据机械效率计算公式可得 答:(1)在上述过程中,拉力F做功的功率为30W;; (2)在上述过程中,该斜面的机械效率为80%。 4.(1);(2);(3);(4) 【详解】解:(1)由图可知,由两段绳子吊着动滑轮,绳头移动的距离为 (2)拉力所做的有用功为 (3)拉力所做的总功为 (4)该滑轮组的机械效率为 答:(1)绳头移动的距离为; (2)拉力所做的有用功为; (3)拉力所做的总功为; (4)该滑轮组的机械效率为。 5.(1)110N;(2)10m;(3)1100J;(4) 【详解】解:(1)使用动滑轮时,忽略绳重和摩擦,小李提起水泥桶的拉力 (2)绳子自由端通过的距离 (3)小李做的总功 (4)所做的有用功 该动滑轮的机械效率 答:(1)小李需要用110N的力才能提起水泥桶; (2)绳子自由端通过的距离是10m; (3)小李做的总功是1100J; (4)该动滑轮的机械效率是。 6.(1)2400J;(2)75%;(3)200N 【详解】(1)工人做的有用功 W有=Gh=2400 1m=2400J (2)所做总功为 W总=Fs=800N 4m=3200J 斜面的机械效率为 (3)此过程的额外功为 W额=W总﹣W有=3200J﹣2400J=800J 由W额=fs知道,摩擦力为 答:(1)工人做的有用功为2400J; (2)斜面的机械效率为75%; (3)物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为200N。 7.(1)0.2m/s;(2)80%;(3)50W,90% 【详解】解:(1)由图知 绳子自由端被拉下的距离 绳子自由端下降的速度 (2)拉力做的有用功 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 (3)拉力F的功率是 不计绳重和摩擦,根据公式可知,动滑轮的重力 如果重物为900N,根据公式可知,滑轮组的机械效率是 答:(1)绳子自由端下降速度为0.2m/s; (2)滑轮组的机械效率为80%; (3)拉力F的功率是50W,如果重物为900N,则滑轮组的机械效率为90%。 8.(1);(2)83.3%;(3)14 【详解】解:(1)如图甲所示,动滑轮上绕2条绳,则n=2,水泥被匀速提起,绳子自由端移动的距离为12m,则拉力F做功为 则拉力F做功的功率为 (2)由题可知8袋水泥重力为 升降机搬运水泥做的有用功为 则滑轮组的机械效率为 (3)如图乙所示,动滑轮上绕3条绳,电动机牵引绳子的拉力仍为,则绳子能够拉起物体的总重力为 吊篮及动滑轮的总重力为,不计绳重和摩擦,则一次能拉起水泥的重力为 每袋水泥重力为 则这种设计的装置一次能提起水泥的袋数为 答:(1)拉力F做功的功率为; (2)滑轮组的机械效率为83.3%; (3)不计绳重和摩擦,这种设计的装置一次能提起14袋水泥。 9.(1)1440J;(2)180W;(3)80% 【详解】解:(1)重物做的有用功 W有用=Gh=480N 3m=1440J (2)由图知道,n=2,则绳子自由端移动的距离 s=2h=2 3m=6m 拉力所做的总功 W总=Fs=300N 6m=1800J 拉力的功率 (3)滑轮组的机械效率 答:(1)所做的有用功1440J; (2)拉力的功率180W; (3)滑轮组的机械效率80%。 10.(1)90W;(2)83.3% 【详解】解;(1)由图可知,该滑轮组动滑轮上有3段绳子承载物重,n=3,自由端端移动的距离 拉力做的总功 做功所用时间,拉力做功的功率 (2)物体的重力 做的有用功 滑轮组的机械效率 答:(1)拉力的功率是90W; (2)滑轮组的机械效率为83.3%。 11.(1)750N;(2)60%;(3)750W 【详解】(1)由可得物体的质量 根据可得物体的体积 物体浸没水中时排开液体体积等于物体体积,所受的浮力 (2)由图知绳子承担物重的段数n为3,由可得 解得动滑轮的重力 设物体在水中受到的拉力为F1,则有 物体出水面前作用在绳端的拉力 物体出水面前的机械效率 (3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s,则绳子移动的速度 则牵引车拉力做功的功率 答:(1)物体浸没水中时所受的浮力750N; (2)物体露出水面前滑轮组机械效率60%; (3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s,牵引车拉力的功率750W。 12.(1)1.4 104J;(2)1680W;(3)83.3% 【详解】解:(1)拉力做有用功 W有用=Gh=2000N 7m=1.4 104J (2)由图知道,滑轮组绳子的有效股数n=2,拉力端移动距离 s=nh=2 7m=14m 拉力F做功 W总=Fs=1200N 14m=1.68 104J 由得,拉力F的功率 (3)由得,该滑轮组的机械效率 答:(1)拉力F的有用功是1.4 104J;; (2)拉力F的功率是1680W; (3)该滑轮组的机械效率是83.3%。 13.(1)4 104J (2)5 104J (3)80% 【详解】(1)克服飞船部件重力所做的功为有用功,大小为 W有用=G h = 2 104N 2m = 4 104J (2)由W=Pt可得,电动滑轮所做总功为 W总 = P t = 5 103W 10s = 5 104J (3)电动滑轮的机械效率为 14.(1)400J;(2)80%;(3)50N。 【分析】(1)根据重为100N的物体和高h=4m的斜面,利用W=Gh即可求出运动过程中克服物体的重力做的功; (2)由运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功可知,运动过程中的总功为克服物体的重力做的功加上100J,然后利用 = 100%,即可求出斜面的机械效率; (3)由W=500J,斜面长s=10m,利用W=Fs,即可求出F。 【详解】(1) 运动过程中克服物体的重力做的功 (2) 斜面的机械效率 (3)由W=Fs得推力F的大小 答:(1)运动过程中克服物体的重力做的功为400J。 (2)斜面的机械效率为80%。 (3)推力F的大小为50N。 15.(1)120N;(2)96N 【详解】解:(1)由图中的滑轮组可看出,物体受到的摩擦力由3段绳子承担,在不计滑轮与绳重、及滑轮与绳之间的摩擦的条件下,摩擦力f与拉力F的关系是 f=3F=3 40N=120N (2)由 可得 f′=3F =3 40N 80%=96N 答:(1)不计滑轮和绳子的重力以及摩擦,物体A所受的摩擦力为120N; (2)若滑轮组的机械效率为80%,物体A所受的摩擦力为96N。 16.(1)60J;(2)120J;(3)50% 【详解】解:(1)重力所做的功 W1Gh120N0.5m60J (2)在沿斜面上拉物体过程中,压力和粗糙程度不变,物体所受的摩擦力仍为30N,则克服摩擦力做功为 W2fs=30N2m60J 拉力做的功 WW1 W260J60J120J (3)斜面的机械效率 答:(1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功60J; (2)拉力F所做的功120J; (3)本次拉力F利用斜面做功时,斜面的机械效率50%。 17.(1)600N (2)1500J (3)80% 【详解】(1)由图可知,动滑轮上有3段绳子,根据可知,小明的重力G=nF-G动和座椅=3 250N-150N=600N (2)绳子自由端移动的距离s=nh=3 2m=6m 拉力做功为W总=Fs=250N 6m=1500J (3)该滑轮组的机械效率 18.80% 【详解】解:从图上可以看出,承担物重的绳子股数n=5,则s=5h,该装置的机械效率: 答:该装置的机械效率为80%。 19.(1)40W;(2)20N;(3)75% 【详解】解:(1)拉力做的总功 W总=Fs=80N 5m=400J 拉力做功的功率 (2)拉力做的有用功 W有=Gh=100N 3m=300J 物体克服摩擦力做的额外功 W额=W总-W有=400J-300J=100J 由W额=fs得,物体受到的摩擦力 (3)该斜面的机械效率 答:(1)拉力做功的功率是40W; (2)物体受到的摩擦力是20N; (3)该斜面的机械效率是75%。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $