专题05 机械效率问题-2025年中考物理二轮题型专项复习（全国通用）（原卷版）.docx

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专题05机械效率问题

一、必备知识

1、有用功

使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功，也等于在理想情况下(即不考虑摩擦和机械本身的重力)人们所做的功，或者是机械对物体做的功。在提升物体时，W有用＝GH。在水平拉动物体时，W有用＝fL。

2、额外功

使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用W额表示。额外功的来源主要有：a.提升物体时，克服机械自重、容器自重、绳重等所做的功；b.克服机械的摩擦所做的功。

3、总功

人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用

W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总＝W有用＋W额，或人对机械的动力为F，则W总＝FS。

4、机械效率

①定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。

②公式：η＝w有/w总

由于总是存在额外功，使得W有用＜W额，所以η总是＜1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等。

二、方法——常见机械的机械效率

简单机械

有用功

总功

额外功

机械效率

W有用=Gh

W总=Fs

W额=W总－W有用

η=

W有用=Gh

W总=Fs

W总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦）

W额=W总－W有用

W额=G动h（不计绳重和摩擦）

η=

η=

W有用=Gh

W总=Fl

W总=Gh+fl

（f为摩擦力）

W额=W总－W有用

W额=fl

（f为摩擦力）

η=

η=

（2024?扬州）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求：

（1）所做的有用功W有；

（2）工人所用拉力的功率P；

（3）动滑轮的机械效率η。

（2024?德阳）小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示，她查阅相关资料后，画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的情况下，塔吊将底面积为2m2、重为8×103N的长方体建筑材料沿竖直方向匀速提高20m，绳子自由端的拉力为5×103N。求：

（1）长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压强；

（2）该过程克服长方体建筑材料重力所做的功；

（3）塔吊机械部分（如图乙）的机械效率。

（2024?达州）如图所示，一重为200N底面积为0.4m2的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，ρ水

（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强；

（2）重物甲浸没在水中时所受的浮力；

（3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO＝30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA＝620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦）

（2024?工业园区校级模拟）近日，中国必威体育精装版航空母舰“福建舰”海试取得圆满成功。该舰能快速建成得益于采用了模块化建造的方法。如图是龙门吊起重机在一次作业中起重某构建的示意图，起重机通过上方的电动机牵引绳子自由端来控制构建的升降。在此作业中，电动机牵引绳子自由端的拉力为12000N，动滑轮及其附属装置的总重力为8000N，构建的质量为8t，构建在1min内上升15m，求此次作业中：（g取10N/kg）

（1）电动机牵引绳子自由端的功率；

（2）滑轮组的机械效率。（用百分数表示，保留一位小数）

（2024?连州市模拟）现用如图所示的装置将地面上一个质量为260kg与地面接触面积为1.3m2的重物G匀速吊到3m的高处，动滑轮的总重力为100N。求：

（1）重物被吊起前对地面的压强。

（2）提升重物过程中拉力做的有用功为多少？

（3）若绕在滑轮上的钢索能承受的最大拉力为103N，提升过程中钢索的重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，该滑轮组的最大机械效率为多少？

（2024?姜堰区模拟）研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为40N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.6m，OB长0.4m。

（1）不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大的力才可以将碓头抬起？

（2）每踩一次对碓头做的功是多少？

（3）若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是多大？

（2024?自贡模拟）如图甲是自贡市桑海井竖于在井口的天车，是自贡盐场奇观之一，是盐井凿挖和