2019年中考物理母题题源系列专题12滑轮组的机械效率（含解析）

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1、专题12滑轮组的机械效率【母题来源1】2019年山东济宁卷【母题原题】两个滑轮按图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项正确的是A．A是定滑轮，B是动滑轮B．拉力F做的功为5JC．拉力F的功率为1.8WD．滑轮组的机械效率为90%【答案】D【解析】A．由图可知，图中滑轮A随物体一起运动，A是动滑轮，滑轮B固定不动是定滑轮，故A错误；B．图中物体和动滑轮有2股绳子承担，所以绳子自由端移动的距离s=2×1m=2m，拉力F做的功W总=Fs=5N×2m=10J，故B错误；C．拉力F的

2、功率P===2W，故C错误；D．物体受到的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以有用功：W有=9N×1m=9J，滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=90%，故D正确。【母题来源2】2019年江苏扬州卷【母题原题】如图所示，用100N的拉力F匀速提升重为240N的物体，在10s内物体上升lm，则有用功是_____________J，拉力的功率是_________W，机械效率是_________。【答案】2403080%【解析】；物体上升1m，则拉了3m，，；，则机械效率。【母题来源3】2019年重庆B卷【母题原题】如图所示，用大小为5000

3、N的拉力F通过滑轮组将重为800N的物体匀速提升和10cm，不计绳重与摩擦，拉力F移动的距离为__________cm，滑轮组的机械效率是__________%。【答案】2080【解析】由图知道，有两段绳子承担动滑轮和物体的物重，当提升10cm时，h=10cm=0.1m，拉力F移动的距离是：s=2h=2×10cm=20cm=0.2m，做的有用功是：W有=Gh=800N×0.1m=80J，做的总功是：W总=Fs=500N×0.2m=100J，由知道，滑轮组的机械效率是：=80%。【母题来源4】2019年江苏苏州卷【母题原题】如图所示，利用动滑轮提升货

4、物在竖直向上、大小为250N的拉力F作用下，重为400N的货物在20s的时间内匀速上升5m，求：（1）有用功W有；（2）拉力F的功率P；（3）此过程中动滑轮的机械效率η。【答案】（1）2000J（2）125W（3）80%【解析】（1）拉力做的有用功是：W有=Gh=400N×5m=2000J，（2）由图知道，n=2，所以动滑轮绳端移动的距离是：s=nh=2×5m=10m，拉力做的总功是：W总=Fs=250N×10m=2500J，拉力F的功率是：=125W；（3）动滑轮的机械效率是：=80%；【母题来源5】2019年四川乐山卷【母题原题】小夏利用如图所

5、示的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2。求此过程中：（1）小夏对地面的压强；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率。【答案】（1）7.5×103Pa（2）800J（3）70%【解析】（1）由于人对绳子施加的拉力是：F=200N，由力的相互性知道，绳子对人的拉是200N，人处于平衡态，故人对地面的压力是：F=G–F拉=500N–200N=300N；又因为两脚与地面接触的总面积S=400cm2，所以，小夏对地面的压强是：=7.5×103Pa

6、；（2）由图知道，承担物重的绳子的有效段数为2，所以，绳子自由端向下移动的距离是：s=2h=2×2m=4m；故拉力做的功是：W总=F拉s=200N×4m=800J；（3）克服重物做的有用功是：W有=Gh=280N×2m=560J；故该滑轮组的机械效率是：=70%。【难点中心】本题考查滑轮组的机械效率的计算，涉及考点有对绳的拉力与物体重力的关系、绳子移动的距离与物体移动距离的关系、有用功额外功以及总功的计算；涉及物理量较多，公式较多，考试中失分较多，是中考的一难点。【考点难点突破】【知识链节】1．有用功：定义：对人们有用的功=直接用手对重物所做的功（

7、Gh）公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用=Gh2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功]公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η斜面：W总=fL+Gh=FL由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。【技能方法】简单机械有用功总功额外功机械效率杠杆W有用=GhW总=FsW额=W总－W有用滑轮组W有用=GhW总=FsW总=Gh

8、+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）斜面W有用=GhW总=FlW总=Gh+fl（f为