【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题十七 机械效率计算题
计算题是物理中考的主要内容，在中很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。
计算题常以填空题、选择题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在中考题中常被列为压轴题目。
计算题的特点是：
(1)结果合能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度．它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。
(2)知识综往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
(3)应用性：这类题是把到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
1.计算题解题步骤
第一步：认真审题。明确现象和过程，确定给出的条件或题目中隐含的条件。 第二步：找关系。也就是针对题目内容分析综合，确定解决问题的方向，选择适合的规律和公式，找准相关物理量之间的关系。
第三步：列出表达式。这一步个已知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式。
第四步：代人数据求解。这一步已知物理量的单位统一后，把已知量的数据代人计算式中，通过正确运算，得出答案。同时对答案进行合理化验证，最后确定正确答案。
2.解答方法
(1)简化法：这种方法是把情境或复杂现象进行梳理，找出题目中的相关环节或相关点，使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。这样使复杂得到简化，可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱，把要解答的问题解决。
(2)隐含条件法：这种方法是通过中所叙述的物理现象或给出的物理情境及元件设备等各个环节中，挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件，这种挖掘隐含条件能使计算环节减少，而且所得到的答案误差也小。
(3)探索法：这种所给的实际问题或情境中抽象出来的。判断出所涉及或应用的物理模型，然后运用相对应的物理概念、物理规律和物理公式，通过计算得出要求解的正确答案。
(4)极值法：这种方法它对不定值问题和变化范围问题的解答有重要的实用价值。用这种方法解答问题时，应改弄清要研究的是哪个变化的物理量的值或者是哪个物理量的变化范围，然后确定变化的规律或方向，最后用相对应的物理规律或物理概念，一个对应点一个对应点地计算取值。
（5）应用类分析工具解决物理问题，是物理解题的重要手段。许多设计、推理的应用题，都是建立在计算的基础上。主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。例如有两个未知物理量，我们可以根据题目的数据建立两个方程，然后求解未知量。
机械效率的计算题是中考的常考题型把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功又是总功，就能正确快速地解题。
1.机械效率计算公式：?? 2.滑轮组的机械效率
（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：??自由端走的距离）。
（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：??力，S为绳子自由端走的距离）。 3.斜面的机械效率：??拉力)。
Gh(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的FSfl（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉FSGh（h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子FS
W有用W总?100%。
一、填空题
【典例1】（2017?烟台）往，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 ，重物受到的摩擦力
为 。（g取10N/kg）
【解析】（1）人做的有用功是将物小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh=FS，可求得施加的推力；（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；（3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力。
（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功： W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；FS=mgh=1200J， 解得：F?1200J?400N。 3m（2）人所做的总功：W总=FS=500N×3m=1500J， 斜面的机械效率：??W有?1200J?80%；
W总1500J（3）W总=W有+W额，即：FS=Gh+fS，所以f?FS?Gh1500J?1200J ??100N；
S3m答：（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N。 【答案】（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N。 二、选择题
【典例2】（201图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3%；B．0.8J、91.7%；C．0.8J、83.3%；D．0.4J、91.7% 【解析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；（2）根据??W有求出机械效率。
W总解答：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=FS=6N×0.8=4.8J， W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
（2）滑轮组的机械效率：??W有?4J?83.3%。
W总4.8J故选C。 【答案】C。 三、综合计算题
【典例3】（2017?泰安）如图轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度； （2）滑轮组的机械效率； （3）滑轮组中的动滑轮的重力。
【解析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据v绳=nv物求出绳端移动的速度；（2）根据P?Fv求出滑轮组自由端的拉力F；根据??W有W总?GhG求出滑轮组的机
?FSnF械效率；（3）根据S=nh求出绳端移动的距离，根据W=FS求出总功，根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利用W轮=G轮h可求动滑轮的重力。
（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s； （2）根据P?Fv可得，工人的拉力：F?P90W??300N， v绳0.3m/s滑轮组的机械效率：??W有W总?GhG810N???90%； FSnF3?300N有用
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，拉力做的有用功：W1m=810J，
拉力做的总功：W总=FS=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总-W有用-Wf=900J-810J-60J=30J， 由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：G轮=
=
=30N。
=Gh=810N×
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
【答案】（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
一、填空题
1.（2017筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %。（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
【解析】（1），由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，利用W总=FS求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；（2）知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式求滑轮组的机械效率。
（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，拉力F做的功：W总=FS=400N×6m=2400J；
拉力F做功的功率：P?W总2400J??240W； t10s（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N， 有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J； 滑轮组的机械效率：??故答案为：240、80。 【答案】240、80。
2.（2017?襄阳）质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）
（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是 ； （2）若工人在1min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。
（3）求动滑轮受到的重力。
（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
【解析】（1）影响滑轮组机械效率高低的因素主要有动滑轮的重力、提升物体的重力和绳子间的摩擦；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=FS求出拉力做的功，利用P?W有W总?1920J?80%。
2400JW求出拉力的功率；
（3）由图乙可知，物重G=300N
t时，滑轮组的机械效率η=60%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，