有关效率的计算专题

效率专题 一、机械效率（一）概念问题

1. 下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）

A 功率大的机械，做功一定多 B做功多的机械，效率一定高 C 做功快的机械，功率一定大 D 效率高的机械，功率一定大 2. 关于机械效率，下列说法正确的是（ ）

A. 有用功越大，机械的机械效率就越高 B.额外功越大，机械的机械效率就越低

C. 总功越大，机械的机械效率就越低 D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高 3. 甲乙两机械，甲的机械效率是70％、乙的机械效率是50％，下列说法中正确的是（ ） A 使用甲机械做功省力 B 甲机械做功快 C 相同时间内，甲机械完成的功多 D 乙机械的额外功在总功中占的比例大。 （二）计算题

4. 如图所示，物体重180N ，动滑轮重20N ，绳重和摩擦不计。在拉力F 的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升。求： （1）

拉力F ；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率.

5. 如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N 的物体A ，物体上升的速度为0．1m/s，人拉绳的力为250N ，不计绳重和摩擦，（1）人拉绳做功的功率为多少？（2）滑轮组的机械效率为多少？（3）动滑轮重多少牛？

6．如图8所示，用滑轮组提起重900N 的物体，绳子自由端拉力F 为400N ，重物在20S 内匀速上升了10m 。求： (1)物体上升的速度。(2)提起物体所做的有用功。(3)滑轮组的机械效率。

7．用如图5所示的机械拉着重500N 的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N ，绳子末端的水平拉力为50N ，则滑轮组的机械效率为多少？若物体运动的速度为0.2m/s，则10s 内拉力做的功是多少？

8. 用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A 沿水平面做匀速运动，所用拉力F 的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，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．

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9. 用图1所示装置提升重为900牛的物体A ，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？

10. 一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s 内人用F=40N的力使绳端移动4m ．（1）求出绳子的股数n ；（2）算出有用功的大小和总功功率．

11. 小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N 的物体匀速提升2m ，所用的拉力为50N ，此时拉力所做的功为多少，滑轮组的机械效率为多少；若仍用该滑轮纽提升一个重为I70N 的物体. 此时滑轮组的机械效率为多少。(不计绳重和摩擦)

12. 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200N ，将重物提升3 m 所用的时间为10s ．求：

(1)重物上升的速度； (2) 拉力的功率； (3) 滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重量

13. 如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？

14．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小； （2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？

15. 一质量为6kg 的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m ，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N ，求石块在上升过程中：（1）石块受到的浮力为多少？（2）绳的自由端拉力做功为多少？（3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg）

16. 小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图18中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N

的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W ，滑轮组的机械效率为75%。（忽 略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。

（2）若用此滑轮组提起小于3.6N 的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。

（三）实验与填空

17. 小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验时，用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面

（1增加了约J 。

（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持不变。

18．为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系，小华在斜面上每次都匀速拉动物块，实。

(2)分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力越______，斜面的机械效率越______，斜面的机械效率与物重_______ (填“有关”或“无关”) 。 19. 某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：

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(2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功 （填“相同”或“不同”）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变，滑轮组的机械效率变 。

(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了。（填字母）A. 减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差 C.获得多组数据归纳出物理规律

(4)由本实验（填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。 20. 同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设： 滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。

图

(1) 拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧 测力计读出绳子自由端的_____________ 的大小；同时用____________测出钩码升 高的高度人。

(2)在表中填上四次实验的绳子的股数n 和 机械效率。

(3)根据实验_______和________(填①、②、 ③、④) 可知，滑轮组机械效率高低与 被提物重有关；

(4)根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______________; (5)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越__________； (6)要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用__________(填“同一”或“不同”) 滑轮组，提升___________(填“相同”或“不同”) 的高度去研究。 二、其他效率

近些年的中考中，效率已不再局限于机械效率，凡是涉及到能量的转移或转化，都会涉及到效率问题。

（一）太阳能热水器效率的计算 （能的转化：太阳能转化为内能）

例1、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能，太阳能以低能耗、低污染、低排放为特点来体现“城市，让生活更美好”的主题。太阳能热水器箱容量为120L ，热水器上的集热器的面积是2.5m 2，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W ，如果将整箱水的温度从20℃

加热到70℃，需要阳光照射5小时。求太阳能热水器的利用效率。

例2：太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一．太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型机动车． 有一辆太阳能实验车，它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为S ＝8 m2，天气晴朗且接收板对着太阳

时，每平方米面积上能够接收到的太阳能的功率为P0＝103

W，太阳能电池输出的电压为U ＝120 V，可供电动机正常工作的电流为I ＝10 A．求：

(1)在电动机正常工作时，太阳能电池的输出功率是多少？(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？(3)若上述由太阳能电池供电的电动机正常工作时，电能的80％转化为机械能，且输出功率恒定．现用它通过一定滑轮将质量m ＝100 kg的重物匀速提升，如图所示，求重物匀速上升的速度．(摩擦及阻力不计，g ＝

10 N/kg)

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服摩擦力做得功是多少？

（2）1h 内此车所消耗的电能是多少？ （3）此电动车的效率是多少？

（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6×107J/kg）

例题5、一台抽水机的功率为10kW ，利用它将54m 3的水抽到20m 高的水塔上共用了0.5h ，那么该抽水机做的有用功、总功和机械效率分别是多少？（g 取10N/Kg）

（四）汽车效率的计算（能的转化：内能转化为机械能）

例6、 随着国民经济的发展，汽车已走进广大家庭。而发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，某实验小组对一辆小轿车进行了相应的测试，测试结果如下表所示，小轿车匀速行驶过程中受到的平均牵引力为900N 。请计算：

（1）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是多大？ （2）小轿车发动机的效率是多大？

（汽油的热值：4.6x107J/kg,计算结果保留二位小数）

（五）小火炉（或燃气）效率计算（能的转移）

例7、对于街上常见的小火炉、有以下一些数据：利用小火炉将10kg 、10℃的水加热到90℃需要燃烧焦炭120g （C 水=4.2×103J/(kg• ℃) ；q 煤=3.4×107J ／kg ） 问：（1）、水吸收的热量是多少？（2）、120g 焦炭完全燃烧放出的热量是多少？（3）、小火炉的效率是多少？（4）、就小火炉的使用，谈谈你的看法：

例8：一座1x106kw 的燃煤电厂，每年燃煤约3.5x106t, 向大气排放二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他有害物质1.09x106t .

(1)3.5x106t 煤完全燃烧放出多少热量？

（2）这座燃煤电厂一年（365天）发电多少千瓦时？ （3）这座燃煤电厂的能量利用率是多少？

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