期末复习专题：简单机械相关计算题-2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册

期末复习专题：简单机械相关计算题-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024） 1．《墨经》是中国战国时期后期墨家的著作，其中记载了下图所示的工具——“车梯”，用此“车梯”将质量为100kg的重物匀速提升12m，用时30s，“车梯”的机械效率为80%（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg），求： (1)人拉绳子的力； (2)滑轮组的额外功； (3)若绳子能承受的最大拉力是1000N，“车梯”始终不离开地面，则“车梯”的最大机械效率为多少？ 2．如图所示，农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20kg谷子，右筐中装了25kg谷子，已知扁担的长度为1.8m（不考虑手臂帮扶及扁担和筐的重力，g取10N/kg），求： (1)要使扁担水平平衡，小明的肩膀距扁担左端的距离。 (2)若将两筐谷子同时向内移动0.1m，则扁担能否保持水平平衡，请通过计算说明。 3．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。 (1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少? (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少?需要做多少总功? 4．如图所示，工人利用滑轮组提升物体。在工人竖直拉力F作用下，重570N的物体以0.2m/s的速度匀速向上运动了10s，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及绳子所受的重力，动滑轮重30N。 (1)求物体上升的距离与拉力F的大小； (2)求物体运动10s时，拉力F移动的距离； (3)求物体运动10s时，拉力F做的功。 5．在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量为1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是1m/s，绳子自由端的拉力F是500N，故障车被匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08。（g取10N/kg） 求： (1)A处拉力的大小。 (2)拉力F在30s内所做的功。 (3)该装置的机械效率。 6．下图是一轻质杠杆，在支点左侧处的A点用细绳系住边长为的正方体M，将重2N的物体（未画出）挂在支点的右侧B点（未画出），当时，正方体M对压力传感器的压强为。求： (1)A点对绳子上的拉力； (2)正方体M的重力； (3)压力传感器的示数为时，物体N的位置。 7．某人利用如图所示的滑轮组，用200N 的拉力在20s内将重为480N 的物体匀速提高2m，若不计轴摩擦和绳重： (1)求绳子自由端移动的速度。 (2)求动滑轮的重力。 (3)若再增加180N 的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为多大？ 8．轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆，如图B所示，当轮轴绕O点匀速转动时（处于平衡状态），有。如图A所示，一自行车上连接脚踏板的连杆长，由踏脚板带动半径为的大齿盘，通过链条与半径为的后轮齿盘连接，再带动半径为的后轮转动。设自行车在水平路面上匀速行进时，人蹬脚踏板的平均作用力为F，链条受到的拉力为T（同一条链条上拉力相等），地面对后轮的摩擦力为f，分别写出T与F，T与f之间的关系式。 9．如图所示，一条长木板一端垫高，成为一个斜面，斜面的高度h=0.5m，斜面的长度s=1.0m。现用F=2.5N的拉力沿斜面将质量为0.4kg的物体缓慢地从斜面底部拉到斜面的顶部。（g取10N/kg） (1)有用功和总功分别为多少？ (2)斜面的机械效率为多少？ 10．如图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 ___________杠杆（选填“省力”或“费力”）。设车箱和泥土的总重力为，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F1，求： （1）独轮车的动力臂L1和阻力臂L2分别为多少m？ （2）A点提起独轮车把手的力F1为多大？ 11．如图所示，重力不计的木杆AB可绕O点无摩擦转动，在A端挂一个边长为50cm的正方体M，当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时，物体M对地面的压强刚好为零，且AO=1m，BO=3m。求： (1)此时杠杆A端所受到的拉力； (2)物体M的密度； (3)当F减小至300N时，M对地面的压强。 12．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被匀速提升了2m，物体的重为G=1440N，人对绳子水平向右的拉力F=600N。求在此过程中： (1)人拉绳子所做的功是多少? (2)人拉绳子做功的功率是多少? (3)此滑轮组的机械效率是多少? (4)若克服绳重和摩擦所做的额外功为220J，则动滑轮重是多少? 13．为打捞沉入湖底的金属球，某打捞队设计了如图所示的装置图。若金属球的体积为0.04m3，其质量为240kg。用滑轮组将金属球打捞出水面后，继续提升，金属球在50s的时间内匀速竖直上升了5m。在这个过程中，拉力F恒为1250N（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)金属球浸没在水中时受到的浮力； (2)金属球出水后，拉力F的功率； (3)金属球出水后，滑轮组的机械效率。 14．工人师傅要将质量50kg的木箱搬到2m高的车厢里，他将一块长为4m的木板搁在水平地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，（g取10N/kg）求： (1)工人所做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)斜面的机械效率。 15．搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，时间为20s，不计绳重及摩擦。求： (1)提升物体所做的有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)动滑轮的重。 16．建筑工地上，工人用如图所示的起重设备把一块质量为480kg的混凝土楼板在6s内匀速提升2m，所用拉力为2000N（不计摩擦和绳重，g取）。 (1)该混凝土楼板的重力为多少？ (2)起重设备的功率为多少？ (3)提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率为多少？ (4)若利用该起重设备同时将两块480kg的混凝土楼板在10s内匀速提高3m，绳子自由端拉力做的功为多少？ 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 《期末复习专题：简单机械相关计算题-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）》参考答案 1．(1)312.5N (2) (3) 【详解】（1）重物质量为，则重物重力 有用功 人拉绳子的力做功即总功 由图可知，绳子的有效段数，故绳子自由端移动的距离 则人拉绳子的力 （2）滑轮组的额外功 （3）动滑轮的重力 当绳子承受的拉力最大为时，被提升的物体的重力最大为 此时机械效率最大为 2．(1)1m (2)扁担不能保持水平平衡 【详解】（1）由题意可知，左、右两筐中谷子的重力， 因不考虑手臂帮扶及扁担和筐的重力，可设扁担水平平衡时，小明的肩膀距扁担左端距离为，则小明的肩膀距扁担右端距离为，由杠杆的平衡条件可得，则 （2）将两筐谷子同时向内移动时，左、右两筐重力的力臂， 则， 由得，所以扁担不能保持水平平衡。 3．(1) (2)36J，40J 【详解】（1）由题知，杠杆受到的阻力为N 动力N，由杠杆的平衡条件可得，杠杆的动力臂与阻力臂的比值 （2）使用杠杆做的有用功为 由得，使用杠杆做的总功为 4．(1)，； (2)； (3) 【详解】（1）根据得，物体上升的距离为 由题图知，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及绳子所受的重力，拉力的大小为 （2）拉力移动的距离为 （3）拉力做的功为 5．(1)1200N (2)4.5×10⁴J (3)80% 【详解】（1）A处拉力的大小 （2）故障车在30s内移动的距离 绳子自由端移动的距离 拉力F在30s内所做的功 （3）有用功 该装置的机械效率 6．(1)1N (2)6N (3)距离O点0.6m 【详解】（1）根据杠杆平衡条件可知， A点绳子上的拉力 （2）对正方体M进行受力分析，受到竖直向下的重力，竖直向上的绳子的拉力和支持力，且 正方体M对压力传感器的压力 正方体M受到的支持力等于正方体M对压力传感器的压力，支持力 正方体M的重力 （3）当压力传感器的示数为0时，细绳对正方体M的拉力等于正方体M的重力，则根据杠杆的平衡条件可知 所以 压力传感器的示数为0时物体N在支点O的右侧且距离O点0.6m。 7．(1) (2) (3) 【详解】（1）如图，由3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 绳子自由端移动的速度 （2）若不计轴摩擦和绳重，动滑轮的重力为 （3）若再增加180N 的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为 8．， 【详解】自行车传动系统中有2个转动轴；对踏脚齿盘中心的转动轴可列出FR1=T1r1 所以。 对后轮的转动轴可列出 所以。 9．(1)； (2) 【详解】（1）有用功 总功 （2）机械效率 10．省力；（1）1.6m，0.4m；（2）250N 【详解】由图可知，推车时独轮车的动力臂大于阻力臂，故独轮车属于省力杠杆。 （1）独轮车的车辆轮轴处是支点，其中重力G是阻力，支点到重力作用线的距离是阻力臂，故阻力臂是；力F是动力，支点到力F作用线的距离是动力臂，故动力臂是，推车时动力臂大于阻力臂，独轮车是省力杠杆。 （2）由杠杆的平衡条件可得，A点提起独轮车把手的力为 11．(1)1200N (2) (3) 【详解】（1）当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时杠杆平衡 ，即FA×OA= F×OB 因为AO=1m，BO=3m，即FA×1m=400N×3m   解得 FA=1200N。 （2）杠杆平衡时，物体M对地面的压强刚好为零，即G= FA=1200N   物体M的质量为 物体M的密度。 （3）当F减小至300N时，杠杆平衡 FA′×OA= F′×OB   即FA′×1m=300N×3m    解得FA′=900N， M对地面的压强。 12．(1)3600J (2)360W (3)80% (4)250N 【详解】（1）由图知，绳子段数，则拉力端移动的距离 拉力做的总功 （2）人拉绳子做功的功率 （3）人做的有用功 滑轮组的机械效率 （4）所做的总的额外功 动滑轮所做的额外功 动滑轮重为 13．(1)400N (2)250W (3)96% 【详解】（1）金属球浸没在水中时，排开水的体积 受到水的浮力 （2）由图知，拉力端移动的距离 金属球出水后，拉力做功 拉力的功率 （3）金属球出水后，拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 14．(1)1000J (2)160W (3)62.5% 【详解】（1）木箱的重力 工人做的有用功 （2）拉力做的总功 工人做功的功率 （3）斜面的机械效率 15．(1)360J (2)80% (3)30N 【详解】（1）提升物体所做的有用功为 （2）由图可知，滑轮组有3根绳子承担物重，则绳子自由端移动距离为 拉力做功为 滑轮组的机械效率为 （3）此过程所做的额外功为 不计绳重及摩擦，则动滑轮提升所做的功是额外功，动滑轮重为 16．(1)4800N； (2)2000W； (3)80%； (4)32400J 【详解】（1）混凝土楼板的重力 G=mg=480kg×10N/kg=4800N （2）由图可知，动滑轮上绳子的段数n=3，拉力移动的距离 起重设备所做的总功 起重设备的功率功率 （3）起重设备的机械效率 （4）动滑轮重力 提升两块楼板时的拉力 绳子自由端拉力做的功 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 $$