（期末复习）机械效率计算题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册

（期末复习）机械效率计算题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册 1．如图所示，斜面长s＝8m，高h＝4m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了200J额外功。求： (1)运动过程中所做的有用功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小。 2．在项目建设中，工人用如图所示的装置将底面积为100cm2、重为700N的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦。求： (1)建筑材料静止放在水平地面上时，对地面的压强； (2)10s内电动机输出的功； (3)滑轮组的机械效率。 3．工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%。 (1)某块建材的重力为400N，匀速提升6m的过程中，求有用功和总功； (2)若滑轮组的机械效率最大值为70%，求工人的体重。 4．盾构机可以实现一边挖掘隧道，一边在隧道内壁安装盾构管片，如图所示。某盾构机满负荷工作时，最大推进力F是4.2×107N，在25s内向前推进0.05m，盾构机推进的总功率是2.8×105W。安装的某个管片有效承压面积是5m2，管片承受的压强是2×108Pa。求： (1)盾构机满负荷工作时推进速度； (2)该管片承受的压力F压； (3)推进力做的功； (4)盾构机推进的机械效率。 5．如图所示，为《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车，该车前轮矮小，后轮高大，前后轮之间装上木板，在后轮轴上系紧绳索，通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面重物上，只要轻推车子前进，就可以将重物拉举至一定高度。若用该引重车将质量为200kg的木箱从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长2m，高0.8m，此过程中后轮轴施加在绳子上的力恒为1000N，不计绳重、滑轮与绳间的摩擦，g取10N/kg。求： (1)该过程中绳子对木箱所做的有用功； (2)斜面的机械效率； (3)木箱受到的摩擦力。 6．如图所示，工人师傅借助汽车和滑轮组，将质量m石=2720kg 的石材从斜面底 端匀速拉至顶端。已知汽车质量m车=5×103kg，汽车发动机输出功率P=30kW，汽车所受阻力为车重的0.1倍；动滑轮质量m动=400kg，斜面倾斜角α=30°，斜面高度h=2m，石材被拉动的速度v=1m/s 。（忽略绳子重力、滑轮摩擦，g取10N/kg）求： (1)汽车所受的阻力大小； (2)汽车对滑轮组的拉力所做的功； (3)该斜面的机械效率； (4)石材在斜面上受到的阻力大小。 7．工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 8．如图甲所示的装置，A是重为的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为和，质量为的小张同学将A提升到高处，施加的拉力随时间变化的关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化的关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数取。求 (1)第2s内，绳子自由端移动的距离； (2)第2s内，拉力所做的功； (3)定滑轮的重和此装置提升重物的最大机械效率。 9．如图甲，吊车利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动向上起吊货物。起吊时，伸缩撑杆对吊臂的支持力F始终与吊臂垂直，且作用点不变。可将其简化成图乙所示的杠杆，不计吊臂和钢丝绳的自重，若货物重1×104N，L1=0.5m，L2=1.6m。 (1)求伸缩撑杆对吊臂的支持力F； (2)若伸缩撑杆对吊臂的最大支持力为1×105N，吊臂与水平面的夹角不变，求吊臂伸长时L2的最大值； (3)试分析说明在吊起货物的过程中，吊臂的长度保持不变，随着吊臂的升高，支持力F大小如何变化。 10．如图甲所示的装置，A是重为15N的空吊篮，绳子B（动滑轮与吊篮A连接的绳子）和绳子C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50 kg的小李同学将空吊篮A提升到高处，施加的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。小李同学与地面的总接触面积为400cm2，忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。求: (1)1 s~2s内拉力F的功率； (2)动滑轮所受的重力； (3)0~1s内小李对地面的压强； (4)此装置提升重物的最大机械效率。 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）机械效率计算题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册》参考答案 1．(1) (2) (3) 【详解】（1）运动过程中所做的有用功 （2）斜面的机械效率 （3）推力F的大小为 2．(1)7×104Pa (2)6000J (3)70% 【详解】（1）建筑材料静止放在水平地面上时，对地面的压力 建筑材料对地面的压强。 （2）由可知，10s内电动机输出的功 （3）10s内建筑材料匀速提升了6m,则有用功 滑轮组的机械效率：。 3．(1)2400J ，4800J (2)80kg 【详解】（1）某块建材的重力为400N，匀速提升6m的过程中，有用功W有=Gh=400N×6m=2400J 由图乙可知，建材的重力为400N时，滑轮组的机械效率为50%，则总功 （2）建材的重力为400N，有用功，总功，额外功 额外功包括两克服动滑轮重力做的额外功和克服绳重及摩擦所做的额外功，其中绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%， 所以克服动滑轮重力所做的额外功 动滑轮重力 当这个滑轮组提升的物体最重，人施加的拉力等于人体重力时，滑轮组机械效率最大。绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%，当滑轮组的机械效率最大值为70%时，克服动滑轮重做的额外功应该占总功的20%， 列出等式 所以 工人的体重 4．(1)0.002m/s (2)1×109N (3)2.1×106J (4)30% 【详解】（1）盾构机满负荷工作时推进速度 （2）该管片承受的压力F压=pS=2×108Pa×5m2=1×109N （3）推进力做的功为W=Fs=4.2×107N×0.05m=2.1×106J （4）盾构机推进的总功W总=Pt=2.8×105W×25s=7×106J 盾构机推进的机械效率为 5．(1)1600J (2)80% (3)200N 【详解】（1）该过程中绳子对木箱所做的有用功 （2）该过程中拉力做的总功为 斜面的机械效率 （3）额外功 由可知木箱受到的摩擦力 6．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）汽车受到的阻力 （2）斜面倾斜角α=30°，斜面高度h=2m，将质量m石=2720kg 的石材从斜面底端匀速拉至顶端，由数学知识可知，物体在斜面上运动的距 由题可知，滑轮组承担物重的绳子段数为2，所以汽车运动的距 汽车的速度 汽车的牵引力 汽车对滑轮组的拉力 汽车拉力所做的功 （3）克服动滑轮重力所做的功 绳对石材所做的功 克服石材重力所做的功 斜面的机械效率 （4）克服斜面对石材的摩擦力所做的功 斜面对石材的摩擦力 7．(1)3120J (2)1120J (3)62.5% 【详解】（1）从图中可知绳子的股数，工人对绳子的拉力，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，根据可知，绳子对物体的拉力 斜面与水平地面的夹角为，平台高，根据数学知识可知斜面的长 则绳子对物体做的功 （2）重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功 物体克服摩擦力做的功 （3）工人对绳子的拉力做的总功 整个装置的机械效率 8．(1) (2) (3)；75% 【详解】（1）由图丙可知，第2s内A被匀速提升，其速度为2m/s；由图甲可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，则第2s内绳子自由端移动的距离为s=nh=nvt=2×2m/s×1s=4m （2）由图乙可知，第2s内A被匀速提升的拉力F为10N，则第2s内拉力F所做的功为W=Fs=10N×4m=40J （3）第2s内A被匀速提升，忽略绳重及摩擦，动滑轮的重力为G动=nF-GA=2×10N-15N=5N 因每个滑轮重相同，则定滑轮的重也为5N，C处绳子拉力 则当C处最大拉力为40N时，B处拉力为75N，当B处最大拉力为80N时，C处拉力为42.5N，所以要以C处最大拉力为准，则B处的拉力FB=GA+G货物=75N 此装置最多能匀速运载货物的重力G货物=FB-GA=75N-15N=60N 此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率 9．(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）根据杠杆平衡条件有，伸缩撑杆对吊臂的支持力 （2）吊臂伸长时L2的最大值为 （3）在吊起货物的过程中，吊臂的长度保持不变，随着吊臂的升高，动力臂不变，阻力臂变小，阻力不变，根据杠杆平衡条件可知动力即支持力F变小。 10．(1)40W (2)5N (3)1.22104 (4)80% 【详解】（1）由图甲知道，n=2，由图丙可知，第2s内A上升的速度，拉力端移动速度 第2s内拉力F的功率 （2）由图丙知道，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙知道，拉力F=10N， 忽略绳重及摩擦，由拉力知道，动滑轮重力 （3）在0～1s内，拉力F=12N，人受到向下的重力、向上的支持力以及地面向上的支持力作用处于静止状态。所以 地面对物体的支持力 根据力的作用是相互的，重物对地面的压力 对地面的压强 （4）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力 则当C处最大拉力为50N时，B处拉力为95N，小于绳子B能承受的最大拉力100N；当B处最大拉力为100N时，C处拉力为52.5N，大于绳子C能承受的最大拉力50N；所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力 此装置最多能匀速运载货物的重力 该滑轮组的最大机械效率为 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 $$