机械效率与功率计算题专项复习2024－2025学年人教版物理八年级下学期（适用于辽宁地区）

2025年人教版初中物理八年级下学期新教材 机械效率与功率计算题专项复习（适用于辽宁地区） 1.用图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 2.如图所示，要把一个质量是450 kg的贵重物品A沿水平地面移动100 m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是50 kg的木板B上，然后用了F＝400 N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点．(提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比) (1)在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是多少？ (2)计算拉力F做的总功是多少焦耳？ (3)在拉力F做功的过程中，机械效率是多少？ 3.如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升5m，动滑轮的 质量为8kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg． （1）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组． （2）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大？ （3）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少？． 4.用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2× 103 kg/ m3 ，底面积是0.3 m2 ，重力为600N.物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m.(g取10N/kg)求： (1)物体A对水平地面的压强是多少？ (2)若该装置的机械效率为80％，物体A在水平方向上受到的阻力是多少？ 5.某校为保障师生的生活用水，用一台功率为15kw的抽水机，把水抽到距水面10m高的蓄水池中，抽水 机30分钟刚好将容积为18m3的蓄水池抽满，求： (1)抽水机对水做的功； (2)抽水机的效率； (3)同学们，水是生命之源，请你写出日常生活中的两项节水措施． 6.湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：(g取10N／kg) (1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m2，求货物对地面的压强． (2)提升时绳子自由端的速度． (3)拉力F的功率． (4)此滑轮组的机械效率． 7.如图所示为倾角30°的固定斜面，方明同学用平行于斜面500 N的推力将质量为70 kg的物体在5 s时间内匀速推高1 m。(g取10 N/kg)求： （1）推力做的总功和推力的功率。 （2）)斜面的机械效率。 （3）斜面对物体的摩擦力。 8.如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6 m高的三楼，沙子的质量为50 kg，装沙子的桶的质量为8 kg，动滑轮的质量为2 kg，工人匀速拉绳子的力为300 N。(忽略摩擦和绳重，g取10 N/kg)求： （1）工人做的总功。 （2）工人做的额外功。 9.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动6m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s．求： （1）拉力F做功的功率． （2）滑轮组的机械效率． （3）若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则动滑轮的重力多大？ 10.图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示．在一次吊装10.施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖直上升了3m，所用时间为30s．已知动滑轮总重为2×104N，不计钢丝绳重及摩擦．（ρ海水＝1.0×103kg/m3） （1）求该重物的重力是多少？ （2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？ （3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率． 11.如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，（不计绳重，绳与滑轮的摩擦）求： （1）物体上升的高度； （2）拉力F所做的功； （3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率． 12.如图所示，利用滑轮组匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.2倍．物体被匀速拉动的距离为1 m．若物体质量为20 kg，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，g取10 N/kg.求： (1)物体在水平面上匀速运动时受到的滑动摩擦力； (2)动滑轮的重力； (3)若物体质量为40 kg，以0.1 m/s的速度匀速运动，拉力F的功率． 1. 解：（1）拉力移动距离：S=nh=2×2m=4m 拉力所做的功：W=FS=125N×4m=500J 拉力的功率： 滑轮组的机械效率： 答：（1）拉力所做的功为500J，拉力的功率为100W． （2）滑轮组的机械效率为80%． 2. 答案：（1）AB匀速运动，AB未发生相对滑动或相对运动趋势，故AB间无摩擦力，摩擦力为0 （2）拉力做功为W总=FS=400×100=4×104（J） （3）滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比，η=FAS/FS=fAS/fS=450/500=90% 答：（1）在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是0 （2）计算拉力F做的总功是4×104J （3）在拉力F做功的过程中，机械效率是90% 3.（1）对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线的方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意工人站在地面上可知拉力方向向下，是有两股绕线的这种方法．滑轮组绕线如图所示： （2）由图可知：在不计绳重及摩擦的情况下，动滑轮和重物由两股绳子承担，拉力就是滑轮组提升物体和动滑轮总重的二分之一．则： 人对绳子的拉力F=1/2（G箱+G动）=1/2（500N+8kg×10N/kg）=290N （3）在不计绳重及摩擦的情况下，提升过程的有用功W有=Gh． 总功W总=Fs=F•nh． 机械效率η=W有/W总=Gh/Fs=500N×5m/290N×10m=86.2%． 4. 解：(1)∵物体A在水平地面上作匀速直线运动， ∴F=G=600N， ∴P=F/S=600N/0.3m2=2×103Pa ． (2)拉力F所做的功W总=Fs=100N×2×2m=400J， 克服阻力所做的功W有=W总η=400J×80%=320J， 物A所受阻力f=W有/s物=320J/2m=160N 故答案为： (1)2×103Pa；(2)160N． 5 解：(1)m=ρV=1×103kg/m3×18m3=1.8×104kg G=mg=1.8×104kg×10N/kg=1.8×105N 对水做的有用功： W有=Gh=1.8×105N×10m=1.8×106J (2)W总=Pt=15000W×30×60s=2.7×107J η=w有/w总=1.8×106J/2.7×107J=6.7% (3)节水措施：随手关水龙头、一水多用(洗脸水拖地) 答：(1)抽水机对水做的功为1.8×106J； (2)抽水机的效率为6.7%； (3)两项节水措施：随手关水龙头、一水多用(用洗脸水拖地) (1)知道要抽水的体积可以求水的质量、重力，进一步利用功的公式计算对水做的有用功； (2)知道抽水机的功率和做功时间可以求总功，进一步计算抽水机的效率； (3)从日常生活中，自己能做到的，找出节水措施，例如循环利用、不浪费等． 6. (1)货物对地面的压强P＝F/S=mg/S＝80kg×10N/kg0.04m2＝2×104Pa． (2)提升时绳子自由端的速度v＝S/t=4m/50s=0.08m/s． (3)拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W(功率的计算 (4)此滑轮组的机械效率η=W有/W总=mgh/FS=mg/2F=80kg×10N/kg/2×500N＝80% 答：(1)2×104Pa；(2)0.08m/s；(3)40W；(4)80%． 7.(1)W总＝Fs＝F•2h ＝500 N×2×1 m＝1000 J P＝W总/t＝1000 J/5s＝200 W (2)W有＝Gh＝mgh＝70 kg×10 N/kg×1 m＝700 J η＝W有/W总＝700 J/1000 J×100%＝70% (3)W额＝W总－W有＝1000 J－700 J＝300 J 因为W额＝fs　所以f＝W总/s＝300 J/2m＝150 N 8.(1)由图知，n＝2， 拉力端移动的距离s＝2×6 m＝12 m， 拉力做功：W总＝Fs＝300 N×12 m＝3600 J (2)∵忽略摩擦和绳重 ∴W额＝(G桶＋G动)h＝(m桶＋m动)gh ＝(8 kg＋2 kg)×10 N/kg×6 m＝600 J 9.(1)力F做的功为W=150J， 则拉力F做功的功率：P=W/t=150J/5g=30W； (2)由图可知n=3， 则物体上升的高度为：h=s/3=6m/3=2m， 做的有用功为：W有用=Gh=60N×2m=120J， 滑轮组的机械效率为： η=W有/W×100%=120J/150J×100%=80%； (3)克服动滑轮重力做的功： W动=（1﹣80%﹣2%）×W总=18%×150J=27J， 由W动=G动h可得，动滑轮的重力： G动=W动/h=27J/2m=13.5N 10.【详解】（1）．起重船增大的浮力： △F浮＝ρ水g△V排＝1×103kg/m3×10N/kg×18m3＝1.8×105N， 因为起重船始终漂浮，所以该重物的重力与增大的浮力相等： G＝△F浮＝1.8×105N； （2）．由图知，n＝4，不计钢丝绳重及摩擦，钢丝绳的拉力： F＝（G+G动）＝×（1.8×105N+2×104N）＝5×104N； 拉力端移动距离： s＝4h＝4×3m＝12m， 拉力做的总功： W总＝Fs＝5×104N×12m＝6×105J， 拉力做功的功率： ； （3）．拉力做的有用功： W有用＝Gh＝1.8×105N×3m＝5.4×105J， 滑轮组的机械效率： 答：（1）．该重物的重力是1.8×105N； （2）．钢丝绳拉力F做功的功率是2×104W； （3）．该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为90%． 11.（1）由v=可得， 物体上升的高度：h=vt=0.2m/s×10s=2m； （2）由图可知，重物由3段绳子承担， 故s=3h=3×2m=6m， 则拉力F所做的功W总=Fs=200N×6m=1200J （3）F=G总，200N=（540N+G动），解得G动=60N， W有用=Gh=240N×2m=480J， F′=（F′物+G动）=（240N+60N）=100N， W′总=F′s=100N×6m=600J η=W有用/W′总×100%=480J/600J×100%=80%． 12.解：(1)物体受到的摩擦力：f＝0.2mg＝0.2×20 kg×10 N/kg＝40 N (2)η＝＝＝ 忽略绳重和绳与滑轮间摩擦：F＝(G动＋f) 综上，得：G动＝－f＝－40 N＝10 N (3)40 kg物体受到的摩擦力：f′＝0.2m′g＝0.2×40 kg×10 N/kg＝80 N 此时的拉力：F′＝(f′＋G动)＝×(80 N＋10 N)＝30 N 拉力的功率：P＝F′·nv＝30 N×3×0.1 m/s＝9 W 8 学科网（北京）股份有限公司 $$