【期末专题复习】易错精选题：简单机械计算题-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）

【期末专题复习】易错精选题：简单机械计算题-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024） 一、计算题 1．如图，用一个动滑轮，把重100N的物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求：   （1）动滑轮的机械效率；     （2）若用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，机械效率是多少？（不计绳重及摩擦） 2．如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重1200N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m．在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F为800牛．绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计．求： （1）有用功W有； （2）动滑轮的重； （3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η． 3．如图所示，滑轮组在拉力F的作用下，拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中，物体A所受的滑动摩擦力为70N，拉力F的功率P=80W（不计绳重和摩擦）。求： （1）物体A的质量； （2）拉力F的值； （3）滑轮组的机械效率。 4．一质量为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：（ρ石=3×103kg/m3、g=10N/kg） （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？ （4）石块底面的压强变化多少？ 5．工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，求： (1)物体由井底升至井口工人所做的有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)物体上升过程中工人做功的功率。 6．如图所示，沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40N，升高的高度为0.5m，AB的长度为1m，求：（g=10N/kg） （1）拉力做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）物体受到的摩擦力。 7．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，求： （1）人拉绳做功的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）动滑轮重。 8．校园内要将一底面积为0.4 m2的花岗岩基石移位，工人师傅准备用如图所示的装置提起基石，已知基石质量为150kg，求： (1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，基石对地面的压强； (2)工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，拉力的功率； (3)第(2)问中工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，滑轮组的机械效率。 9．图甲是工人搬运货物的情景，过程简化为图乙：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度。 (2)在图丙方框内画出货物从b点到d点的运动过程中，在水平方向上的受力示意图（以点代替货物）。 (3)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小。 (4)斜面的机械效率。 　　 　　 10．在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升450 N的装修材料，若他用250 N的拉力在20 s内，将绳自由端移动了 12m，求：（不计绳重和摩擦，g 取10 N/kg）   (1)拉力的功率是多少？ (2)提升450 N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？ (3)若绳子能承受的最大拉力为 400 N 时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？ 11．如图1，轻质杠杆在水平位置平衡．现利用该杠杆提升货物（如图2），货物P重，在竖直向下大小为的拉力F作用下，该杠杆从图中水平位置缓慢匀速转至虚线位置，此过程中重物P上升的高度为 ，拉力F下降的高度为。求 (1)提升货物做的有用功； (2)拉力F做的额外功； (3)该杠杆的机械效率。 12．如图所示，小明通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求： （1）绳自由端的速度的大小； （2）动滑轮重； （3）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率。 13．某施工队利用图1所示海上打捞平台装置打捞物体，使用电动机和滑轮组将物体从海底竖直匀速吊起。如图2所示，物体上表面到水面的距离为15m，A、B、C、D四个点是物体从海底竖直向上匀速吊起过程经过的4个位置。如图3是物体所受绳的拉力F随时间t变化的图像。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg) （1）求物体从A到B起吊过程中的速度； （2）在A处物体下表面所受海水的压强； （3）物体的密度； （4）物体离开水面后从C被匀速提升到D，若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力为2×104N，求滑轮组的机械效率。 14．如图甲所示，可变速电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机加在绳子自由端的拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小。求： （1）0～2s卷扬机所做的功是多少； （2）2～4s卷扬机两端电压220V，假设卷扬机将电能全部转化为机械能，则需要的电流多大； （3）2～4s，提升重物G过程，滑轮组机械效率为80%，则重物和动滑轮的重力分别是多少。 15．如图所示，在10s内，小明用绳a把重为100N的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点；小红用绳b以平行于斜面的拉力把重也为100N的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点。AB之间的高度差H为1.5m，CD之间的距离为3m。 （1）在图中画出甲（用黑色圆点代表）从A点匀速运动至B点过程受到的力的示意图，并求绳a对甲的拉力大小； （2）求此过程中绳a对甲的拉力所做的功WAB及其功率P甲； （3）若斜面CD的机械效率为62.5%，求绳b对乙的拉力。   16．如图所示小明站在高台上通过滑轮组竖直向上匀速提升物体，假设在拉绳子的过程中，小明对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和轮轴摩擦，已知小明的质量为50kg，物体的重力为540N，物体10s上升的高度为2m，动滑轮的重力为60N，小明双脚与地面的总接触面积是500cm2，（g=10N/kg） 求： （1）滑轮组的机械效率； （2）小明拉绳的功率； （3）当提升该物体时，小明对高台的压强。 17．如图甲所示，质量为60kg的建筑工人用完全相同的两个滑轮绕成的滑轮组提升货物，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙所示。工人在10s内将货物匀速提高了3m，双脚与地面的接触面积为0.04m2。工人对钢绳拉力的方向始终竖直向下，不计摩擦与绳重。g取10N/kg，则： （1）求动滑轮的重力； （2）求支架受到滑轮组的最大拉力； （3）若工人对钢绳的拉力为400N，求此时工人的功率和他对地面的压强。 18．在涪江六桥建筑工地，工人师傅正用塔吊通过滑轮组从河床吊起一如图甲所示工件。已知工件上下两部分都为正方体，重22500N，工件上升速度保持为0.1m/s。吊装过程中，滑轮组的机械效率随时间变化的图象如图乙所示，机械摩擦力及绳重忽略不计，（g=10N/kg）。问： （1）河床受到水的压强多大？ （2）动滑轮的重力多大？ （3）工件完全露出水面后，拉力做功的功率多大？ （4）第15s时的机械效率多大？ 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 考答案 1．（1）83.3%；（2）100N，90% 【详解】解：（1）由题可知使用的是动滑轮，通过动滑轮绳子段数n=2，  动滑轮的机械效率为 （2）不计绳重及摩擦，根据可知，提起100N物体时，可得 动滑轮的重力为，当提升重为180N的物体时，绳子自由端的拉力 此时的机械效率 答：（1）动滑轮的机械效率为83.3%； （2）作用在绳子自由端的拉力为100N，此时机械效率是 90%。 2．（1）12000J；（2）400N；（3）75%． 【详解】（1）有用功：W有用Gh1200N10m12000J（2）由图可知，n2，  绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计，由F （GG动）可得动滑轮的重：G动2FG2800N﹣1200N400N.（3）绳子运动的距离：snh210m20m，  动滑轮匀速提升建筑材料A做的总功：W总Fs＝800N20m＝16000J；动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率：η100% 100%75%． 点睛：（1）知道物体A的重力和上升的高度，利用W＝Gh求有用功；（2）绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计，根据F （GG动）可求动滑轮重；（3）利用W＝Fs计算卷扬机对绳子的拉力F做功的功，即总功，再利用效率公式求使用动滑轮的机械效率． 3．（1）30kg；（2）40N；（3）87.5% 【详解】（1）由G=mg得，物体A的质量 （2）由图可知，绳子的有效股数是n=2，则绳端移动的速度：v=nv物=2×1m/s=2m/s 拉力为 （3）滑轮组的机械效率 4．（1）20N；（2）50J；（3）80%；（4）1×104Pa 【详解】解：（1）根据可得石块的体积 石块没有露出水面，即石块浸没水中，则 V排=V=2×10-3m3 石块受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N （2）由图知，动滑轮上有两端绳子，所以绳子自由端移动的距离 s=2h=2×1m=2m 绳的自由端拉力做功 W总=Fs=25N×2m=50J （3）石块重力为 G=mg=6kg×10N/kg=60N 石块受向下的重力、向上的拉力和浮力而匀速运动，所以 G=F拉+F浮 则动滑轮对石块的拉力 F拉=G-F浮=60N-20N=40N 利用动滑轮做的有用功 W有=F拉h=40N×1m=40J 动滑轮的机械效率 （4）石块在上升过程中，石块底面到水面的深度减小量为石块上升的距离，所以石块底面受到水的压强变化量为 ∆p=ρ水g∆h=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104pa 答：（1）石块受到的浮力为20N； （2）绳的自由端拉力做功为50J； （3）动滑轮的机械效率为80%； （4）石块底面的压强变化了1×104pa。 5．(1)4800J (2)80% (3)50W 【详解】（1）从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，物体由井底升至井口工人所做的有用功 W有=Gh=800N×6m=4800J （2）由图可知 s=2h=2×6m=12m 提升物体所做的总功 W总=Fs=500N×12m=6000J 滑轮组的机械效率 （3）物体上升过程中工人做功的功率 6．（1）30J；（2）75%；（3）10N 【详解】(1)拉力做的有用功 W有=Gh=mgh=6kg×10N/kg×0.5m=30J (2)拉力F做的功 W总=Fs=40N×1m=40J 斜面的机械效率 η==×100%=75% (3)额外功 W额=W总-W有=40J-30J=10J 由W额=fs可得，物体在斜面上受的摩擦力为 f===10N 答：（1）拉力做的有用功为30J； （2）斜面的机械效率为75%； （3）物体受到的摩擦力为10N。 7．(1)75W；(2)80%；(3)150N 【详解】解：(1)由图可知：重物由三股绳子承担，即n=3；物体上升速度是0.1m/s，则人拉动绳子的速度是 v=nv1=3×0.1m/s=0.3m/s 人拉绳做功的功率 P==Fv=250N×0.3m/s=75W (2)滑轮组的机械效率 =80% (3)不计绳重和摩擦，由 得到动滑轮重力 G动=3F-G=3×250N-600N=150N 答：(1)人拉绳做功的功率是75W； (2)滑轮组的机械效率是80%； (3)动滑轮重是150N。 8．(1)1500Pa；(2)540W；(3)83.3% 【详解】(1)已知基石质量为150kg，则基石的重力是 基石的重力是1500N；若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，绳端静止不动，从图中可以看到，有三条绳子托着动滑轮，那么作用在基石上的拉力是 作用在基石上的拉力是900N；对基石进行受力分析，受到拉力、地面对基石的支持力、重力的作用，可知 可解得地面对基石的支持力是 地面对基石的支持力是600N；力的作用是相互的，那么基石对地面的压力是600N，基石的底面积为0.4m2，根据压强公式可知，基石对地面的压强是 基石对地面的压强是1500Pa。 (2)由题意可知，工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，根据速度公式可知，基石的运动速度是 从图中可以看到，三条绳子托着动滑轮，则绳端移动的速度是 绳端的拉力是600N，根据可知，拉力的功率是 拉力的功率是540W。 (3)上述工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，所做的有用功是 绳端移动的距离是 绳端的拉力，则所做的总功是 滑轮组的机械效率是 滑轮组的机械效率约是83.3%。 答：(1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，基石对地面的压强是1500Pa； (2)工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，拉力的功率是540W； (3)第(2)问中工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，滑轮组的机械效率约是83.3%。 9．(1)0.15m/s；(2) ；(3)240W；(4)75% 【详解】解：(1)将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度 =0.15m/s (2)货物从b点到d点作匀速运动，受到的推力和摩擦力是一对平衡力，则货物受到的摩擦力 f=F=800N 从物体的重心沿水平向右和水平向左分别画出推力和摩擦力的示意图，如图所示： (3)货物从b点到d点的运动过程中，这个过程中推力F=800N，推力做功 W=Fs2=800N×1.5m=1200J 推力做功的功率大小 =240W (4)利用斜面将货物匀速推到车上，有用功 W有用=Gh=1000N×0.9m=900J 总功 W总=Fs1=800N×1.5m=1200J 斜面的机械效率 =75% 答：(1)将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度是0.15m/s； (2)如上图所示； (3)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小是240W； (4)斜面的机械效率是75%。 10．(1)150W；(2)60%；(3)75% 【详解】解：(1)绳子自由端移动的速度为 所以拉力的功率 (2)由图可知，该滑轮组的绳子有效段数为3，所以装修材料上升的高度为 该滑轮组的有用功为 该滑轮组的总功为 所以滑轮组的机械效率为 (3)用250 N的拉力提升重物，绳自由端移动12m过程中的额外功为 若绳子能承受的最大拉力为 400 N 时，绳自由端同样移动12m过程中，滑轮组的总功为 该滑轮组的有用功为 该滑轮组的机械效率为 即此滑轮组的机械效率最大可提高到。 答：(1)拉力的功率是150W； (2)提升450 N材料时，此滑轮组的机械效率是； (3)此滑轮组的机械效率最大可提高到。 11．(1)96J；(2)24J；(3)80% 【分析】(1)知道物体的重力和被提升的高度，利用求出杠杆做的有用功； (2)利用求出拉力做的总功，再利用求出拉力F做的额外功； (3)知道了有用功、总功，利用求出杠杆的机械效率。 【详解】(1)提升货物做的有用功是 (2)拉力做的总功是 拉力F做的额外功为 (3) 该杠杆的机械效率为 答：(1)提升货物做的有用功是96J； (2)拉力F做的额外功是24J； (3)该杠杆的机械效率是80%。 12．（1）0.3m/s；（2）120N；（3）83.3% 【详解】解：（1）物体上升的速度 由图可知滑轮组绳子的有效股数3，则自由端绳子移动的速度 v=3v1=3×0.1m/s=0.3m/s （2）动滑轮的重力 G动=3F-G=3×200N-480N=120N （3）不计绳重和摩擦，当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率 答：（1）绳自由端的速度0.3m/s； （2）动滑轮重120N； （3）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率83.3%。 13．（1）0.5m/s；（2）2×105Pa；（3）3×103 kg/m3；（4）75% 【详解】解：（1）物体到水面的距离s=15m，t1=30s，物体从A到B起吊过程中的速度为 v==0.5m/s （2）物体的高度 h1=vt2=0.5m/s×10s=5m 物体下表面受海水压强为 p=ρ海水g(h+h1)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(15m+5m)=2×105Pa （3）物体从C点以后，脱离水面，物体受到的拉力F1=3×104N，则物体重力为 G=F1=3×104N 物体的质量为 m= =3×103 kg 物体从A点到B点，物体浸没水中，物体受到的拉力F2=2×104N，物体受到的浮力为 F浮=G-F2=3×104N-2×104N=1×104N 由阿基米德原理F浮=ρ海水gV排得 V物=V排==1m3 物体的密度为 ρ==3×103 kg/m3 （4）物体离开水面后从C被匀速提升到D，若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力F=2×104N，由图知，n=2，绳子自由端移动的距离s=2h，滑轮组的机械效率 η==75% 答：（1）物体从A到B起吊过程中的速度是0.5m/s； （2）在A处物体下表面所受海水的压强是2×105Pa； （3）物体的密度是3×103 kg/m3； （4）滑轮组的机械效率是75%。 14．（1）2400J；（2）9.1A；（3）400N，100N 【详解】解：（1）由图乙知道，0～2s的拉力F1为300N，由图甲知道，有两段绳子承担物重，即n=2，由图丙知道，0～2s物体移动的距离为h1=4m，0～2s卷扬机所做的功 W1=F1s1=F1 nh1＝300N×2×4m=2400J （2）由乙知道，2～4s的拉力F2为250N，由图丙知道，2～4s物体移动的距离为 h2=12m－4m=8m 2～4s卷扬机所做的功为 W2=F2s2=F2 nh2＝250N×2×8m=4000J 假设卷扬机将电能全部转化为机械能，卷扬机的电功率 由P=UI知道，需要的电流 （3）2~4s，由知道，重物的重力 动滑轮的重力 G0=nF2－G=2×250N－400N=100N 答：（1）0～2s卷扬机所做的功是2400J； （2）需要的电流9.1A； （3）重物和动滑轮的重力分别是400N和100N。 15．（1） ；100N；（2）150J；15W；（3）80N 【详解】解：（1）从A点匀速运动至B点过程中，物体甲处于平衡状态，在竖直方向受到向上的拉力、向下的重力作用，即 甲匀速上升，根据二力平衡可知 Fa=G甲=100N （2）绳a对甲的拉力所做的功为 WAB=Fas甲=FaH=100N×1.5m=150J 功率为 （3）利用斜面把乙从C拉至D的过程中 W总=WCD，W有=G乙H乙=G甲H=WAB 由可知 则绳b对乙的拉力为 答：（1）从A点匀速运动至B点过程受到的力的示意图见解析，绳a对甲的拉力大小为100N； （2）此过程中绳a对甲的拉力所做的功WAB为150J，其功率P甲为15W； （3）绳b对乙的拉力为80N。 16．（1）90%；（2）120W；（3）1.4×104Pa 【详解】解：（1）由图可知，滑轮组承担重物的绳子段数n=3，则小明拉绳的拉力为 F= 则滑轮组的机械效率为 η=90% （2）小明拉绳作的功为 W总=Fs=Fnh=200N×3×2m=1200J 则小明拉绳的功率为 P= （3）当提升该物体时，小明对高台的压力为 F压=G人+F=m人g+F=50kg×10N/kg+200N=700N 则小明对高台的压强为 p=1.4×104Pa 答：（1）滑轮组的机械效率为90%； （2）小明拉绳的功率为120W； （3）当提升该物体时，小明对高台的压强为1.4×104Pa。 17．（1）100N；（2）1900N；（3）240W；5000Pa 【详解】解：（1）由图乙可以看到，当货物的重力是300N时，滑轮组的机械效率是75%，不计摩擦与绳重，克服动滑轮重力所做的功是额外功，那么这情况下，工人在10s内将货物匀速提高了3m，滑轮组所做的有用功 滑轮组所做的总功 滑轮组的机械效率是75%，根据机械效率的公式可知 解得，动滑轮的重力是100N。 （2）支架受到滑轮组的最大拉力，也就是滑轮组对支架的最大拉力，力的作用是相互的，那么滑轮组对支架的最大拉力大小等于支架对滑轮组向上的拉力大小，只要求出支架对滑轮组向上的最大拉力即可；可以把两个滑轮、货物和人看成一个整体，对这个整体受力分析，它受到自身的重力作用、支架对滑轮组向上的拉力、还有地面对这个整体向上的支持力作用，当地面对这个整体向上的支持力为零时，支架对滑轮组向上的拉力达到最大，大小等于自身的重力大小，设这时货物的重力是，两个滑轮完全相同，动滑轮的重力是100N，则定滑轮的重力也是100N，人的质量是60kg，那么人的重力 可知道 工人将货物匀速提高，则 人对绳端的最大拉力，也是等于其自身的重力，即，那么可解得货物最大的重力，那么 支架受到滑轮组的最大拉力是1900N。 （3）若工人对钢绳的拉力为400N，货物匀速提高了3m，两条绳子托着动滑轮，则钢绳绳端移动的距离 这个过程工人所做的功 经历了10s，此时工人的功率 此时工人的功率是240W；工人是静止在地面，处于平衡状态，对工人受力分析，他受到自身重力、钢绳对他的拉力、地面对他的支持力，即 人的重力是600N，工人对钢绳的拉力为400N，则钢绳对工人的拉力也是400N，可解得地面对人的支持力 力的作用是相互的，则人对地面的压力也是200N，双脚与地面的接触面积为0.04m2，那么他对地面的压强 他对地面的压强是5000Pa。 答：（1）动滑轮的重力是100N； （2）支架受到滑轮组的最大拉力是1900N； （3）若工人对钢绳的拉力为400N，此时工人的功率是240W，他对地面的压强是5000Pa。 18．（1）2.5×104Pa；（2）2500N；（3）2500W；（4）83.3% 【详解】解：（1）由乙图可知，河水深度 h=vt1=0.1m/s×25s=2.5m 河床受到压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5m=2.5×104Pa （2）工件露出水面后 η=90% 不计滑轮摩擦时有 所以，动滑轮的重力 （3）由图甲知，滑轮组承重绳子的根数为4根，工件出水后，绳子自由端的拉力 拉力功率 P=Fv=6250N×0.4m/s=2500W （4）第15s时，工件只有下部正方体处于水中，由乙图可知，下部正方体边长 L=vt2=0.1m/s×(25s-15s)=1m 下部正方体浸没在水中时，排开水的体积 V排=V=L3=(1m)3=1m3 此时所受的浮力 F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N 所以，此时的机械效率 答：（1）河床受到水的压强为2.5×104Pa； （2）滑轮的重力为2500N； （3）工件完全露出水面后，拉力做功的功率为2500W； （4）第15s时的机械效率为83.3%。 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 $$