专题2 类型4 功、功率、机械效率-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（北师大版2024）

28 类型4 功、功率、机械效率 1. 新情境 传统文化 传统的舂米工具可看作 一个杠杆,它的结构示意图如图所示,O 为 固定转轴,在A 端连接着石球,脚踏B 端可 以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻 谷,若石球的质量为5kg,且摩擦和杠杆自 重均忽略不计,g取10N/kg。求: (第1题) (1) 石球受到的重力。 (2) 要将石球竖直匀速抬起,脚至少用多大 竖直向下的力。 (3) 石球匀速升高20cm,杠杆A 端提升石 球所做的功。 2. 小明用如图所示的滑轮组匀速提升400N 的重物,拉力F 为250N,5s内绳子自由端 被 拉 下 2 m,不 计 摩 擦 和 绳 重,g 取 10N/kg。求: (1) 拉力F 做的功。 (2) 动滑轮受到的重力。 (3) 拉力F 的功率。 (第2题) 3. 一辆质量为1500kg的小车用625N的力通 过如图所示的滑轮组将质量为100kg的物 体匀速提起。(不计绳重和滑轮间摩擦,g取 10N/kg) (1) 滑轮组的机械效率是多少? (2) 动滑轮重为多少? (3) 已知小车的速度为3m/s,受到水平地面 的摩擦阻力的大小是小车受到重力的30%。 小车牵引力的功率是多少? (第3题) 4. (江西中考)如图所示,利用斜面将箱子推进 车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢 省力多了。某同学用100N的力沿斜面向上 匀速推动箱子,已知箱子质量为20kg,斜面 长3m,斜面高1.2m,g取10N/kg。 (第4题) (1) 求箱子受到的重力。 (2) 求箱子受到的摩擦力。 (3) 求斜面的机械效率。 (4) 使用斜面推箱子时,有哪些更省力的 方法? 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(北师版)八年级 拍 照 批 改 29 5. 小明家装修房屋,一箱质量为80kg的建筑 材料放在水平地面上,它与水平地面的接触 面积是1×104cm2。装修工人用500N的拉 力F 通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀 速提升3m,用时20s。求:(g取10N/kg) (1) 建筑材料放在水平地面上时对地面的 压强。 (2) 拉力F 的功率。 (3) 滑轮组的机械效率。 (第5题) 6. 如图所示,质量为60kg的工人利用滑轮组 提升重为800N的物体A,所用拉力为F,物 体A 以0.2m/s的速度匀速上升了10s,此 时滑轮组的机械效率为80%。求:(不计绳 重与摩擦,g取10N/kg) (1) 滑轮组所做的有用功。 (2) 拉力F 的功率。 (3) 工人用此滑轮组所能提升的最大物重。 (第6题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 2整合提升 13 4. (1) 当导管架在驳船上时,整体漂浮,所受浮力 等于重力,根据阿基米德原理算出浮力F浮1= ρ海水gV排1=1.1×103kg/m3×10N/kg×8× 104m3=8.8×108N;当导管架不在驳船上时,空 驳船所受浮力等于重力,根据阿基米德原理算出 浮力 F浮2=ρ海水gV排2=1.1×103 kg/m3× 10N/kg×5×104m3=5.5×108N;故导管架所 受重力等于两次重力差,即等于两次浮力差,G= F浮1-F浮2=8.8×108N-5.5×108N=3.3× 108N (2) 导管架的质量m=Gg= 3.3×108N 10N/kg = 3.3×107kg,其密度ρ= m V= 3.3×107kg 3.3×104m3=1× 103kg/m3,小于海水的密度1.1×103kg/m3,故 导管架会漂浮;漂浮时,所受浮力等于重力,故浮 力大小为3.3×108N 5. (1) 橡皮泥的体积V=20cm3=2×10-5m3, 浸没时V排=V,橡皮泥浸没在水中时所受的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2× 10-5m3=0.2N (2) 物体质量 m=25g= 0.025kg,物体所受的重力G=mg=0.025kg× 10N/kg=0.25N,橡皮泥“船”所受的重力G船= m船g=ρ橡Vg=1.5×103kg/m3×2×10-5m3× 10N/kg=0.3N,“船”满载时仍处于漂浮状态,则 浮力F浮'=G总=G+G船=0.25N+0.3N= 0.55N (3) 改变橡皮泥“船”的形状,使其空心 部分的体积适当增大,增大可利用的浮力,从而提 高橡皮泥“船”的装载能力(合理即可) 类型4 功、功率、机械效率 1. (1) 石球的质量为5kg,则石球所受的重力 G=mg=5kg×10N/kg=50N (2) 根据杠杆 平衡条件F1L1=F2L2可得,F1= F2L2 L1 = GL2 L1 = 50N×0.4m 1m =20N (3) 石球匀速升高20cm, 即h=20cm=0.2m,杠杆A 端提升石球所做的 功W=Gh=50N×0.2m=10J 2. (1) 拉力F 做的功W总=Fs=250N×2m= 500J (2) 由图可知n=2,不计摩擦和绳重,由 拉力F=1n (G+G动)的变形公式得,动滑轮所受 的重力G动=nF-G=2×250N-400N=100N (3) 拉力F 的功率P= W总 t = 500J 5s=100W 3. (1) 物体所受的重力G=mg=100kg×10N/kg= 1000N,由图可知n=2,滑轮组的机械效率η= W有用 W总 ×100%= Gh Fs×100%= Gh Fnh×100%= G nF×100%= 1000N 2×625N×100%=80% (2) 因 为不计绳重和摩擦时F=1n (G+G动),所以动滑 轮所受的重力 G动 =nF-G=2×625N- 1000N=250N (3) 小车所受的重力G'= m'g=1500kg×10N/kg=15000N,小车受到的 阻力f=30%G'=30%×15000N=4500N,由 力的平衡条件可知,小车受到的牵引力F'=F+ f=625N+4500N=5125N,则小车牵引力的功 率P=Wt = F's t =F'v=5125N×3m /s= 15375W 4. (1) 箱子受到的重力G=mg=20kg×10N/kg= 200N (2) 推力所做的总功W总=Fs=100N× 3m=300J,推力做的有用功 W有用 =Gh= 200N×1.2m=240J,沿斜面推动箱子,克服斜 面对箱子的摩擦力做的功是额外功,W额外 = W总-W有用=300J-240J=60J,由W额外=fs可 得,箱子受到的摩擦力f= W额外 s = 60J 3m=20N (3) 斜面的机械效率η= W有用 W总 ×100%= 240J 300J× 100%=80% (4) 减小斜面的坡度、减小斜面的 粗糙程度等,合理即可 5. (1) 建筑材料所受的重力G=mg=80kg× 10N/kg=800N,建筑材料放在水平地面上时对 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 14 地面的压力F=G=800N,对地面的压强p= F S= 800N 1×104×10-4m2=800Pa (2) 滑轮组的动 滑轮上绕2段绳子,绳子自由端移动的距离s= nh=2×3m=6m,拉力做的总功W总=Fs= 500N×6m=3000J,拉力F 的功率P= W总 t = 3000J 20s =150W (3) 有用功W有用=Gh=800N× 3m=2400J,滑轮组的机械效率η= W有用 W总 × 100%=2400J3000J×100%=80% 6. (1) 由v=st 得,物体上升的距离h=vt= 0.2m/s×10s=2m,滑轮组所做的有用功 W有用=Gh=800N×2m=1600J (2) 由η= W有用 W总 ×100% 得,拉力F 做的功W总= W有用 η = 1600J 80% =2000J ,功率P= W总 t = 2000J 10s =200W (3) 不计绳重与摩擦时,物体上升过程中,工人对 动滑轮做功W动=W总-W有用=2000J-1600J= 400J,动滑轮所受的重力G动= W动 h = 400J 2m = 200N;当工人对地面的压力为0时,绳子末端的 拉力最大,F=G'=mg=60kg×10N/kg= 600N,滑轮组承担物重绳子的股数n=3,由滑轮 组省力特点得,用此滑轮组所能提升的最大物重 G物=nF-G动=3×600N-200N=1600N 专题三　实 验 题 类型1 测量型实验 1. (1) B 0.1 2.75 (2) 246.5 1.2 (3) ① 调 节平衡螺母前没有将游码移到标尺的零刻度线处 ② 94 2. (1) ACDEB (2) 温度计的玻璃泡接触容器 底部 (3) 高 (4) 69℃ (5) 38.5 3. (1) v=st (2) 刻度尺 (3) 0.2 大于 (4) 0.15 (5) C 4. (1) 将游码移至零刻度线处 右 (2) 28.4 2.84 (3) BC 5. (1) 零刻度线 放适量的碎纸片 (2) A (3) 59.2 28 1.1 (4) 小 大 6. (1) 水平 左 (2) B (3) 72.6 (4) 50 (5) 3.3 (6) ① 偏大 ② m0g F3-F2×ρ水 解析:(5) 将化石从水中取出后,再往烧杯中缓慢 加水,使水面上升至记号M 处,如图丁所示,用天 平测出烧杯和水的总质量为112g,可知所加水的 质量Δm水=112g-(162.6g-72.6g)=22g,加 水的体积即化石的体积V化石 =V水 = Δm水 ρ水 = 22g 1g/cm3 =22cm3,化石的密度ρ化石 = m0 V化石 = 72.6g 22cm3=3.3g /cm3。(6) ① 考虑到将化石从烧 杯中取出时已经吸水,上述A步骤中测得的化石 所受的重力G 偏大,C步骤中测力计示数比B中 增大的示数即为化石所受的浮力大小,F浮 = F3-F2,因化石吸水后体积不变,故测量出的浮 力大小是准确的,根据阿基米德原理,化石排开水 的体积即化石的体积是准确的,V化石'=V排水= F浮 ρ水g = F3-F2 ρ水g ,根据ρ= m V化石'= G gV化石' 可知,所 测得的化石密度值偏大。② 小榜测量出的化石 质量m0 是准确的,故该化石密度相对最准确的 表达式为ρ石= m0 V化石'= m0g F3-F2×ρ水 。 类型2 探究性实验 1. (1) 气泡 94 (2) 如图所示 (3) 98 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈