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（教科版2024）

31 类型4 功、功率和机械效率 1. 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2m,不计摩擦和绳重,g取10N/kg。求: (1) 拉力F 做的功。 (2) 动滑轮的重力。 (3) 拉力F 的功率。 (第1题) 2. (扬州广陵期末)用如图所示的滑轮组提升 货物,已知动滑轮重30N、货物重360N,货 物上升3m,上升速度是0.3m/s,拉力F 的 功率是180W(不计绳重)。求: (1) 做的有用功。 (2) 拉力F 做的功。 (3) 滑轮组的机械效率。 (第2题) 3. 如图所示,OA 为长0.6m且质量分布均匀 的杠杆,其B点处挂一180N的物体,用竖直 向上的130N的力将物体提升0.2m时,杠 杆刚好绕O 点旋转了30°,若不计摩擦,求: (1) 有用功。 (2) 总功。 (3) 杠杆的重力。 (第3题) 4. 一辆质量为1500kg的汽车用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。(不计绳重和绳与滑轮间摩 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) 已知汽车的速度为3m/s,受到水平地面 的摩擦阻力的大小是汽车重力的30%。该 车牵引力的功率是多大? (第4题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 2整合提升 拍 照 批 改 32 5. “塔吊”是建筑工地常用的起重设备。如图 甲所示,AC 为一简易“塔吊”的水平臂,A 端 装有配重体P,它的质量为4t,在B、C 间安 装有可移动的滑轮组(绳子绕法如图乙所 示),滑轮组的钢丝绳绕在电动卷扬机的轴 上。已知AB=10m,BC=40m,若塔身的 宽度和铁架、钢绳、滑轮组重力及摩擦均不 计,g取10N/kg。 (第5题) (1) 求配重体P 的重力大小。 (2) 当滑轮组位于C 端时,为了安全起吊, 求该“塔吊”恰能吊起货物的质量。 (3) 某次操作中,滑轮组在BC 间安全吊起 质量为1.5t的货物,匀速上升60m,求滑轮 组上钢绳的水平拉力F 的大小。 6. ★ 新情境 社会热点 天门山盘山公路是网 红打卡地,公路共计99道弯,似玉带环绕, 层层叠起,直冲云霄,公路全长大约为10km, 公路的海拔落差约为1000m。天门山景区 有一批新能源纯电动客车,客车满载时总质 量为6000kg。现有一辆满载的新能源客 车,以80kW的恒定功率、4m/s的速度沿盘 山公路从山底匀速行驶至山顶。(行驶过程 中客车所受重力和阻力大小恒定不变,g 取 10N/kg) (1) 整个过程中,电动机对客车和游客所做 的有用功为多少? (2) 盘山公路的机械效率为多少? (3) 整个过程中,电动机的牵引力为多少? 客车受到的阻力为多少? 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(教科版)八年级 12 类型3 压强和浮力 1. (1) 容器和水对桌面的压力F=G总=m总g= (m水+m容)g=(0.5kg+2kg)×10N/kg= 25N;容 器 和 水 对 桌 面 的 压 强 p = F S = 25N 20×10-4m2=1.25×10 4Pa (2) 水深h= 18cm=0.18m;水对容器底的压强p'=ρgh= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8× 103Pa;水对容器底的压力F'=p'S=1.8× 103Pa×20×10-4m2=3.6N 2. (1) 根据图乙中每一小格表示9cm2,脚印轮 廓所围小方格大于半格的算一格,小于半格的舍 弃,可数出共有15个小方格,则图中脚印面积 S0=15×9cm2=135cm2,即该东北虎一个脚印 的面积为135cm2 (2) 容器下陷的深度与脚印 的深度相同时,说明两者产生的压强相等,则 p1=p2,根据压强公式可得 G物 S物= G虎 S虎 ,所以G虎= G物S虎 S物 ,m虎g= m物gS虎 S物 ,则该东北虎的质量m虎= m物S虎 S物 = 30kg×4×135×10-4m2 100×10-4m2 =162kg 3. (1) 由图乙可知,AB 段钢绳的拉力大小不变, 此时石料未接触水面,因石料匀速下降,所以由二 力平衡条件可得,石料受到的重力G=F拉 = 1400N (2) 由图乙可知,BC 段钢绳的拉力逐 渐减小,说明石料慢慢浸入水中,且浸入水中的体 积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大,在CD 段浸 没,此时的拉力F=900N,所以石料浸没在水中 时受到的浮力F浮=G-F=1400N-900N= 500N (3) 由F浮=ρ液gV排 可得,石料的体积 V =V排 = F浮 ρ水g = 500N1×103kg/m3×10N/kg = 0.05m3 (4) 由G=mg 可得,石料的质量m= G g= 1400N 10N/kg=140kg ,石料的密度ρ= m V = 140kg 0.05m3=2.8×10 3kg/m3 4. (1) 当架导管架在驳船上时,整体漂浮,所受浮 力等于驳船和导管架的总重力,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驳船重力,根据 阿基米德原理算出浮力F浮2=ρ海水gV排2=1.1× 103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5.5×108N; 故导管架的重力等于两次重力差,即等于两次浮 力差,G=F浮1-F浮2=8.8×108 N-5.5× 108N=3.3×108N (2) 导管架质量m=Gg= 3.3×108N 10N/kg =3.3×10 7kg,其 密 度ρ= m V = 3.3×107kg 3.3×104m3=1×10 3kg/m3,小于海水密度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,物体所受重力G=mg=0.025kg× 10N/kg=0.25N,橡皮泥“船”的重力 G船 = m船g=ρ橡Vg=1.5×103kg/m3×2×10-5m3× 10N/kg=0.3N,“船”装载最多物体时仍是漂浮 状态,则受到的浮力 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、功率和机械效率 1. (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)得,动滑轮的重力G动= nF-G=2×250N-400N=100N (3) 拉力F 的功率P= W总 t = 500J 5s=100W 2. (1) 克服物体重力做的有用功W有用=Gh= 360N×3m=1080J (2) 根据v=st 和W= Pt可得,拉力F 做的功,即总功W总=Pt=P× 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 13 h v=180W× 3m 0.3m/s=1800J (3) 滑轮组的机 械效率η= W有用 W总 ×100%= 1080J 1800J×100%=60% 3. (1) 克服物体重力所做的有用功W有用=Gh= 180N×0.2m=36J (2) 根据数学知识可知,杠 杆A 点上升的高度s=12OA= 1 2×0.6m= 0.3m,力对杠杆所做的总功W总=Fs=130N× 0.3m=39J (3) 不计摩擦,克服杠杆重力所做 的功即为额外功,W额外=W总-W有用=39J- 36J=3J,杠杆重心上升的高度h'=12s= 1 2× 0.3m=0.15m,由W=Gh 可知,杠杆的重力 G杆= W额外 h' = 3J 0.15m=20N 4. (1) 物体的重力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 为不计绳重和绳与滑轮间摩擦时,F=1n (G+ G动),所以动滑轮的重力G动 =nF-G=2× 625N-1000N=250N (3) 汽车的重力G'= m'g=1500kg×10N/kg=15000N,汽车受到的 阻力f=30%G'=30%×15000N=4500N,由 力的平衡条件可知,汽车受到的牵引力F'=F+ f=625N+4500N=5125N,则该车牵引力的功 率P=Wt = F's t =F'v=5125N×3m /s= 15375W 5. (1) 配重体P 受到的重力GP=mPg=4× 103kg×10N/kg=4×104N (2) 当滑轮组位于 C 端时,根据杠杆平衡条件可得GP×AB=GC× BC,即4×104N×10m=GC×40m,恰能吊起货 物的重力GC=1×104N,恰能吊起货物的质量 mC= GC g = 1×104N 10N/kg=1×10 3kg=1t (3) 由图 乙可知,n=3,不计钢绳、滑轮组重力及摩擦,钢 绳的水平拉力F=13G= 1 3mg= 1 3×1.5× 103kg×10N/kg=5000N 6. (1) 客车和游客的总重力G=mg=6000kg× 10N/kg=6×104N;电动机对客车和游客所做的 有用功W有用=Gh=6×104N×1000m=6× 107J (2) 整 个 过 程 所 用 时 间t=sv = 10×103m 4m/s =2.5×10 3s,总功W总=Pt=80× 103W×2.5×103s=2×108J,盘山公路的机械 效率η= W有用 W总 ×100%= 6×107J 2×108J×100%=30% (3) 由P=Wt= Fs t=Fv 得,电动机的牵引力F= P v= 80×103W 4m/s =2×10 4N,额外功W额外=W总- W有用=2×108J-6×107J=1.4×108J,由 W额外=fs 可得,客车受到的阻力f= W额外 s = 1.4×108J 10×103m=1.4×10 4N 拉力和摩擦力不平衡 物体沿斜面匀速上升时,沿斜面向上的拉 力和摩擦力不是平衡力,则本题中客车在盘山 公路上匀速行驶时受到的阻力不等于牵引力, 阻力大小应该根据额外功进行计算。 专题三　实 验 题 类型1 测量型实验 1. (1) 温度计的玻璃泡碰到了容器底 32 (2) B 3.40 (3) 228.7 2. (1) v=st (2) 刻度尺 (3) 0.2 大于 (4) 0.15 (5) C 3. (1) 弹性限度 伸长量 (2) 竖直 0~5 3.6 变大 (3) 4 4. (1) 左 (2) 31.2 3.12×103 (3) 偏大 (4) 2.4 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈