机械效率 综合计算题--2024-2025学年人教版物理八年级下学期

机械效率综合计算题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．工人利用如图所示的斜面把木箱推到离地面0.5m高的平台上，已知木箱的质量为40kg，工人沿着斜面向上推木箱的力为75N，斜面长为4m，g取10N/kg。求： (1)木箱所受到的重力； (2)工人对木箱做的有用功； (3)工人对木箱做的总功； (4)机械效率。（百分号前保留一位小数） 2．一名工人用如图所示的动滑轮把重400N的货物匀速提升2m，所用的拉力250N。求： (1)在这一过程中，人做的总功； (2)在这一过程中，人做的有用功； (3)该动滑轮的机械效率。 3．小宇家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上。装修工人用500N的拉力F通过如下图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m，用时20s，g=10N/kg。求： (1)装修工人匀速提升建筑材料所做的有用功； (2)装修工人拉力F的功率； (3)滑轮组的机械效率。 4．如图所示，工人用相同的滑轮A、B组成滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m，用时为8s，工人所用拉力F为250N。求： (1)滑轮 是动滑轮（选填“A”或“B”）。 (2)滑轮A的重力。 (3)此滑轮组的机械效率。 (4)拉力F的功率。 5．如图所示是某起重机的滑轮组结构示意图。起重机将质量为3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。求： (1)钢丝绳的绳端移动的距离s； (2)克服钢板重力做的功； (3)钢丝绳的拉力F。 6．如图甲所示，是某科技小组同学设计的利用电动机通过滑轮组匀速提升物体的装置图。图乙是使用该电动机提升不同物体时，电动机对绳子竖直向上的拉力F与绳子自由端的速度v的关系图像。当使用该装置匀速竖直提升810N的物体A时，电动机拉动绳子的速度为0.2m/s。若电动机拉动绳子的功率始终保持不变，不计绳重和滑轮的摩擦。求： (1)动滑轮受到的重力； (2)若用该装置提升另一物体B时，电动机拉动绳子的速度为0.5m/s，此时滑轮组的机械效率。 7．在五一期间的社会实践活动中，小张使用了如图的装置运送木料，每块木料质量为6kg，小张的重力为600N，缠绕滑轮的绳子最大承受的拉力为350N。当篮内放入3块木料时，小张用120N的力使木料匀速上升了3m，不计绳重和摩擦。求： (1)绳子自由端移动的距离； (2)吊篮和动滑轮的总重力； (3)小张用此滑轮组运送木料时，最大的机械效率（精确到0.1%）。 8．如图所示，斜面长，高。用平行于斜面的拉力，将重力为的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时。求： (1)有用功。 (2)该斜面的机械效率。 (3)物体受到的摩擦力f。 9．如图甲所示为工人使用升降平台清洗高空玻璃幕墙的情景。升降平台结构简图如图乙所示，吊篮由电动机控制升降，吊篮和两动滑轮总重为600N。某次吊升过程中，两名工人及清洗工具的总重为1800N，吊篮在30s内匀速上升了6m，不计绳重和摩擦，求： (1)匀速上升过程中电动机对绳子的拉力； (2)本次吊升过程中电动机的输出功率； (3)本次吊升过程中平台的机械效率。 10．如图，重为的卡车，经过一段水平路面，再以的功率沿与水平地面成37°角的斜坡匀速向上爬行，已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，卡车爬坡长度s，爬坡高度为h，斜坡的机械效率为80%。（sin370=0.6）求卡车： (1)对水平路面的压强； (2)爬坡时的牵引力； (3)爬坡时的速度。 11．质量为20kg、底面积100cm2的物体静止在水平地面上，用如图所示的滑轮组将物体匀速竖直提升5m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦。求： (1)物体挂上动滑轮的挂钩前，静止在水平地面上时对地面的压强； (2)匀速提升过程中，拉力 F 的大小； (3)滑轮组的机械效率。 12．小明用如图甲所示的装置提升物体，已知物体A重为50N，绳子B和C能承受的最大拉力均为450N。小明将物体A提升到高处，施加的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，物体A上升的速度v随时间t的变化关系图像如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10。求： (1)1s~2s内拉力F的功率； (2)动滑轮所受的重力； (3)此装置提升重物的最大机械效率。 13．生活中有些低层建筑没有电梯，房屋装修时聪明的工人常用滑轮组提升沙石等物料。一个重力G人=600N的装修工人，用如图所示的滑轮组将重力G物=300N的物体，以v=0.2m/s的速度匀速向上提升t=30s。已知动滑轮的重力G动=100N，工人的双脚与水平地面接触面积S=400cm2，不计绳重和一切摩擦，图中拉力的方向为竖直方向。求： (1)这段时间内装修工人对被提升物体做的有用功W有； (2)该滑轮组的机械效率η； (3)装修工人对地面的压强p。 14．如图甲所示是被称为城市“蜘蛛人”的高空作业师傅，他们使用的拉索模型如图乙所示，已知吊篮的质量为30kg；工人以及工具的总重为720N，绳子自由端的拉力F大小为400N。在拉力F的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦，g=10N/kg。 (1)人和工具重力做的有用功是多少； (2)拉力F做功的功率是多少； (3)整个滑轮组的机械效率是多少。 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 《机械效率综合计算题》参考答案 1．(1)400N (2)200J (3)300J (4)66.7% 【详解】（1）木箱受到的重力 （2）工人对木箱做的有用功 （3）工人对木箱做的总功 （4）这个斜面的机械效率 2．(1) (2) (3) 【详解】（1）如图所示的动滑轮上绳子股数 人做的总功 （2）人做的有用功 （3）动滑轮的机械效率 3．(1)2400J (2)150W (3)80% 【详解】（1）W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×3m=2400J （2）由图知，承担物重的绳子段数为2，拉力做功为W=Fs=F×2h=500N×2×3m=3000J 拉力做功的功率为 （3）滑轮组的机械效率为 4．(1)B (2)100N (3)80% (4)125W 【详解】（1）轴固定不动的滑轮为定滑轮，随物体一起运动的滑轮是动滑轮，由图可知，B是动滑轮。 （2）由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n=2，由 得，滑轮A的重力G动=2F-G=2×250N-400N=100N （3）绳子自由端移动的距离为s=nh=2×2m=4m 滑轮组的机械效率 （4）拉力F做的功为W总=Fs=250N×4m=1000J 则拉力F的功率为 5．(1)40m (2)3.6×105J (3)1.125×104N 【详解】（1）由图知，n＝4，钢丝绳的绳端移动的距离为 （2）钢板的重力为 起重机将质量为3600kg的钢板匀速提升到10m高，则克服钢板重力做的功为 （3）根据可知拉力所做的功为 则拉力为 6．(1) (2) 【详解】（1）由图乙可知，当绳子自由端的速度为0.2m/s时，绳子自由端的拉力为300N。由图甲可知，承担物重的绳子股数为3，则根据可知动滑轮受到的重力 （2）根据图乙可知电动机的功率 当电动机拉动绳子的速度为0.5m/s时，拉力 则物体B的重力 滑轮组的机械效率 7．(1)6m (2)60N (3)90.9% 【详解】（1）由图可知，滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离 （2）3块木料重力为 不计绳重和摩擦，则吊篮和动滑轮的总重力 （3）缠绕滑轮的绳子最大承受的拉力为350N，则当绳子自由端拉力最大为350N时，提升的物体重力最大为 1块木料重力为 ，则提升的木料最多为10块，提升的木料重力最大为 不计绳重和摩擦，小张用此滑轮组运送木料时，最大的机械效率 8．(1)300J (2)75% (3)12.5N 【详解】（1）物体克服重力所做的有用功 （2）拉力做的总功 该斜面的机械效率 （3）物体克服摩擦力做的额外功 由得，物体受到的摩擦力 9．(1)600N (2)480W (3)75% 【详解】（1）由图乙可知n=4，匀速上升过程中电动机对绳子的拉力 （2）吊篮在30s内匀速上升了6m，所以物体移动速度 绳端移动速度 电动机的输出功率 （3）电动机所做的功 电动机做的有用功为 吊升过程中平台的机械效率 10．(1) (2) (3) 【详解】（1）在水平路面行驶时，卡车对路面的压力大小等于卡车的重力，卡车对水平路面的压强 （2）斜坡和水平面构成直角三角形，则 爬坡时的机械效率 解得，爬坡时的牵引力 （3）爬坡时的功率 爬坡时的速度 11．(1)2×104Pa (2)125N (3)80% 【详解】（1）由题意可得，物体静止在水平地面上时对地面的压力等于自身重力，即F=G=mg=20kg×10N/kg=200N 静止在水平地面上时对地面的压强为 （2）不计绳重和摩擦。动滑轮上有两股绳，绳子末端上的拉力为物体和动滑轮重力之和的二分之一，即 （3）绳子端移动的距离是物体移动距离的2倍，则拉力F所做的功为 由题意可得，滑轮组的有用功为 滑轮组的机械效率为 12．(1)20W (2)50N (3)90% 【详解】（1）绳子的移动速度 1s~2s内拉力的功率 （2）由得 （3）分析可得此滑轮组能够提起的最大物重等于绳子B能承受的最大拉力，即，此装置提升重物的最大机械效率 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）物体上升高度 装修工人对被提升物体做的有用功 （2）由图知动滑轮上绳子股数，拉力的大小为 绳子自由端移动距离 总功 机械效率 （3）工人对地面的压力 接触面积 压强 14．(1)1440J (2)240W (3)60% 【详解】（1）人和工具重力做的有用功为W有=Gh=720N×2m=1440J （2）由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，拉力F做的总功为W总=Fs=Fnh=400N×3×2m=2400J 拉力F做功的功率为 （3）整个滑轮组的机械效率 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 $$