专题十 机械效率的相关计算-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（教科版）

专题十 机械效率的相关计算 <《 考向① 杠杆类计算 考向② 滑轮组类计算 1.用右图所示的杠杆从水平 2.(2025吉安期末)如右图所示，工 位置开始提升重物，大小 人师傅用滑轮组以250N的拉力 为30N的动力F始终竖Q2 匀速提升一个重力为400N的物 直向上，将重G=60N的 体A,物体被提升的高度为1m, 物体缓慢提升0.1m。已 A 用时2s。(g取10N/kg,绳重及绳与轮之 知OA:OB=1:3,OA:OC=1:4,支点处的 间的摩擦不计)。 摩擦不计。（温馨提示：用图中杠杆提升物 (1)求动滑轮的质量。 体时，杠杆上各点升高的高度与该点到O点 (2)求滑轮组的机械效率。 的距离成正比) (3)若将物体A更换为物体B,也将物体B (1)求杠杆自重G杆。 提升1m,滑轮组的机械效率为75%，求物体 (2)求杠杆提升重物的机械效率)。（结果精 B的质量。 确到0.1%) (3)若将动力作用点从B点移到C点，仍用 竖直向上的力将物体缓慢提升0.1m,请说明 杠杆的机械效率怎么变化。 3.一辆质量为2×103kg的汽车，不慎陷入泥 泞地面，每个车轮胎与地面的接触面积均为 20cm2。汽车司机组织人们用下图所示的滑 轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉 力F为1×103N,汽车沿水平方向匀速直线 移动，用了0.5min把汽车从泥泞中拉出，此 过程中绳子自由端水平移动了6m,滑轮组 的机械效率为90%，g取10N/kg。求： Λ116 八年级物理K版 (3)25s内拉力的功率是多少？ 拉力下 (1)汽车静止时对泥泞地面的压强。 (2)拉力F做功的总功率。 (3)汽车受到地面的阻力大小。 5.装车时，工人用斜面将质量为60kg的物体 由地面匀速推到斜面顶端（如下图所示），所 用时间为10s。已知斜面长度为2m,高度 为1m,斜面的机械效率为75%，g取 10N/kg。求： (1)物体所受的重力。 考向③斜面类计算 (2)工人所用的推力。 4.小泽想把一个重1500N的物体搬到高1m (3)推力做功的功率。 的车厢里，为了省力，他将一块长5m的硬 (4)物体在斜面上受到的摩擦力大小。 木板搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计）， 如图甲所示。小泽用力把物体拉至车厢上， 物体沿木板移动的距离、与拉物体所用的时 间t的关系图像如图乙所示。问： s/m 0510152025t/s & (1)25s内做的有用功是多少？ (2)若物体与木板间的摩擦力为100N,斜面 的机械效率是多少？ 下册第11章 17△5.AD【解析】根据题图可知，AB=CF=2FG=2X1.3m =2.6m,工人的推力在AB段做的功为W=F ABS AB =10N×2.6m=26J,A正确。工人在CF段做的功 为Wcr=FcFScF=117NX2.6m=304,2J,所以工人 的推力在AB段做的功与在CF段做的功不相等，B 错误。斜面属于省力机械，工人把箱子从C点推到F 点，该斜面省力，C错误。工人的推力在AB段的功率 _We=26J=2W,在HK段的功率为Pw= 为P=t13 WHK 10 NX2m 5 tHK 12s =3W,则工人的推力在AB段的功 EK段的功率之比为P也：P然=2V =6：5,D正确 D核心素养提升 (1)费力省力扳手（合理即可）(2)B质量 (3)b 【解析】(1)风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，摇杆 的半径小于扇叶的半径，动力臂小于阻力臂，动力作 用在轴上，费力、省距离，它相当于一个费力杠杆。根 据杠杆原理，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样 工作将更省力。生活中的扳手也是轮轴。(2)风扇车 工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷 粒从出粮口B落下，说明质量越大，谷粒的惯性越大， 物体的运动状态越不容易改变。(3)动力作用在轮上 时，轮轴的轮半径和轴半径相差越大，越省力。牙盘b 的轴半径更小，更省力。 专题十机械效率的相关计算 1.解：1)杠杆水平放置时，杠杆重力的力臂L=2OC: 设OAL则OB=3L,OC=4Lo,故L,=2X4L, =2L0 根据杠杆的平衡条件可知F·OB=G·OA十G:L 即30N×3L。=60N×L。+G#×2Lo 解得G#=15N (2)因为OA：OB=1：3,所以B点上升的高度是A 点的3倍。杠杆提升重物的机械效率 _W有用×100%=FhB =Gh×100%=是×10%= G n-Ws 60N 3X30NX100%≈66.7% (3)若将动力作用点从B点移到C点，由于OA：L3 =1：2,则杠杆重心上升的高度是物体上升高度的 2倍。 杠杆提升重物的机械效率？'= W有×100%= Ws' Gh G GhA十GEh -×100%=G+2G# 60N ×100%=60N+2X15N ×100%≈66.7% 故杠杆的机械效率不变。 424 八年级物理JK版 2.解：(1)动滑轮的重力 G动=nF-GA=2×250N-400N=100N 动滑轮的质量 _G动=100N m动 g 10 N/kg =10kg (2)有用功W有用=GAh=400NX1m=400J 总功Wa=Fs=250N×2×1m=500J 浙轮组的机械效率7W×10%-88 5007×100% =80% _V有×100% (3)根据)=W。 GRh GBh十G动h ×100%= GB 7'G动 GB十G -×100%可得，Gm=-7 75%X100N 1-75% 300N G 300 N 所以物体B的质量mB=g10N/kg =30kg 3.解：(1)汽车静止时对泥泞地面的压力 F压=G=mg=2X103kg×10N/kg=2×10N 汽车静止时对泥泞地面的压强 F压 2×10'N p=S=4×20×10+m =2.5×105Pa (2)拉力F做的总功 Wa=Fs=1×103N×6m=6×103J 拉力F做功的总功率 _We=6×103J P8=- =200W t0.5×60s (3)拉力做的有用功 W有用=7Wa=90%×6×103J=5.4×103J 汽车移动的距离 年三7文6m三30 汽车受到地面的阻力 f=Vm=5.4X10J=1.8X10N S车 3 m 4.解：(1)由图乙可知，25s内物体沿木板移动的距离为 5m,则物体刚好上升了1m,克服物体重力做的有 用功 W有用=Gh=1500N×1m=1500J (2)克服物体所受的摩擦力做的额外功 W每=fs=100N×5m=500J 拉力做的总功 W悬=W有H十W新=1500J+500J=2000J 斜面的机械效率 ,_W有雅×100%=2000 1500J 1二w。 ×100%=75% (3)25s内拉力的功率 e_2000J=80w p1 25s 5.解：(1)物体所受的重力G=mg=60kg×10N/kg 600N (2)推动物体做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J 推力做的功W。= W有_600J 775%=800j 工人所用的推力F= e_800J=400N s 2m (3)推力做功的功率P= W色_800J=80W t10s (4)将物体推上斜面做的额外功W氧=W。一W有= 800J-600J=200J 物体在斜面上受到的摩擦力∫= W￥_200J=100N 2 m 阶段训练（七） 1.运动状态不做功2.=> 3.170%【解析】由图可知，使用动滑轮时，=2，拉 力端移动的距离s=2h=2×0.1m=0.2m,拉力做的 总功W。=Fs=5N×0.2m=1J,拉力做功的功率 P=W鱼=-1Ww:所做的有用功W有阳=Gh=7N× _W有题X100%= 0.1m=0.7J,该滑轮的机械效率)=W。 21×10%=70%. 4.=>【解析】将同一桶沙从一楼提到二楼，所做的 有用功分别为W甲、Wz,根据W=Gh可知，W甲= W2;总功等于有用功与额外功之和，若不计绳重与摩 擦，则克服动滑轮的重力做的功为额外功，根据？= W整X100%可知，7甲>2 W 5.C6.A7.B 8.ABD【解析】物体A以0.2m/s的速度在水平地面 上向左做匀速直线运动，物体A在重力方向上没有移 动距离，所以重力做功为0J,A正确。物体A运动的 距离sA=vAt=0.2m/sX5s=1m,则绳端移动的距 离s=2sA=2X1m=2m,B正确。拉力F做的功 Wa=Fs=5N×2m=10J,拉力F做功的功率P W鱼=10J=2W,C错误。拉力做的有用功W有用= t5 s nW。=80%×10J=8J,则地面对物体A的摩擦力f =W有=8」=8N,D正确。 9.解：(1)碓头的重力G=mg=25kg×10N/kg=250N (2)由杠杆平衡条件可得F,×OB=GXOA F-GXA-250 NX1 m-500 N OB 0.5m (3)捣谷时右脚对横木的压强 F1500N p=s=0.02m =2.5×10Pa 10.(1)匀速(2)丙80%(3)1、2(4)越低(5)B 本章培优方案 ©教材图片在线 ①支点②动力③阻力④动力臂⑤阻力臂 ⑥力⑦方向⑧省力⑨方向⑩距离 A层基础训练 1.CA2.50省力 3.1.2×1081×10【解析】电动机的输出功率P= 200kW=2×10W,汽车行驶的时间t=10min= 600s,则电动机做的功W=Pt=2×10°W×600s= 1.2×10°J;汽车行驶的速度v=72km/h=20m/s,汽 车行驶的路程s=l=20m/s×600s=1.2×10m, 汽车的牵引力F=W=1,2X10」-1×10N。 s1.2×10°m 4.C 5.D【解析】水流冲击水轮转动，同时带动多个春锤上 下运动，一天内做的总功增加，故A正确。一天内做 的总功增加，增大了功率，故B正确。一天内做的总 功增加，完成相同的任务所用时间更少，故C正确。 额外功没有减少，故D错误。 6.B【解析】小玲做的功W=Fs=50N×1m=50J,小 明做的功W2=Gh=80N×0.5m=40J,小玲做功的 功案P, W=50」=20W,小明做功的功率P:= t12.5s =40J=20w,所以w1>W,P,=P 12 7.BD 8.解：(1)物体受到的重力 G=mg=40 kgX10 N/kg=400 N (2)工人做的有用功 W有用=Gh=400NX3m=1200J (3)工人做的总功 W。= w有型_1200J=1500J 780% 绳子自由端移动的距离 s=2h=2×3m=6m 工人所用的拉力 F-We=150J=250N 6m B层提升训练 1.杠杆1：2 2.甲不变【解析】由图可知，甲木棍上有5段绳子相 连，乙木棍上有4段绳子相连，且每段绳子上的拉 大小相等，所以甲木棍受到的拉力大于乙木棍受到的 拉力。甲、乙木棍受到的绳子的拉力大小和木棍长度 无关，若将甲、乙木棍长度增长，则木棍受到的绳子的 拉力不变。 3.做了不变【解析】同同小朋友从棋罐中取出棋子 时，棋子受到向上的力，并在力的方向上移动了一段 距离，所以他对棋子做了功。棋盘上的棋子增加时， 棋盘受到的压力增大，同时受力面积也等比例增大， F 由p=S可知，棋子对棋盘的压强不变。 4.B5.C 下册参考答案 25Λ