第12章 专项提优九 机械效率的综合计算-【支点·同步系列】2025-2026学年八年级下册物理（人教版·新教材）

专项提优九 机械效率的综合计算 类型1利用滑轮组提（拉）物体 (1)求绳子自由端移动的速度。 1.如右图所示，动滑轮重 (2)求此滑轮组的机械效率。 10N,在50N的拉力F作 (3)若工作时矿工双脚与地面的接触面积为 用下，滑轮组拉着重100N 400cm2,求他对水平地面的压强。 的物体A在水平面上以 FA 0.1m/s的速度运动10s (忽略绳重和机械间的摩擦)。求： (1)拉力F对物体A做的有用功。 (2)拉力F做功的总功率。 (3)该滑轮组的机械效率。 2.(2025遂宁)我国很早就有使用滑轮的记载， 图甲所示的汉代砖刻便记录了矿山使用滑 轮做起吊机械的场景。借助图乙所示的装 置（篮子质量不计），质量为60kg的矿工用 3.某建设工地上，工人用 400N的拉力将70kg的矿石从矿坑匀速提 右图所示的滑轮组将重 起，10s内矿石上升了2m。(忽略绳重及滑 2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平 轮的摩擦，g取10N/kg) 方向匀速向前拉动2m,拉力F的大小为 200N,物体A与地面间的滑动摩擦力大小 是物体A重力的0.2倍。求： (1)物体A与地面间的滑动摩擦力。 (2)该滑轮组的机械效率。（结果精确到 汉代砖刻 0.1%) 下册第十二章 (3)拉力F做功的功率。 (3)若1min将B踩下30次，春的机械效率 为60%，则人做功的功率是多大？ 类型3利用斜面提升物体 5.(2025萍乡期未)如下图所示，工人将底面积 为0.25m2的一箱货物装到卡车上，需要用 类型2利用杠杆提升物体 木板搭建一个斜面。卡车车厢底部离地的 4.研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农 高度为1.2m,所用木板长5m。工人沿着 具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具 斜面匀速将重力为1000N的货物推上车， 叫“春”，农民捣谷用的。其工作原理如图 用时1min。若该斜面的机械效率为40%， 乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓 求：(g取10N/kg,货物的体积不计) 头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚， 碓头会落下去击打稻谷。已知碓头的重力 为40N,每踩一次碓杆，碓头上升的高度为 60cm,OA长1.6m,OB长0.4m. (1)工人做的有用功、总功及工人沿斜面的 推力。 (2)工人推力做功的功率。 甲 乙 (3)工人做的额外功和货物所受斜面的摩 (1)不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大 擦力。 的力才可以将碓头抬起？ (2)每踩一次碓杆，人对碓头做的功是多少？ 120 物理八年级RJ版变，所以有用功和额外功不变，则总功W。不变，由？ _W腿可知，机械效率？不变 W 专项提优九机械效率的综合计算 1.解：(1)物体移动距离s物=v物t=0.1m/s×10s=1m 由图知，动滑轮上绳子的有效段数=2，忽略绳重和 机械间的摩擦，由F=上(F'+G)可得，物体受到的 n 拉力F'=2F-G南=2×50N-10N=90N 对物体A做的有用功W有m=F's物=90NX1m=90J (2)由P= W_=F0得，拉力做功的总功率 P=Fv=Fnv物=50N×2×0.1m/s=10W (3)滑轮组的机械效率 =W×10%=FX100%= -Ws Fs nFX100%= 90N 2X50NX100%=90% 2.解：(1)由图乙可知n=2,矿石上升的高度h=2m,则 绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m 已知时间1=10s,绳子自由端移动的速度u=三 提-04m (2)矿石的重力Gr=mrg=70kg×10N/kg=700N 矿石上升的高度h=2m,所以W布用=Gh=700NX 2m=1400J 矿工的拉力做的总功W急=Fs=400N×4m=1600J 此滑轮组的机械效率？=W。 =w腿X10%=1400〉 1600J 100%=87.5% (3)矿工的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N 矿工对地面的压力F压=G人一F=600N一400N= 200N 已知矿工双脚与地面的接触面积S=400cm= 0.04m 他对水平地面的压强= F压200N =5000Pa S0.04m2 3.解：(1)因为物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物 体A重力的0.2倍，物体A与地面间的滑动摩擦力 f=0.2G=0.2×2000N=400N _W有用×100%= (2)滑轮组的机械效率？=w。 FXns 400N 100%= FX100%=3x200NX100%≈66.7% (3)绳端移动的速度 o=3物=3×0.4m/s=1.2m/s 拉力F做功的功率 34 物理八年级RJ版 p=W_=F0=200NX1.2m/s=240w tt 4.解：(1)不计碓杆的重力和摩擦，根据力与力臂的垂直 关系可知，脚沿垂直于OB向下的方向踩可以用最小 力将碓头抬起；由杠杆平衡条件可得 F XOB=GXOA OAc=1.6m×40N=160N 所以F,=OBC=0.4m G (2)每踩一次碓杆，人对碓头做的功 W=Gh=40N×0.6m=24J (3)春的机械效率为60%，人踩一次碓杆做的功 24)=40J W=- 760% 若1min将B踩下30次，则人做功的功率 =W鱼=30w人=30X40 P= =20W t t 60s 5.解：(1)工人推货物时对货物做的有用功W有用=Gh 1000N×1.2m=1200J 则工人所做的总功W。= _W0题=1200】=3000J 740% 斜面长5m,则可得推力F= _We=3000J=600N 5 m (2)工人推力做功的功率P= we_3000J=50w t 60s (3)工人做的额外功W额外=W总一W有用=3000J一 1200J=1800J 所以货物所受斜面的摩擦力∫= W外=1800J 5 m 360N 进阶突破 考向聚焦 1.省力右【解析】动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡 条件知是省力杠杆。称量时，若秤杆右端向上翘起， 说明右边的力和力臂的乘积小于左边的力和力臂的 乘积，而左边的力和力臂与右边的力不变，根据杠杆 平衡条件可知，应该增大右边的力臂，即应将秤砣向 右端移动。 2.杠杆甲动力臂 3.轮轴省力变大 4.C 5.A【解析】飞船部件的重力G=mg=2000kg×10N/kg =2×10N,故B错误。电动滑轮做的有用功W有用= Gh=2×10N×2m=4×10'J,电动滑轮做的总功 布题=4×10」=5×10J,故A正确。由图可 Wa=- 780% 知，绳子有效段数n=2,则绳子自由端移动的距离s =nh=2×2m=4m,故C错误。电动滑轮的功率P