第十二章 简单机械 综合计算题 专项练-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 简单机械综合计算题专项训练，聚焦人教版八年级下册核心考点，通过滑轮组、斜面、杠杆三类机械的综合计算，强化物理观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |滑轮组|5题|水平/竖直方向机械效率、功率、拉力计算|基于η=W有/W总，结合W=Fs、P=W/t及n段绳关系推导| |斜面|3题|重力、摩擦力、机械效率综合计算|从有用功（Gh）、总功（Fs）分析额外功（克服摩擦）| |杠杆|4题|平衡条件、机械效率、压强结合计算|应用杠杆平衡条件（F1l1=F2l2），关联力与机械效率|

第12章 简单机械 综合计算题 专项练 2025-2026学年 下学期初中物理人教版（2024）八年级下册 1．一辆质量为的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用下图所示的滑轮组将汽车拖出泥地。已知整个过程中，水平拉力F恒为，汽车沿水平方向匀速移动了2m，用时20s，滑轮组的机械效率为90%。通过计算回答： (1)拉力F做的功是多少？ (2)拉力F做功的功率是多少？ (3)滑轮组对汽车的拉力是多少？ 2．下图为某工人利用一个滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为40kg的物体沿竖直方向匀速提升3m，此过程中滑轮的机械效率为80%，g取10N/kg，求： (1)物体受到的重力大小。 (2)工人所做的有用功。 (3)工人所做的总功。 3．如图所示，搬运工人在10s内将重为450N的重物匀速提升2m，不计绳重和摩擦，所用拉力为250N。求： （1）拉力F所做有用功的大小。 （2）此过程中动滑轮的机械效率。      4．如图所示，工人利用滑轮组将一个重900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。（不计绳重和摩擦）则：    (1)有用功是多少? (2)拉力F是多少? (3)若用此滑轮组匀速提起1200N的货物，此时滑轮组的机械效率是多少? 5．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，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求： （1）箱子受到的重力； （2）箱子受到的摩擦力； （3）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。    6．杠杆在我国古代就有许多巧妙的应用。图甲是《天工开物》中记载的井上汲水桔槔，其示意图如图乙所示。其中，杠杆可绕支点在竖直平面内转动，且。物体悬挂在端，静止在水平地面上的正方体挂在端，此时杠杆在水平位置平衡。已知，正方体的底面积为。杠杆、绳子的质量不计。求： (1)杠杆端所受的拉力； (2)正方体B对地面的压强。 7．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。 (1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少? (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少?需要做多少总功? 8．如图所示是打捞物体的模拟装置．现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为0.49m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了12%（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）．求： （1）物体浸没在海水中受到的浮力； （2）物体在海底时的深度； （3）物体在海底时受到海水的压强； （4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积） 9．如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力，动滑轮重力。在工人用力作用下，重物匀速上升，达到规定高度处。不计绳重和机械之间的摩擦。求： （1）拉力做功的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是多少？    10．如下图所示，斜面长，斜面高，物体A的重力为200N，物体B的重力为400N，物体B在物体A的拉力作用下从斜面底端匀速上升至斜面的顶端。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦且忽略物体B的体积大小，求： (1)绳子的拉力对物体B所做的功。 (2)该斜面的机械效率。 (3)物体B受到斜面的滑动摩擦力的大小。 11．如下列图片所示，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。求： (1)箱子受到的重力。 (2)箱子受到的摩擦力。 (3)斜面的机械效率。 12．如图所示，O是转动轴，不计绳重及摩擦，杠杆OA是重力为的均质杠杆，挂在OA中点B处的重物重力为G，已知，。 (1)若利用该杠杆将重物提升0.5m，求杠杆做的有用功。 (2)若利用该杠杆将重物提升0.5m，求杠杆的机械效率（结果精确到0.1%）。 参考答案 1．(1) (2)240W (3) （1）由图可知，，拉力F做的功 （2）拉力F做功的功率 （3）根据可知，滑轮组所做的有用功 汽车匀速运动，所以滑轮组对汽车的拉力与汽车受到的摩擦力是一对平衡力，，则 则汽车受到的摩擦力 故滑轮组对汽车的拉力为 2．(1)400N (2)1200J (3)1500J （1）物体受到的重力大小 （2）工人所做的有用功 （3）根据机械效率的计算公式，可得工人所做的总功 3．（1）900J；（2）90% 解：（1）拉力做的有用功 W有用=Gh=450N×2m=900J （2）由图可知，使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的距离 s=2h=2×2m=4m 拉力做的功 W总=Fs=250N×4m=1000J 动滑轮的机械效率 答：（1）拉力F所做有用功的大小为900J； （2）动滑轮的机械效率为90%。 4．(1)2700J (2)400N (3)80% （1）由题可知，有用功为 （2）拉力做的总功为 由图可知，动滑轮上有段绳子承担物重，即，则绳子自由端移动的距离为 由可得，拉力为 （3）根据可得，动滑轮的重力为 则用此滑轮组匀速提起1200N的货物时，滑轮组的机械效率是 5．（1）；（2）20N；（3）80%；（4）见解析 解：（1）箱子受到的重力 G=mg=20kg×10N/kg=200N （2）推力所做的功 有用功 额外功 斜面对箱子的摩擦力 （3）斜面的机械效率 （4）拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。 答：（1）箱子受到的重力是； （2）箱子受到的摩擦力是20N； （3）斜面的机械效率是80%； （4）见解析。 6．(1)60N (2)2000Pa （1）杠杆在水平位置平衡，杠杆、悬绳的质量不计， 由杠杆的平衡条件可得GA×OC=FD×OD 则杠杆D端所受的拉力 （2）由同一根绳子的拉力相等可知，绳子对B的拉力为60N， 正方体B对地面的压力 正方体B对地面的压强 7．(1) (2)36J，40J （1）由题知，杠杆受到的阻力为N 动力N，由杠杆的平衡条件可得，杠杆的动力臂与阻力臂的比值 （2）使用杠杆做的有用功为 由得，使用杠杆做的总功为 8．（1）1000N；（2）30m；（3）3×105Pa；（4）94.3%． 解：（1）由阿基米德原理的公式得：F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N；（2）因为n＝5，所以v物＝v绳＝×0.5m/s＝0.1m/s，则物体在海底时的深度：h＝v物t＝0.1m/s×5×60s＝30m；（3）p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa；（4）G＝mg＝ρ物gV＝7.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝7600N，设物体在水中时电动机的功率为P，钢丝绳自由端的拉力为F，绳自由端的速度v＝0.5m/s，则P＝F×0.5m/s；离开水面后电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，绳自由端的速度v1＝0.49m/s，则P1＝F1×0.49m/s；由物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%可得P1＝P（1+12%），代入数据可得：F1×0.49m/s＝F×0.5m/s（1+12%），解得：F1＝F，由图知，n＝5，不计绳重和摩擦，两次的拉力分别为：F＝（G﹣F浮+G轮），F1＝（G+G轮），可得：（G+G轮）＝×（G﹣F浮+G轮），G轮＝8F浮﹣G＝8×1000N﹣7600N＝400N，物体在海面下匀速上升过程中，动滑轮对物体的拉力G﹣F浮 所做的功为有用功，对动滑轮重力做的功为额外功，所以η＝94.3%． 点睛：有物体排开海水的体积，利用阿基米德原理可求受到的浮力；由图知，n＝5，求出物体移动的速度，利用速度公式求物体在海底时的深度；利用p＝ρgh求物体在海底时受到海水的压强；利用G＝mg＝ρgV求物体重力；设物体在水中电动机的功率为P，钢丝绳自由端的拉力为F，P＝Fv；物体在离开水面后电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，P1＝F1v1；而物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，据此求F1、F2的大小关系；由图知，n＝5，不计绳重和摩擦，拉力F，进一步求出动滑轮重力，物体在海面下匀速上升过程中，根据公式求出该滑轮组的机械效率． 9．（1）240W；（2）83.3％；（3）1800N 解：（1）承担物重的动滑轮上绳子的段数，不计绳重和机械之间的摩擦，拉力 拉力移动距离 拉力做功 拉力做功的功率 （2）滑轮组的有用功 机械效率 （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则 解得该重物的重力是。 答：（1）拉力做功的功率240W； （2）滑轮组的机械效率83.3％； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是1800N。 10．(1)2000J (2)80% (3)40N （1）由题图可知，物体A、B之间用细绳通过定滑轮连接，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则绳子对物体B的拉力 拉力对物体B做的功 （2）克服物体B的重力做的有用功 该斜面的机械效率 （3）绳子的拉力做的额外功 由可得，物体B受到斜面的摩擦力 11．(1)200N (2)20N (3)80% （1）箱子受到的重力 （2）推力所做的功 有用功 额外功 斜面对箱子的摩擦力 （3）斜面的机械效率 12．(1)75J (2)83.3% （1）根据题意可知，有用功即杠杆对重物做的功，所以有用功 （2）不计绳重及摩擦，额外功应是克服杠杆自身重力做的功，所以额外功 总功 因此杠杆的机械效率 学科网（北京）股份有限公司 $