功、功率、机械效率的综合计算题 专项练-2025-2026学年物理人教版八年级下册

**基本信息** 聚焦功、功率、机械效率综合计算，通过12道题系统覆盖滑轮组、杠杆、斜面等机械模型，以题载理构建知识逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |滑轮组计算|6题（1/5/7/8/9/11）|水平/竖直拉动，含n段数分析|W=Fs→P=W/t→η=W有/W总，结合动滑轮重力推导| |杠杆应用|2题（2/10）|力臂关系与机械效率结合|杠杆平衡条件→W有=Gh→η=W有/(Fs)，考虑杠杆自重额外功| |斜面计算|2题（4/6）|匀速拉动与效率计算|W有=Gh→W总=Fs→η=W有/W总，关联摩擦力分析| |力学综合|2题（3/12）|结合密度/压强/摩擦力|功-功率-效率公式与力学其他知识综合应用，提升科学思维|

功、功率、机械效率的综合计算题 专项练 2025-2026学年下学期初中物理人教版（2024）八年级下册 1．一辆质量是1.8×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如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1.2×103N，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F′是多少？ 2．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升．如表是提升物体时采集到的信息： 物重G（N） OA（m） OB（m） A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m 40 0.8 0.4 0.2 0.1 （1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小； （2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。（机械效率保留三位有效数字） 3．如图所示的是用卷扬机和滑轮组拖动物体M时的情景，已知物体M所受的重力为G＝5000N，物体匀速运动过程中，所受的摩擦力为物体重力的0.1倍，A、B两位置之间的距离为。在将物体M从A位置匀速拖动到B位置的过程中，用时10s，动滑轮和绳重、绳和滑轮之间的摩擦力所做的总额外功为200J，请计算： (1)将物体M从A位置匀速拖动到B位置的过程中，卷扬机所做的有用功； (2)卷扬机对绳子的拉力所做功的功率。 4．如图，为某种型号户外营地车，已知其质量为5kg，小明在水平地面上，用30N的水平力拉着小车在草地上做匀速直线运动，小车在60s内前进50m。求： (1)60s内水平拉力对小车做的功和功率； (2)小明用20N沿斜面的拉力将该营地车沿4m长的斜面匀速拉上0.3m高的平台，则斜面的机械效率为多少？ 5．用如图所示的滑轮组将质量为45kg的物体运送到高处，物体在10s内匀速升高了2m，滑轮组的机械效率为75%，不考虑绳重和摩擦，g取10N/kg。计算： (1)小虎提升重物所做的有用功； (2)小虎所做的功的功率； (3)动滑轮的重量； (4)小虎使用这个滑轮组匀速提升660N重物时的机械效率。（结果保留0.1%） 6．工人师傅要将质量50kg的木箱搬到2m高的车厢里，他将一块长为4m的木板搁在水平地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，（g取10N/kg）求： (1)工人所做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)斜面的机械效率。 7．为打捞沉入湖底的金属球，某打捞队设计了如图所示的装置图。若金属球的体积为0.04m3，其质量为240kg。用滑轮组将金属球打捞出水面后，继续提升，金属球在50s的时间内匀速竖直上升了5m。在这个过程中，拉力F恒为1250N（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)金属球浸没在水中时受到的浮力； (2)金属球出水后，拉力F的功率； (3)金属球出水后，滑轮组的机械效率。 8．搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，时间为20s，不计绳重及摩擦。求： (1)提升物体所做的有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)动滑轮的重。 9．如图是用动滑轮提升货物A的示意图．用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的 时间内匀速竖直上升了2m．求： （1）提升货物所做的有用功W有； （2）拉力通过的距离及拉力的功率P； （3）动滑轮的机械效率η． 10．小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，杠杆一端固定，中点处挂有一重力G为20N的重物，现用手竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升（摩擦忽略不计）。 （1）若不计杠杆自重，求拉力F的大小？ （2）若杠杆是一根自重为5N、材料均匀的硬棒，将重物提升的高度h为0.10m，小明使用杠杆所做的有用功W有用为多大？机械效率η是多大？ 11．如图所示，是一个从隧道中运矿石的装置图，用滑轮组拉着重600N的货车A沿水平方向匀速运动，货车受到的摩擦力是货车重力的0.2倍。在40s内物体移动8m，拉力F做的功为1280J，求： (1)货车A受到绳子的水平拉力F1； (2)拉力F的功率以及拉力F的大小； (3)计算滑轮组的机械效率。 12．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，绳所能承受的最大拉力为800N，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及钢绳重忽略不计。（g=10N/kg），在一次应用此滑轮组装置工作的过程中工人师傅在1min内将三块相同的某种型号的玻璃匀速向上提高了6m，（已知玻璃的密度为2.5×103kg/m3）求： (1)三块玻璃叠放在平整的水平地面时，它对地面的压强是多少？ (2)如忽略捆扎玻璃的绳子重量，求此时滑轮组的机械效率？ (3)该工人竖直向下拉绳子自由端来运送其它的货物时，此滑轮组的机械效率能够达到的最大值是多少？ 参考答案 1．(1) (2)240W (3) （1）由图可知，动滑轮上的绳子段数，拉力做的功 （2）拉力做功的功率 （3）根据可知，滑轮组所做的有用功 汽车匀速运动，所以汽车处于平衡状态，滑轮组对汽车的拉力与汽车受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，即，则 则汽车受到的摩擦力 故滑轮组对汽车的拉力为 2．（1）80N；（2）9J，88.9% 解：（1）由杠杆平衡条件可得 即 解得 F=80N （2）根据表中数据可知 拉力做的总功 有用功 杠杆的机械效率 答：（1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小为80N； （2）拉力做的总功9J，杠杆的机械效率88.9%。 3．(1)5000J (2)520W （1）物体M所受的摩擦力 因为细绳对物体M的拉力F和物体M所受的摩擦力f是一对平衡力，所以细绳对物体M的拉力 卷扬机所做的有用功即为拉力F所做的有用功 （2）卷扬机对绳子的拉力所做的功 卷扬机对绳子的拉力所做功的功率 4．(1)1500J，25W (2)18.75% （1）根据题意，水平拉力F=30N，小车在拉力方向上移动的距离s=50m，所用时间t=60s。水平拉力对小车做的功W=Fs=30N×50m=1500J 水平拉力的功率P==25W （2）根据题意，小车的质量m=5kg，沿斜面的拉力F'=20N，斜面长度s'=4m，斜面高度h=0.3m。小车的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N 克服小车重力做的功=Gh=50N×0.3m=15J 拉力做的功=F's'=20N×4m=80J 斜面的机械效率η=×100%=×100%=18.75% 5．(1)900J (2)120W (3)150N (4)81.5% （1）重物的重力 G=mg=45kg×10N/kg=450N 小虎提升重物所做的有用功 W有=Gh=450N×2m=900J （2）小虎所做的功 小虎所做的功的功率 （3）由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，则绳子自由端移动的距离 s=3h=3×2m=6m 拉力 不考虑绳重和摩擦，动滑轮重 G动=3F-G=3×200N-450N=150N （4）不考虑绳重和摩擦，小虎使用这个滑轮组匀速提升660N重物时的机械效率 6．(1)1000J (2)160W (3)62.5% （1）木箱的重力 工人做的有用功 （2）拉力做的总功 工人做功的功率 （3）斜面的机械效率 7．(1)400N (2)250W (3)96% （1）金属球浸没在水中时，排开水的体积 受到水的浮力 （2）由图知，拉力端移动的距离 金属球出水后，拉力做功 拉力的功率 （3）金属球出水后，拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 8．(1)360J (2)80% (3)30N （1）提升物体所做的有用功为 （2）由图可知，滑轮组有3根绳子承担物重，则绳子自由端移动距离为 拉力做功为 滑轮组的机械效率为 （3）此过程所做的额外功为 不计绳重及摩擦，则动滑轮提升所做的功是额外功，动滑轮重为 9．(1) 1000J；(2) 4m、120W；(3) 83.3% 利用W=Gh求提升货物所做的有用功； (2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做的总功；再利用P=求拉力做功的功率； (3)动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比． (1)提升货物所做的有用功： W有用=Gh=500N×2m=1000J； (2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离： s=2h=2×2m=4m， 拉力F做的总功： W总=Fs=300N×4m=1200J； 拉力做功的功率： P===120W； (3)动滑轮的机械效率： η==×100%≈83.3%． 答：(1)提升货物所做的有用功为1000J； (2)拉力通过的距离、拉力的功率分别为4m、120W； (3)动滑轮的机械效率为83.3%． 10．（1）10N；（2）2J， 80% 解：（1）由杠杆原理可知 Fl1=Gl2 因为重物悬挂在杠杆中点，根据几何知识可知，重力力臂是拉力力臂的一半。则 （2）提升重物做的有用功 W有用=Gh=20N×0.1m=2J 克服杠杆自重做的额外功 W额外=G杆h=5N×0.1m=0.5J 总功 W总=W有用+W额外=2J+0.5J=2.5J 则杠杆机械效率 答：（1）不计杠杆自重，拉力F的大小是10N； （2）小明使用杠杆所做的有用功W有用为2J，机械效率η是 80%。 11．(1)120N；(2)32W，80N；(3)75% 解：(1)货车受的摩擦力为 f=0.2G=0.2×600N=120N 因为货车做的是匀速直线运动，所以它受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以货车受到绳子的水平拉力为 F1=f=120N (2)拉力F的功率 拉力移动距离 由W=Fs可得，拉力为 (3)拉力做的有用功为 W有用=fs=120N×8m=960J 滑轮组的机械效率 答：(1)货车A受到绳子的水平拉力F1为120N； (2)拉力F的功率为32W，拉力F的大小为80N； (3)滑轮组的机械效率为75%。 12．(1)7500Pa；(2)81.8%；(3)88.9% 解：(1)由图丙可知：三块玻璃的体积 V玻璃=3abc=3×40cm×30cm×10cm=36000cm3=0.036m3 根据可得：玻璃总质量 m玻璃=ρ玻璃V玻璃=2.5×103kg/m3×0.036m3=90kg 则重力 G玻璃=m玻璃g=90kg×10N/kg=900N 所以三块玻璃对地面的压力 F=G玻璃=900N 放在平整的水平地面时的受力面积 S=bc=40cm×30cm=1200cm2=0.12m2 对地面的压强 (2)由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功， 所以，根据 可得 则提升玻璃时滑轮组的机械效率 (3)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力 F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N 由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh，由可得，提升的最大物重 G大=nF大-G动=3×600N-200N=1600N 则滑轮组的最大机械效率 答：(1)三块玻璃叠放在平整的水平地面时，它对地面的压强是7500Pa； (2)如忽略捆扎玻璃的绳子重量，此时滑轮组的机械效率是81.8%； (3)该工人竖直向下拉绳子自由端来运送其它的货物时，此滑轮组的机械效率能够达到的最大值是88.9%。 学科网（北京）股份有限公司 $