第十二章 简单机械 计算题专项练-2025-2026学年物理人教版八年级下册

**基本信息** 第12章简单机械计算题专项练，含20道计算题，聚焦杠杆平衡、滑轮组机械效率等核心计算，适配单元复习巩固物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |计算题|20道|杠杆平衡条件（如杆秤）、滑轮组机械效率（如“奋斗者”号）、功率计算（如工人提升砖块）|情境融合科技（“奋斗者”号）、生活（装修运水泥）、文化（杆秤）；问题梯度从基础（动滑轮有用功）到综合（机械效率图像分析）|

第12章 简单机械 计算题 专项练 1．如图所示，轻质杠杆AB长为100cm，支点O在杠杆中点，挂在A端物体重4N，若沿竖直方向加一个5N的力F使杠杆在水平位置平衡，请通过计算说明力F的作用点C距离A端的距离LAC。 2．许同学借助滑轮组拉动了一架飞机。如图所示是当时所使用的装置，卡车固定不动，滑轮组由八对滑轮组成，许同学拉动绳子自由端的拉力是100N，他将飞机匀速拉动了1m，绳子自由端移动了16m，匀速运动时飞机受到的阻力为1.2×103N。求： (1)许同学利用滑轮组所做的有用功； (2)许同学所做的总功； (3)该过程滑轮组的机械效率。 3．工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%。 (1)某块建材的重力为400N，匀速提升6m的过程中，求有用功和总功； (2)若滑轮组的机械效率最大值为70%，求工人的体重。 4．小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面运送上楼，他安装了一个滑轮组，小明站在楼下每次用竖直向下300N的力将一袋50kg的水泥提升5m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。问： (1)小明用此滑轮组运送一袋水泥上楼时的机械效率多大（保留至0.1%）？ (2)若小明的体重为600N，小明每次最多能运送几袋水泥？ 5．如图所示，在工地上，建筑工人用如图所示的滑轮组将质量为60kg的砖块匀速提升2m，所用的时间为10s，所用的拉力是400N，求： (1)该批砖块的重力？ (2)工人做功的功率是多少？ (3)此滑轮组的机械效率为多少？ 6．小李在家中自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的点将轻杆悬挂起来，，在轻杆的端悬挂重为的沙袋，在端施加竖直向下的力，使轻杆在水平位置平衡。小李重，脚与地面的接触总面积为。（不计杠杆自重）求： (1)轻杆在水平位置平衡时，小李的拉力； (2)轻杆在水平位置平衡时，小李对地面的压强； (3)在端施加竖直向下作用力，使沙袋匀速提升，小李做的功。 7．建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下，物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N，不计绳重和摩擦。求： (1)物体上升的速度； (2)滑轮组的有用功； (3)滑轮组的机械效率。 8．某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为4t。起重机将3200kg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)克服钢板重力做的功； (2)钢丝绳的拉力F； (3)滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 9．人类在漫长的历史长河中，创造了各种各样的工具，以无穷的智慧弥补了人类有限的力量，使工作更省力、更便捷，这些工具统称为机械。杠杆便是其中最简单的机械之一。如图所示，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕O点转动，在距O点0.4m的B端悬挂一质量为3kg，边长为10cm的匀质正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求：（g取10N/kg） (1)合金块M的密度为多少； (2)A端施加的竖直向下拉力的大小。 10．杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具，如图的杆秤可视为杠杆，提纽处为支点O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态，已知AO＝2cm，OB＝20cm，秤砣的质量为1kg。求：（g取10N/kg） (1)秤砣的重力   (2)被称物体的重力。 11．利用如图所示的滑轮组，物体的质量为，用的力拉绳子自由端，使物体做匀速直线运动，物体在内移动的距离，且物体受到的摩擦力大小是物体重力大小的倍，求： (1)物体运动速度大小； (2)拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率。 12．“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器。如图甲所示，用起重机将重为的潜水器吊起，我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若吊起时，电动机对钢绳自由端的拉力F为，“奋斗者”号匀速上升了10m，用时200s。若不计绳重及摩擦，求： (1)滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功。 (2)滑轮组所做的总功。 (3)“奋斗者”号在上升过程中电动机的功率。 13．如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计。在拉力F的作用下，物体正以0.5m/s的速度匀速上升。求： (1)拉力F； (2)拉力做功的功率； (3)动滑轮的机械效率。 14．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? 15．如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，使物体上升了5m。求： (1)电动机做的总功； (2)该装置的机械效率。 16．如图所示，用动滑轮将重力为5N的木块匀速提升1m，所用拉力F为4N。 (1)求此过程中的有用功； (2)求该动滑轮的机械效率。 17．利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体，已知提升200N的物体时，绳子自由端的拉力为125N，拉力的功率为125W，若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为150N的物体时，求 (1)此时滑轮组的机械效率？ (2)拉力的功率？ 18．如图所示，使用重为30N的动滑轮将一质量为60kg的物体提起（g取10N/kg），若不计绳重和摩擦，求： (1)物体的重力； (2)若物体在20s内上升了2m，求物体上升的速度； (3)拉力F的大小。 19．社区服务站搬运爱心物资到高处的储物架。工作人员使用图甲所示的装置提升物体A， 置于水平工作台上的卷扬机对绳子的拉力F所做的功W和时间t的关系如图乙所示。在拉力F作用下，物体A在100s内竖直匀速上升了10m，在此过程中，滑轮组所做的额外功是1000J，求： (1)拉力F的大小； (2)滑轮组的机械效率（计算结果保留一位小数）。 20．利用如图所示的滑轮组提升重物，重600N的物体在10s内被匀速提升2m，已知拉绳子的力F为400N（不计绳重和摩擦），求： (1)有用功； (2)拉力F的功率； (3)若利用该滑轮组提起重800N的物体，此时滑轮组的机械效率为多大? 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 《第12章 简单机械 计算题 专项练 -2025-2026学年物理人教版八年级下册》参考答案 1．90cm 【详解】由题意可知，支点O在杠杆中点，阻力为 阻力臂 若沿竖直方向加一个5N的力F使杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可得，动力臂即支点O到力F的作用点C的距离为 则力F的作用点C距离A端的距离为 2．(1) (2) (3)75% 【详解】（1）克服阻力做的功为有用功，许同学利用滑轮组所做的有用功为 （2）许同学所做的总功为 （3）该过程滑轮组的机械效率为 3．(1)2400J ，4800J (2)80kg 【详解】（1）某块建材的重力为400N，匀速提升6m的过程中，有用功W有=Gh=400N×6m=2400J 由图乙可知，建材的重力为400N时，滑轮组的机械效率为50%，则总功 （2）建材的重力为400N，有用功，总功，额外功 额外功包括两克服动滑轮重力做的额外功和克服绳重及摩擦所做的额外功，其中绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%， 所以克服动滑轮重力所做的额外功 动滑轮重力 当这个滑轮组提升的物体最重，人施加的拉力等于人体重力时，滑轮组机械效率最大。绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%，当滑轮组的机械效率最大值为70%时，克服动滑轮重做的额外功应该占总功的20%， 列出等式 所以 工人的体重 4．(1)83.3% (2)2 【详解】（1）一袋水泥的重力 由图可知，承担物重绳子的股数是n=2， 滑轮组的机械效率 （2）不计绳重和摩擦时，，则动滑轮的重力 小明的体重为600N， 则绳子自由端的拉力最大为 此滑轮组能提升的最大物重 小明每次最多能运送水泥的袋数 5．(1)600N (2)160W (3)75% 【详解】（1）该批砖块的重力 （2）由图可知，滑轮组中动滑轮上的绳子段数n=2，工人拉绳移动的距离为 工人拉力做的总功为 工人做功的功率是 （3）提升砖块做的有用功为 滑轮组的机械效率为 6．(1)400N (2) (3)100J 【详解】（1）根据杠杆的平衡条件可知 则小李的拉力 （2）小李对地面的压力 小李对地面的压强 （3）因为不计杠杆自重，所以使用杠杆做的功和不用杠杆做的功相等，则小李做的功 7．(1)0.25m/s (2)1520J (3)76% 【详解】（1）由于物体在8s内竖直匀速上升了2m，所以物体上升的速度 （2）滑轮组的有用功 （3）滑轮组的额外功 滑轮组的机械效率 8．(1)3.2×10⁵ J (2)1×10⁴ N (3)83.3% 【详解】（1）钢板的重力 克服钢板重力做的有用功 （2）由得， 钢丝绳自由端移动的距离 钢丝绳的拉力的大小为 （3）起重机最大载重 满载时所提升物体的重力 对动滑轮做的功是额外功 动滑轮的重力 滑轮组满载时的机械效率 9．(1) (2)10N 【详解】（1）合金块M的体积为 合金块M的密度为 （2）合金块的重力为 由题意可知，杠杆AB长1.6m，OB长0.4m，因此AO长1.2m，由杠杆平衡条件可知 即 10．(1)10N (2)100N 【详解】（1）秤砣的重力由公式 G=mg 计算，已知质量m=1kg，秤砣的重力 （2）杆秤平衡时满足杠杆平衡条件 即 代入数据得 解得：物体的重力G物＝100N 11．(1) 0.2m/s (2) 40W (3) 75% 【详解】（1）物体A的运动速度为=0.2m/s （2）由图可知，该滑轮组承担拉力的绳子段数n=2。绳子自由端移动的距离为 拉力F做的总功为 拉力的功率为 （3）物体A的重力为 物体A受到的摩擦力为 滑轮组做的有用功（克服摩擦力做的功）为 滑轮组的机械效率为 12．(1) (2) (3) 【详解】（1）滑轮组做的有用功 （2）由图可知，滑轮组绳子段数，绳子自由端移动距离 滑轮组所做的总功 （3）上升过程中电动机的功率 13．(1)100N (2)100W (3)90% 【详解】（1）由图可知，绳子股数，不计绳重和摩擦，拉力 （2）物体匀速上升的速度，拉力移动的速度 拉力做功的功率 （3）动滑轮的机械效率 14．(1)2700J (2)400N (3)80% 【详解】（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 15．(1)4×104J (2)75% 【详解】（1）动滑轮上的绳子段数为n=2，电动机做的总功W总=Fs=Fnh=4×103N×2×5m=4×104J （2）提升物体所做的有用功W有用=Gh=6×103N×5m=3×104J 该装置的机械效率 16．(1) (2) 【详解】（1）有用功 （2）绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 动滑轮机械效率 17．(1)75% (2)100W 【详解】（1）不计摩擦和绳重，由图可知，绳子有效段数n=2，使用该滑轮组提升物体时，拉力 绳子自由端的移动速度和物体上升速度的关系为 绳子自由端移动距离和物体上升高度的关系为 由当提升200N的物体时，拉力为125N，可得动滑轮重 当提升重为150N的物体时，拉力 机械效率为 （2）提升200N的物体时，绳子自由端的拉力为125N，拉力的功率为125W，根据 可得，绳子自由端移动的速度 因为两次物体上升的速度相同，所以两次绳子自由端移动的速度也相同，由此可得提升150N的物体时，拉力的功率为 18．(1)600N (2)0.1m/s (3)210N 【详解】（1）物体的重力 （2）物体上升的速度 （3）由图可知，滑轮组有效绳子段数，不计绳重和摩擦，则拉力 19．(1) 200N (2) 83.3% 【详解】（1）由图乙可知，拉力F在100s内所做的总功 由图甲可知，动滑轮由3段绳子承担，即n=3，则绳子自由端移动的距离 拉力的大小 （2）滑轮组100s内所做的总功，额外功，则有用功 则滑轮组的机械效率 20．(1)1200J (2)160W (3)80% 【详解】（1）该滑轮组做的有用功 （2）物体运动的速度为 绳子自由端移动的速度为 拉力F的功率 （3）动滑轮重为 若利用该滑轮组提起重800N的物体，此时滑轮组的机械效率为 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 $