期末复习 机械效率 计算练习 2025-2026学年物理鲁科版(五四学制)八年级下册

**基本信息** 聚焦机械效率计算，通过13道典型计算题系统覆盖滑轮组、斜面等机械模型，强化有用功、总功、功率的综合应用，体现物理观念与科学思维的结合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础机械模型|8道|单一机械（滑轮组/动滑轮/斜面）的效率计算|从基础公式（W有=Gh、W总=Fs）到机械效率η=W有/W总，逐步引入额外功（动滑轮重/摩擦）| |综合应用场景|5道|结合实际场景（塔吊/叉车/盾构机等）的综合计算|以能量观念为核心，通过科学推理整合速度、阻力等因素，构建实际问题的物理模型|

期末复习--机械效率计算练习鲁科版(五四学制) 一、计算题 1．建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为80N的建材从地面匀速送到2m高处，用时10s，所用拉力恒为50N。求： (1)工人所做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)此过程中该滑轮组的机械效率。 2．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为5m，用时25s。求： (1)所做的有用功W有； (2)工人所用拉力的功率P； (3)动滑轮的机械效率η。 3．如图所示，斜面长3.6m，高为1.2m，装卸师傅用沿斜面向上500N的推力，将重为1200N的货物从斜面底端匀速推到斜面顶端，用了25s的时间，在这个过程中。求： (1)克服货物重力所做的功是多少？ (2)斜面的机械效率是多少？ (3)装卸师傅做功的功率是多少？ 4．小明同学周末参观深圳市科学技术馆，在装配式建筑区域发现有一座塔吊模型（图1）。通过查找资料，他发现塔吊的内部结构简化图如图2所示。小明通过图3的滑轮组模拟塔吊将重480N的物体在10s内提升2m，该过程中绳子末端施加的拉力大小为200N。（不计绳重及摩擦）求： (1)动滑轮的重力； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率。 5．2025年亚洲通用航空展于11月27日到30日在珠海国际航展中心进行。本次航展上，我国企业研发的ZG－T6eVTOL飞行器（如图所示）备受关注。据悉，ZG－T6最大起飞质量2500kg，最大航程300公里，航时90分钟。据此请你完成下列计算。（取） (1)ZG－T6以最大起飞质量起飞时，所受的重力为多大？ (2)ZG－T6以最大起飞质量垂直起飞，10s内上升了100m，这个过程中ZG－T6克服重力做功的功率是多大？ (3)若本次垂直起飞消耗的总能量为，求ZG－T6的机械效率。 6．工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材。质量为 1.8×103kg 的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（ g=10N/kg）求: (1)石材受到的阻力； (2)在石材移动20s过程中，工人做的有用功； (3)在石材移动 20s 过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 7．如图是为了上山方便而修建的盘山公路。我们把盘山公路简化为一个斜面模型。一辆重为的小型货车以10m/s的速度匀速行驶，经过6min从山脚到达竖直高度为500m的山顶。已知从山脚开上山顶，货车受的牵引力和摩擦力保持不变，且牵引力大小为。求： (1)小货车从山脚开到山顶的过程中牵引力做的功； (2)该盘山公路的机械效率。 (3)行驶过程中汽车所受摩擦力的大小。 8．如图所示是某电动叉车抬升石材的情景。叉车的项目参数如下表。某次电动叉车将1400kg的石材匀速提升至最大起升高度，用时30s。g取10N/kg，则： 项目 参数 额定载重/kg 1500 最大起升高度/m 3 空载行驶速度/（km/h） 5 空载重力/N 7200 空载轮胎接地总面积/cm2 800 (1)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是多少？ (2)电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是多少？ (3)如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是多少？ 9．如图所示，体重为400N的工人通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体A缓慢提升了2m，不计绳重和摩擦。求： (1)绳子自由端移动的距离为多少? (2)动滑轮所受重力为多少? (3)若绳子所能承受的最大拉力为600N，则滑轮组的最大机械效率为多少? 10．工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，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，滑轮和钢绳的摩擦力及箱重、绳重忽略不计，g取10N/kg. (1)动滑轮的重力是多大？ (2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为250N，求拉力的功率？ (3)当滑轮组的机械效率为80%时，运送建材的重力是多大？ 11．2025年3月17日沪渝蓉高铁崇太长江隧道的掘进工作取得重要进展，世界最大直径高铁盾构机“领航号”掘进突破5000米。该盾构机部分参数如下表，是目前世界最大直径高铁盾构机。该盾构机搭载了世界“最强大脑”，集智能感知、智能掘进、智能拼装等九大智能建造技术成果于一身，具有超长可靠服役能力、敏锐的感知能力、智能决策控制能力和加速奔跑能力，拥有“独立思考、智能分析、自主判断”的能力，实现“有人值守、无人操作”智能化施工。如图甲所示是“领航号”大型盾构机的展示图，图乙是其部分结构示意图。 盾构机长/m 盾构机直径/m 盾构机质量/t 每分钟前进距离/mm 推进系统功率/kW 最大推进力/kN 148 15.4 4000 90 90 45000 (1)某次掘进途中“领航号”盾构机每分钟输送泥土体积是6m3，当地泥土的密度是2×103kg/m3，则盾构机每分钟输送的泥土的质量为多少吨？（g取10N/kg） (2)如果“领航号”盾构机以最大推进力稳定工作，求1min内盾构机推力做的功是多少J？ (3)“领航号”盾构机在以上状态稳定工作时，则盾构机推进时的机械效率是多少？要想提高此机械效率，请提出合理化建议。 12．城市公交是城市文明的流动窗口，吕梁市市区全部使用新能源纯电动公交车，全民免费乘坐，全力推进节能减排，呼吁广大市民优先选乘公交，共建美丽幸福吕梁。如图是“纯电”公交车以最大总质量正在运营的场景，公交车所受的阻力为车重的0.02倍，右表是公交车铭牌的部分参数（g取10N/kg）。求： 最大总质量 18000kg 电池额定电压 560.28V 电机峰值功率 100kW 乘坐人数 85/26 (1)若轮胎与地面接触的总面积0.06m2，公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强； (2)若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min，牵引力所做的功和机械效率。 13．如图甲所示，用滑轮组提升质量为60kg的重物，物体在拉力F的作用下以0.4m/s的速度匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求： （1）拉力F的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）若克服摩擦与绳重所做的额外功占总额外功的三分之一，则动滑轮的重力为多少N。 期末复习--机械效率计算练习鲁科版(五四学制)答案 1．(1)160J (2)20W (3)80% 【详解】（1）工人所做的有用功 （2）由图可知，滑轮组中提升动滑轮绳子的段数，拉力移动的距离 工人做的功 工人做功的功率 （3）此过程中该滑轮组的机械效率 2．(1)2000J (2)100W (3)80% 【详解】（1）由题意知，克服窗玻璃的重力做的功即为有用功 （2）由图可知，绳子段数为2，可得绳子自由端移动的距离为 则工人所用拉力做的功为 所以拉力的功率为 （3）动滑轮的机械效率为 3．(1) (2)80% (3)72W 【详解】（1）克服货物重力所做的功 （2）拉力做的总功 斜面的机械效率 （3）装卸师傅做功的功率 4．(1)120N (2)80% (3)120W 【详解】（1）由图3可得滑轮组的承重绳子段数n=3，不计绳重及摩擦，动滑轮的重力G动=nF-G=3×200N-480N=120N （2）对物体做的有用功W有=Gh=480N×2m=960J 拉力做的总功W总=Fs=Fnh=200N×3×2m=1200J 滑轮组的机械效率 （3）拉力的功率 5．(1) (2) (3) 【详解】（1）ZG－T6所受的重力 （2）ZG－T6在10s内克服重力做的功 ZG－T6克服重力做功的功率 （3）ZG－T6的机械效率 6．(1)1.8×103N (2)3.6×103J (3)800N 【详解】（1）石材的重力 由石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍可知，石材受到的阻力 （2）由图乙可知，石材移动1m所需的时间为10s，则石材移动的速度 20s石材移动的距离 工人做的有用功 （3）由图可知n=3，由 可知，绳子自由端的拉力 7．(1) (2) (3) 【详解】（1）由可得货车行驶的距离 牵引力做的功（总功） （2）牵引力做的有用功 该盘山公路的机械效率 （3）牵引力做的额外功 由得货车行驶过程中汽车所受摩擦力的大小 8．(1) (2) (3)70% 【详解】（1）空载的电动叉车静止时，对水平地面的压力 空载的电动叉车静止时，对水平地面的压强 （2）石材的重力 叉车对石材做的功（有用功） （3）电动叉车的效率   9．(1)6m (2)120N (3)90% 【详解】（1）由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为 （2）根据可得，动滑轮重为 （3）工人施加的最大拉力等于工人的重力，由于工人师傅的体重为400N，而绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人对绳子的最大拉力为400N，不计绳重和摩擦，由可得，工人师傅所能提起的最大物重 滑轮组的最大机械效率 10．(1)400N (2)100W (3)1600N 【详解】（1）设动滑轮的重力为G动，由图乙可知，当建材重力G=400N时，滑轮组的机械效率η=50% ，滑轮和钢绳的摩擦力及箱重、绳重忽略不计，则， 代入数据有 解得。 （2）由图甲可知，承担物重的绳子段数n=2，拉力的功率     （3）当滑轮组机械效率η=80%时，动滑轮重为400N，则    解得。 11．(1)12吨 (2) (3)75%，为了提高盾构机的机械效率，可以通过将机械内部各个零件之间涂润滑油来减小各零件之间的摩擦，从而减小额外功，提高机械效率。 【详解】（1）盾构机每分钟输送的泥土的质量为 （2）由表格可知，盾构机的最大推进力为 1min内盾构机前进的距离为 1min内盾构机推力做的功是 （3）“领航号”盾构机在以上状态稳定工作时，1min内做的总功 则盾构机推进时的机械效率是 为了提高盾构机的机械效率，可以通过将机械内部各个零件之间涂润滑油来减小各零件之间的摩擦，从而减小额外功，提高机械效率。 12．(1) (2)， 【详解】（1）公交车对水平地面的压力 公交车对水平地面的压强 （2）公交车行驶时间 由得公交车行驶的路程 因为匀速行驶，所以牵引力等于阻力，即 牵引力做的功 电动机做的总功 机械效率 13．（1）300W；（2）80%；（3）100 【详解】解：（1）由知道，物体上升8m所需的时间 由图乙知道，此时拉力做的总功W总＝6000J，则拉力做功的功率 （2）物体的重力 G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N 拉力做的有用功 W有＝Gh＝600N×8m＝4800J 滑轮组的机械效率 （3）由W总＝W有+W额知道，总的额外功 W额＝W总﹣W有＝6000J﹣4800J＝1200J 根据题意知道，克服摩擦与绳重所做的额外功 则克服动滑轮重力做的额外功 W动＝W额﹣Wf＝1200J﹣400J＝800J 由W动＝G动h知道，动滑轮的重力 答：（1）拉力F的功率为300W； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）动滑轮的重力为100N。 学科网（北京）股份有限公司 $