期末复习 机械效率 计算专题练习 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦机械效率计算，覆盖杠杆、滑轮组等8类机械，通过15道阶梯式计算题构建"概念-公式-应用"逻辑链，强化科学思维中的模型建构与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础机械|4题（杠杆/动滑轮/辘轳/斜面）|已知力、距离求效率，涉及额外功分析|从简单机械原理（杠杆平衡/斜面公式）推导效率公式，建立W有=Gh、W总=Fs基本模型| |复合机械|6题（滑轮组/起重机）|结合绳子段数、功率计算效率，含动滑轮重力影响|通过多段绳模型拓展总功计算，关联机械效率与额外功（动滑轮重、摩擦）的关系| |实际应用|5题（汽车/挖掘机/浮体）|综合运动学（速度）、力学（阻力）求效率|将机械效率融入工程情境，体现能量观念，强化实际问题中的科学论证能力|

期末复习--机械效率计算专题练习 一、计算题 1．如图所示，在竖直向下拉力F的作用下，使杠杆从水平位置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 100 0.8 0.4 0.4 0.2 (1)不计杠杆自重和摩擦，杠杆处于水平静止时，求拉力F的大小； (2)若实际拉力为250N，求杠杆的机械效率。 2．工人用如图所示的滑轮组，将重900N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，工人对绳子自由端的拉力F为500N。求： (1)工人做的总功； (2)滑轮组的机械效率。 3．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为500N的建筑材料，所用的竖直拉力为400N，建筑材料上升的高度为10m，用时50s。求： (1)有用功； (2)工人拉力的功率P； (3)动滑轮的机械效率。 4．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，（g=10N/kg）。求此次取水的过程中： (1)人做的有用功为多少？ (2)辘轳的机械效率多大？ 5．如图甲所示是一种新型的水陆两栖挖掘机，其简化示意图如图乙所示，某次该挖掘机从水底挖取2000kg泥沙，然后用时4s将铲斗从A位置移动至B位置，再用时6s在水平面移动4m后将泥沙倒入渣土车中，整个工作过程中挖掘机的平均功率为。求：（忽略挖沙过程中水产生的浮力影响） (1)挖掘机对泥沙做的功。 (2)前4s挖掘机所做有用功的功率。 (3)整个过程中挖掘机的机械效率。 6．如图，某品牌无人驾驶电动汽车质量为1.2t，车轮与地面的总接触面积为，某次在平直的路面上以15m/s的速度匀速行驶时受到的阻力为车重的0.09倍，汽车的总功率为20kW，g取10N/kg，求： (1)汽车牵引力的功率； (2)该汽车的机械效率。 7．在越野赛中，一质量为2.4t的越野汽车陷入泥泞中，车手利用车上自带的电动绞盘，运用滑轮组等知识，将小汽车顺利拉出。如图所示，若小汽车所受阻力为车重的0.5倍，滑轮组的机械效率为80％。求： (1)越野汽车所受阻力f的大小； (2)绳子自由端拉力F的大小； (3)越野汽车以0.15的速度匀速运动时，拉力F的功率。 8．斜面在工农业生产中有着广泛的应用，如图所示，小丽在研究斜面机械效率时，用100N的力将重量为250N的物体，沿斜面从底部推到高为1m的顶端，斜面长为4m。求： (1)她做的有用功是多少？ (2)她做的总功是多少？ (3)斜面的机械效率是多少？ (4)斜面对物体摩擦力是多少？ 9．用图甲所示的滑轮组提升物体。已知被提升的物体M质量为72kg，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升，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，不计绳重和摩擦力大小。求：（g取10N/kg） (1)拉力F做功的功率； (2)绳子自由端拉力F的大小； (3)滑轮组提升重物的机械效率。 10．古城西安是国际化旅游城市，有着丰厚的文化底蕴和迷人的景色。骊山盘山公路也是西安的一处网红打卡地，这段公路全长大约9km，海拔落差高度约1000m，共计15道弯，似玉带环绕，层层叠起。有一辆新能源纯电动客车，满载乘客时总重力为7.2×104N，现以80kW的恒定功率，18km/h的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。假设行驶过程中客车所受重力和阻力大小均恒定不变，g取10N/kg。 (1)整个过程中，汽车电动机所做的总功为多少？ (2)盘山公路的机械效率为多少？ (3)汽车沿盘山公路匀速行驶过程中受到的阻力为多少？ 11．据了解，当阳西站建设项目即将完成通车，预计今年9月份开通试运行。如图甲所示是西站建设工地上某型号起重机，自重8吨，最大载重为6吨，图乙是其滑轮组结构示意图。用该起重机将4.5吨的钢材匀速提升到8m高的位置，用时30s，此时钢丝绳的拉力F是N。（g取10N/kg） (1)若起重机的轮胎与地面的总接触面积为0.4m2，那么空载时对地面的压强是多少？ (2)吊起钢材拉力F做了多少功？ (3)拉力F做功的功率是多少？ (4)此时滑轮组的机械效率是多少？ 12．如图所示是一种塔式起重机，它将600kg的建筑材料匀速吊起时，对绳子的拉力F为2500N，建筑材料上升5m，g取，求： (1)提升重物做的有用功； (2)塔式起重机的机械效率； (3)若动滑轮的质量为80kg，求克服摩擦和钢绳重所做的功。 13．新农村建设工地上，工人师傅用滑轮组在20s内吊起一质量为180kg的物体升高了5m，如图所示，此时滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，g=10N/kg，求： (1)对物体做的有用功； (2)拉力F的功率； (3)动滑轮的自身重力是多少？ (4)若利用此滑轮组吊起质量为380kg的物体，机械效率是多少。 14．如图所示，质量为60kg的工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s的速度从地面提升到10m高的平台上，工人吊起箱子过程中做的额外功是2000J，不计绳重和摩擦，求： (1)滑轮组的机械效率是多大？ (2)该工人吊起箱子的过程中所用的拉力是多少？ (3)该工人做功的功率为多少？ (4)若绳子能承受的最大拉力为1000N，则该工人通过滑轮组吊起箱子的过程中，机械效率最大是多少？（该问请直接写出答案，无需过程） 15．如图甲所示，正方体A的质量是280kg，作为配重使用。杠杆，某同学用这个装置从水中提取物体B，然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为0.6m³，一个质量为60kg的同学站在浮体C上，若不用力拉绳子时，浮体C总体积的浸入水中；当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端，手拉绳的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为0.2m/s且不变，物体被提出水面后，再将B放在C上，同时松开绳子，此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小0.05m³；已知两个定滑轮总重为100N。（绳的重力，滑轮与轴的摩擦力及水的阻力不计）求： (1)人站在C上没有用力拉绳子时，C所受浮力为多大？ (2)当物体B未出水时，人用的拉力为多大？ (3)物体B的重力多大？ (4)已知水底部有很多物体需要清理，若用该装置将水中物体吊起并放在C上运走，为了使整个过程都安全，则该机械装置能够达到的最大效率是多少？（百分号前面保留整数） 期末复习--机械效率计算专题练习答案 1．(1)200N (2)80% 【详解】（1）不计杠杆自重和摩擦，杠杆处于水平静止时，由杠杆平衡条件可得F×OB=G×OA，即F×0.4m=100N×0.8m 解得拉力F=200N。 （2）拉力做的总功为      有用功为W有用=Gh=100N×0.4m=40J            杠杆的机械效率为 2．(1) (2) 【详解】（1）由图可知，绳子的有效段数，绳子自由端移动的距离为 工人做的总功为 （2）提升物体所做的有用功为 滑轮组的机械效率为 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）拉力所做的有用功 （2）工人所用拉力做的总功为 则工人所用拉力的功率为 （3）动滑轮的机械效率为 4．(1)400J (2)80% 【详解】（1）所取水的重力为G水=m水g=10kg×10N/kg=100N 人做的有用功为W有=G水h=100N×4m=400J （2）人所做的总功为W总=500J 辘轳的机械效率为 5．(1) (2) (3)32% 【详解】（1）泥沙的重力为 挖掘机对泥沙做的功等于提升泥沙时克服重力做的功，即 （2）有用功的功率为 （3）整个过程总用时 总功为 机械效率为 6．(1) (2) 【详解】（1）汽车在平直路面上匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，即 牵引力的功率     （2）汽车的机械效率 7．(1)12000N (2)5000N (3)2250W 【详解】（1）由题意可得，越野汽车所受阻力 （2）由图可知，动滑轮上有3段绳子，且滑轮组的机械效率为80%，因为 则绳子自由端拉力 （3）越野汽车以0.15的速度匀速运动时，则绳子自由端移动的速度为 拉力F1的功率为 8．(1)250J (2)400J (3)62.5% (4)37.5N 【详解】（1）她做的有用功是 （2）她做的总功是 （3）斜面的机械效率是 （4）克服摩擦力做的额外功为 斜面对物体摩擦力是 9．(1)400W (2)400N (3)90% 【详解】（1）由图乙可知，当拉力F做的功为8000J时，所用时间为20s，则拉力F做功的功率为 （2）由图甲可知绳子段数为2，则绳子自由端移动的速度为v=nv物=2×0.5m/s=1m/s 由公式P=Fv可知，绳子自由端拉力为 （3）由题意可知，物体M的重力为G=mg=72kg×10N/kg=720N 则20s内所做的有用功为W有=Gh=720N×0.5m/s×20s=7200J 滑轮组提升重物的机械效率为 10．(1)1.44×108J (2)50% (3)8000N 【详解】（1）电动客车在盘山公路上的运动时间为 电动机做的总功为 （2）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为 盘山公路的机械效率为 （3）克服阻力做的额外功 由可得，运行过程中，汽车受到的阻力为8000N 11．(1) (2) (3) (4)75% 【详解】（1）空载时，起重机对地面的压力 对地面的压强 （2）由图乙知，滑轮组承重绳子为6根，吊起钢材，绳子自由端移动的距离 拉力做的功 （3）拉力F做功的功率 （4）吊起钢材所做的有用功 此时滑轮组的机械效率 12．(1) (2) (3) 【详解】（1）提升重物做的有用功为 （2）绳子的有效段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功为 滑轮组的机械效率为 （3）克服动滑轮重做的额外功为 拉力做的总额外功为 克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功为 13．(1) (2) (3) (4)95% 【详解】（1）工人对物体做的有用功为 （2）根据可知，拉力做的总功为 则工人师傅拉力做功的功率为 （3）根据可知，额外功为 不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为 （4）质量为380kg的物体所受重力为 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 14．(1)75% (2)400N (3)320W (4) 【详解】（1）根据题意，提升箱子所做的有用功为 工人做的总功为 滑轮组的机械效率为 （2）由图可知，该滑轮组有2段绳子承担动滑轮和重物，即n=2，不计绳重和摩擦，额外功用于提升动滑轮，则 则动滑轮的重力为 工人所用的拉力为 （3）绳子自由端移动的速度为 工人做功的功率为 （4）在动滑轮重力不变的情况下，滑轮组的机械效率随提升物重的增大而增大，工人的重力为 绳子能承受的最大拉力为1000N，所以人所提供的最大拉力为 根据 可知，最大物重 最大机械效率 15．(1)4000N (2)100N (3)400N (4)87% 【详解】（1）由题意得，人站在C上未拉绳子时，C排开水的体积 根据阿基米德原理，C所受浮力 （2）由图甲可知，滑轮组承担物重的绳子段数，已知物体B上升速度，则绳子自由端移动速度 由图乙可知，物体B未出水时手拉绳功率，根据得拉力 （3）根据力的作用是相互的，绳子对人向上的拉力 B放在C上后，C排开水体积增加，浮力增加量 根据受力平衡，向下增加的总力等于浮力增加量，即，因此 （4）B出水后，手拉绳功率，此时拉力 不计绳重和摩擦，动滑轮重力 配重A的重力 根据杠杆平衡条件 得E端最大拉力 E端受力满足，已知定滑轮总重，因此绳子自由端最大拉力 人的重力，，因此最大拉力为 滑轮组能提升的最大物重 浮体C最大可承载额外重力为 ，因此最大物重为，机械效率 学科网（北京）股份有限公司 $