期末物理专题复习：机械效率的综合计算 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦机械效率综合计算，通过滑轮组、斜面等典型机械，系统覆盖有用功/总功计算、额外功分析及效率提升等核心考点，注重知识逻辑与题型变式。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |滑轮组（竖直提升）|8|含动滑轮重、多股绳、最大拉力限制|机械效率公式→W有=Gh与W总=Fs推导，n股绳与s=nh关联| |滑轮组（水平拉动）|2|克服摩擦力做功，绳端移动距离计算|有用功W有=fs物与总功W总=Fs绳的转换，机械效率η=fs物/Fs绳| |斜面|5|结合摩擦力、推力功率，倾斜角度影响分析|η=Gh/(FL)=Gh/(Gh+fL)，光滑斜面F=Gh/L的科学推理| |综合应用（浮力/功率）|3|水中提升物体浮力影响、功率与速度关联|浮力对拉力的影响→W有=(G-F浮)h，功率P=Fv与机械效率综合|

期末物理专题复习：机械效率的综合计算 1．用如图所示的滑轮组从水底提取一底面积为50cm2，高为2m，重力为400N的圆柱形物体，已知动滑轮重100N。（，不计绳重及与滑轮的摩擦，水的阻力不计） (1)该圆柱体浸没在水中时受到的浮力的是多大？ (2)圆柱体上表面未露出水面前的提升过程中，若绳端拉力的功率为160W，则物体上升的速度为多大？ (3)圆柱体下表面离开水面后提升过程中，该装置的机械效率为多大？（忽略带出来的水） 2．一名工人用如图所示的动滑轮把重400N的货物匀速提升2m，所用的拉力250N。求： (1)在这一过程中，人做的总功； (2)在这一过程中，人做的有用功； (3)该动滑轮的机械效率。 3．如图所示，用350N的拉力将重为600N的物体匀速提升4m，用时8s，不计绳重和摩擦。 （1）拉力做的有用功是多少？ （2）总功是多少？ （3）拉力做功的功率为多大？ （4）滑轮组的机械效率是多少？ 4．如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为1000N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不计物体本身大小）。已知斜面长L=5m，高h=2m。 （1）若该过程中斜面的效率为80%，求此时物体受到的摩擦力； （2）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况。 5．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深9m，物体重1600N，动滑轮重400N，汽车的最大输出功率为6kW，与汽车相连的绳子能承受的最大拉力为3000N（不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦），若重物以1m/s的速度匀速上升时，求： （1）将物体由井底拉至井口需要的时间； （2）滑轮组提升重物的机械效率； （3）求整个装置工作时最大的机械效率是多少。（保留到小数点后一位） 6．小明用如图甲所示的装置提升物体，已知物体A重为50N，绳子B和C能承受的最大拉力均为450N。小明将物体A提升到高处，施加的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，物体A上升的速度v随时间t的变化关系图像如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10。求： (1)1s~2s内拉力F的功率； (2)动滑轮所受的重力； (3)此装置提升重物的最大机械效率。 7．如图所示，工人将底面积为0.25m2的一箱货物装到卡车上，需要用木板搭建一个斜面．卡车车厢底部离地的高度为1.2m，所用木板长5m．工人沿着斜面匀速将重为1000N的货物推上车，用时1min，若该斜面的机械效率为40%，求： （1）这箱货物平放在水平面上时，对水平面的压强有多大？ （2）工人沿斜面的推力是多少牛？ （3）工人推力所做的功率是多少瓦？ （4）货物受到斜面的摩擦力是多少牛？ 8．某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，物体被提升2m，所用时间为6s，在此过程中，不计摩擦和绳重，求： （1）拉力F做的功； （2）此时滑轮组的机械效率； （3）如果用此滑轮组匀速提升800N的重物，拉力应为多大？ 9．如图所示是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次湖中打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置。已知物体的重力为4.8×103N，体积为0.1m3；水的深度为5m。在物体离开水面后匀速上升的过程中，与电动机连接的绳子的拉力功率P=3×103W。水的密度为1×103kg/m3；取g=10N/kg，不计水和空气的阻力。求： (1)物体浸没在水中所受的浮力和此时水对水底的压强； (2)物体离开水面后，在6s内匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率。 10．如图所示，某人用斜面向上的力，把一个重为150N的木箱沿斜面推到2m高处，斜面长，求： （1）这个人做的有用功是多少？ （2）此斜面的机械效率？ （3）木箱在斜面上移动时受到的摩擦力？ 11．在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。如图所示，工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，先用长木板搭了一个3m长的斜面，再用推力F=500N把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，用时10s。（g取10N/kg）求： （1）箱子的重力； （2）工人所做的总功和斜面的机械效率； （3）箱子受到的摩擦力。 12．如图，李明用20N的力F拉动绳子，使重 500N的物体A在水平面上做匀速直线运动。已知物体A所受水平面的摩擦力为50N，经过 20s 绳端移动的距离为1.5m。求： （1）拉力F做功的功率； （2）拉力做的有用功； （3）滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数） 13．用如图所示滑轮组提升重物．人用500N的拉力F，15s内使重为900N的物体匀速上升了3m．不计绳重和摩擦，求： （1）动滑轮的重． （2）人拉绳子做功的功率． （3）滑轮组的机械效率． 14．如图所示，是某建筑工地上使用的起重机及其调杆上滑轮的示意图。若某次工作时电动机上的钢丝绳以的拉力将重为的建筑材料在内匀速提升。求： (1)钢丝绳的拉力F所做的有用功； (2)钢丝绳的拉力F所做的总功； (3)起重机上滑轮组的机械效率； (4)钢丝绳的拉力F做功的功率。 15．斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法，在日常生活中经常会使用斜面，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，斜面长，高，货物质量，用平行于斜面的推力，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间，，求： (1)推力做功的功率； (2)物体受到的摩擦力大小。 16．如图是小凯家的升降式晾衣架示意图。周末，小凯在家帮妈妈晾衣服时，在6s内将晾衣架的横梁提升1m，已知晾衣架上每个滑轮的重为0.3N，横梁上衣服的重为18N，该装置的机械效率为60%，试求： (1)小凯克服衣服的重力做的功； (2)拉力的大小F； (3)拉力F做功的功率。 17．从古至今我们的生产生活离不开机械的身影，大到国之重器，小到常见的羊角锤、指甲钳、剪刀等等，如图所示是生活中利用滑轮组的一个场景，工人利用滑轮组拉着一个重为100N的物体A沿水平面以0.4m/s的速度匀速移动4m，此时滑轮组自由端绳子的拉力F为40N。 求：（1）工人拉力做的功； （2）求工人拉力做功的功率； （3）若滑轮组的机械效率为80%，此时地面对物体的摩擦力。 18．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为120N和60N。体重为50kg的某同学将空吊篮A提升到高处，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示。（忽略绳重及摩擦，g取10N/kg2）求： （1）该装置中动滑轮的重力G动？ （2）第2s内拉力F的功率PF？第2s内滑轮的机械效率？ （3）此装置提升重物的最大机械效率？ 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 参考答案 1．(1)100N (2)0.4m/s (3)80% 【详解】（1）物体的体积 物体受到的浮力 （2）物体浸没时动滑轮对物体的拉力 绳端拉力 绳端的速度 物体上升的速度 （3）物体离开水面的机械效率 2．(1) (2) (3) 【详解】（1）如图所示的动滑轮上绳子股数 人做的总功 （2）人做的有用功 （3）动滑轮的机械效率 3．（1）2400J；（2）2800J；（3）350W；（4）85.7% 【详解】解：（1）拉力做的有用功为 （2）由图可知，绳子承重段数n=2，不计绳重和摩擦，拉力端移动距离为 拉力做的总功为 （3）拉力做功的功率为 （4）滑轮组的机械效率为 答：（1）拉力做的有用功是2400J； （2）总功是2800J； （3）拉力做功的功率为350W； （4）滑轮组的机械效率是85.7%。 4．（1）100N；（2）变大 【详解】（1）推动物体所做的有用功为 额外功为 物体所受的摩擦力为 （2）若斜面光滑没有摩擦，说明没有额外功，即总功等于有用功，则有 根据上式整理可得，拉力为 所斜面倾斜的角度越大，斜面长度和高度的比值越大，拉力F越大。 答：（1）物体受到的摩擦力为100N。 （2）若斜面光滑没有摩擦，随着斜面倾斜角度的增大，推力F变大。 5．（1）9s；（2）80%；（3）93.3% 【详解】解：（1）将物体由井底拉至井口需要的时间 （2）滑轮组提升重物的机械效率 （3）由图可知，承担物重额绳子股数n=3，则汽车运动的速度 汽车的最大输出功率为6kW，则由可知汽车能提供的最大动力为 小于与汽车相连的绳子能承受的最大拉力3000N。由可知，该装置能提升的最大物重为 整个装置工作时最大的机械效率是 答：（1）将物体由井底拉至井口需要的时间为9s； （2）滑轮组提升重物的机械效率为80%； （3）整个装置工作时最大的机械效率是93.3%。 6．(1)20W (2)50N (3)90% 【详解】（1）绳子的移动速度 1s~2s内拉力的功率 （2）由得 （3）分析可得此滑轮组能够提起的最大物重等于绳子B能承受的最大拉力，即，此装置提升重物的最大机械效率 7．（1）4000    （2）600（3）50W  （4）360N 【详解】（1）货物平放地面时对平面的压强为p=F/S=1000N/0.25m2=4000Pa；（2）工人推货物时对货物做的有用功W有=Gh=1200J，则工人所做的总功W总=W有/40%=3000J，斜面长为5m，则可得推力大小为F推=W总/5m=600N；（3）工人推力的功率P=W总/t=3000J/60s=50W；（4）工人所做的额外功为W额=W总-W有=1800J，所以货物受到斜面的摩擦力f=W额/5m=360N． 8．（1）1200J；（2）83.3%；（3）450N 【详解】解：（1）滑轮组承重绳子的段数 绳子末端移动的距离 拉力F做的功 （2）滑轮组的有用功为 此时滑轮组的机械效率 （3）不计摩擦和绳重，滑轮组匀速提升500N的重物，滑轮组克服滑轮的重力做的额外功 由得，动滑轮的重力为 （3）如果用此滑轮组匀速提升800N的重物，拉力应为 答：（1）拉力F做的功为1200J； （2）此时滑轮组的机械效率为83.3%； （3）如果用此滑轮组匀速提升800N的重物，拉力应为450N。 9．(1)5×104Pa (2)80% 【详解】（1）根据阿基米德原理可知，物体浸没在水中所受的浮力为 此时水对水底的压强为- （2）物体离开水面后匀速上升的过程中滑轮组做的有用功为 总功为 滑轮组的机械效率为 10．（1）300J；（2）75%；（3）25N 【详解】解：（1）这个人做的有用功 （2）这个人做的总功 斜面的机械效率 （3）木箱克服摩擦力做的额外功 木箱在斜面上受到的摩擦力 答：（1）这个人做的有用功是300J；   （2）此斜面的机械效率为75%；   （3）木箱在斜面上移动时受到的摩擦力为25N。 11．（1）1200N；（2）1500J，80%；（3）100N 【详解】（1）箱子的重力 G=mg=120kg×10N/kg=1200N （2）推力做的总功 W总=Fs=500N×3m=1500J 推力做的有用功 W有用=Gh=1200N×1m=1200J 斜面的机械效率为 （3）此过程所做额外功为 W额=W总-W有用=1500J-1200J=300J 由W额=fs得箱子受到的摩擦力 答：（1）箱子的重力为1200N； （2）工人所做的总功为1500J，斜面的机械效率为80%； （3）箱子受到的摩擦力为100N。 12．（1）1.5W；（2）25J；（3）83.3% 【详解】解：（1）20s内拉力F所做的功为 W总=Fs=20N×1.5m=30J 拉力F做功的功率 （2）由图可知，动滑轮上有三段绳子，则n=3，由s=nsA可得，物体A移动的距离 物体A受到的摩擦力为f=50N，此时克服摩擦力做的有用功 W有=fsA=50N×0.5m=25J （3）滑轮组的机械效率为 答：（1）拉力F做功的功率为1.5W； （2）拉力做的有用功为25J； （3）滑轮组的机械效率为83.3%。 13．（1）动滑轮重为100N； （2）拉力的功率为200W； （2）滑轮组的机械效率为90%． 【详解】试题分析：（1）由题知，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，因为F=G轮+G物）/2，即500N=（G轮+900N）/2，所以动滑轮的重：G轮=100N； （2）拉力移动的距离：s=2h=6m，拉力做功：W总=Fs=500N×6m=3000J， 拉力做功功率：P=W/t=3000J/15s=200W； （3）使用滑轮组做的有用功：W有=Gh=900N×3m=2700J， 滑轮组的机械效率：η=W有/W总×100%=2700J/3000J×100%=90% 考点：滑轮组绳子拉力的计算；功的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算 14．(1) (2) (3)75% (4) 【详解】（1）根据题意，拉力F所做的有用功 （2）由图知，绳子自由端移动的距离s=2h，拉力所做的功 （3）起重机上滑轮组的机械效率 （4）钢丝绳的拉力F做功的功率 15．(1)400W； (2)125N 【详解】（1）推力所做的功 推力做功的功率 （2）物体的重力 物体克服重力所做的有用功 W有用=Gh=1000N×3m=3000J 物体克服摩擦力做的额外功 W额=W﹣W有用=4000J﹣3000J=1000J 物体受到的摩擦力 16．(1)18J (2)7.5N (3)5W 【详解】（1）小凯克服衣服的重力做的功为有用功 （2）由图可知，该滑轮组承担重物的绳子段数，绳子自由端移动的距离 根据机械效率公式可得拉力做的总功 拉力的大小 （3）拉力F做功的功率 17．（1）；（2）；（3）。 【详解】解：（1）由图知,所以拉力做的功为 （2）求工人拉力做功的功率 （3）若滑轮组的机械效率为80%，由二力平衡可知，此时地面对物体的摩擦力 答：（1）工人拉力做的功； （2）求工人拉力做功的功率； （3）若滑轮组的机械效率为80%，此时地面对物体的摩擦力96。 18．（1）5N；（2）40W；75%；（3）83.3% 【详解】解：（1）由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力F=10N，由图甲知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力 则动滑轮重力 G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N （2）由图丙可知，第2s内A上升的速度vA＝2m/s，绳端移动速度 v＝2vA＝2×2m/s＝4m/s 第2s内拉力F的功率 第2s内滑轮的机械效率 （3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力 则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为l15N，小于绳子B能承受的最大拉力120N；当B处最大拉力为120N时，C处拉力为62.5N，大于绳子C能承受的最大拉力60N；所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力 FB＝GA+G货物＝115N 此装置最多能匀速运载货物的重力 G货物＝FB﹣GA＝115N﹣15N＝100N 此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率 答：（1）该装置中动滑轮的重力G动为5N； （2）第2s内拉力F的功率PF为40W；第2s内滑轮的机械效率为75%； （3）此装置提升重物的最大机械效率为83.3%。 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 $