期末专题复习--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17道阶梯式题目系统覆盖滑轮组、斜面等场景，强化能量观念与科学推理 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础公式应用|1-6题|直接应用W有=Gh、W总=Fs计算效率|从核心公式出发，建立有用功与总功的定量关系| |综合场景计算|7-12题|结合功率、浮力、摩擦力等多因素|拓展能量观念，训练科学推理中多变量分析| |拓展变式提升|13-17题|复杂机械模型与极值问题|深化模型建构，培养质疑创新的科学思维|

期末专题复习--机械效率的综合计算 1．用如图所示滑轮组，将一质量为50kg的物体，在10s内匀速向上提升2m，已知拉力F＝300N。求： （1）人做的有用功是多少？ （2）拉力F的功率是多少？ （3）该滑轮组的机械效率约为多少？ 2．工人用如图所示装置在6s内将质量为60kg的货物匀速提升1m，此过程中拉力的功率为200W。不计绳重和轮与轴的摩擦。g取10N/kg，求： (1)此过程中的有用功； (2)工人所用的拉力； (3)滑轮组的机械效率。 3．用图示滑轮组提升重为360N的正方体物块。已知物块匀速上升的速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W，动滑轮重40N。不计绳重。求： (1)提升10s的过程中，滑轮组对物块所做的功； (2)滑轮组的机械效率。 4．近几年很多农村家庭建起了小别墅，某工人采用如图所示的装置提升重物。滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重800N，该工人重600N，两个滑轮的质量相等。不计所有绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%。求： （1）动滑轮的质量； （2）工人对绳子拉力的功率； （3）水平地面对工人的支持力和b处绳所受的拉力。 5．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速起吊600kg的物体时，滑轮组的机械效率是80%， 求： (1)使物体上升6m，所做的有用功是多少？ (2)使物体上升6m，所做的总功是多少？ (3)绳端的拉力F是多大？ 6．用动滑轮匀速提起质量为20kg的物体，所用的拉力为120N，物体升高的高度是2m。求： (1)此过程中对重物所做的功； (2)拉力做的功； (3)滑轮的机械效率。 7．为创建文明城市，提升城市品味，我市对主要街道进行改造。如图是一辆汽车，发动机功率为160kW，运送5000kg的沙石，以5m/s的速度匀速运到坡顶，已知坡长300m，坡与地面的夹角30°。 求： (1)汽车上坡时的牵引力 (2)汽车做的有用功 (3)汽车运送沙石的机械效率？ 8．某建筑工人的重力为700N，双脚与地面的接触面积是500cm2。建筑工人利用如图所示的滑轮组提升重为900N的建材，10s内建材匀速上升的高度为2m，工人师傅的拉力F为400N，不计摩擦和绳重。求： （1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强； （2）滑轮组的机械效率； （3）当用这个滑轮组匀速提升重为1200N的建材时，工人的拉力。    9．用如图所示的滑轮组从15m深的水底提取一底面积为，高为，密度为的圆柱形物体，已知动滑轮重。（，不计绳与滑轮的摩擦，水的阻力不计，不考虑水面变化） （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，该装置的机械效率为多大？ （3）以的速度从水底匀速提升该物体，经时绕绳断裂，则绳子的最大承担拉力为多大？ 10．如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N，不计绳重及摩擦。 （1）对重物做的有用功是多少？ （2）人拉绳子做功的功率是多少？ （3）如果用此滑轮组匀速提升一个重为300N的物体，则拉力是多少？滑轮组的机械效率是多少？ 11．一个质量为70kg的工人，在建筑工地用如图所示的装置提升石板，已知托盘重200N，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，此装置的机械效率为80%，求： （1）该工人提升10块石板升高2m过程中，做的有用功是多少？ （2）该工人提升10块石板升高2m过程中，做的总功是多少？ （3）该工人用此装置提升石板的最高机械效率是多少？（g＝10N/kg，保留一位小数）    12．如图所示，有一总质量为1.2t的卡车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉向墙边。整个过程中，汽车沿水平方向移动了6m，用时1min，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.08倍，拉力F为600N。已知g取10N/kg，求： （1）拉力F所做功的功率； （2）该滑轮组的机械效率。 13．小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长l=10m的斜面上，如图所示。他站在斜面上，沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端。求： （1）小明同学拉木箱的功率是多大？ （2）该斜面的机械效率是多少？ （3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？ 14．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? 15．如图是某工人用滑轮组提升货物的装置；在拉力F的作用下，重450N的货物在50s的时间里，匀速竖直上升了8m；在这个过程中，拉力F做的功为4800J；求： （1）拉力F做功的功率； （2）滑轮组的机械效率。 16．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？ 17．一个滑轮组如图所示，细线重及轮与轴之间的摩擦忽略不计。匀速拉动细线将重为480N的物体提升1m，滑轮组的机械效率为80%。求： (1)提升物体所做有用功是多少？ (2)提升物体所用拉力的大小是多少？ (3)现逐渐增大物体的重力，用同样方式提升物体，当物体重力达到600N时细线刚好被拉断，求细线刚好被拉断时滑轮组的机械效率？ 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）1000J；（2）120W；（3）83.33% 【详解】解：（1）物体的重力 G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N 人做的有用功 W有＝Gh＝500N×2m＝1000J （2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离 s＝nh＝2×2m＝4m 拉力做的总功 W总＝Fs＝300N×4m＝1200J 拉力做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）人做的有用功是1000J； （2）拉力F的功率是120W； （3）该滑轮组的机械效率约为83.33%。 2．(1)600J (2)400N (3)50% 【详解】（1）货物重力G=mg=60kg×10N/kg=600N 此过程中的有用功W有用=Gh=600N×1m=600J （2）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 总功为W总=Pt=200W×6s=1200J 工人所用的拉力 （3）滑轮组的机械效率 3．(1) (2)60% 【详解】（1）物体上升的高度为 滑轮组对物块所做的功 （2）拉力做的总功为 滑轮组的机械效率 4．（1）20kg；（2）200W；（3）100N，1700N 【详解】解：（1） 由可以推出动滑轮的重力 动滑轮的质量 （2）由图可知，n=2，工人的拉力 拉力移动的距离 拉力移动的速度 功率 （3）工人受力平衡，工人给绳子的拉力等于绳子给工人的拉力，则水平地面对工人的支持力 b处绳所受的拉力 答：（1）动滑轮的质量为20kg； （2）工人对绳子拉力的功率200W； （3）水平地面对工人的支持力为100N和b处绳所受的拉力为1700N。 5．(1)36000J (2)45000J (3)2500N 【详解】（1）物体的重力 使物体上升6m，所做的有用功 （2）使物体上升6m，所做的总功 （3）绳端移动的距离 绳端的拉力 6．(1)400J (2)480J (3)83.3% 【详解】（1）物体的重力为 此过程中对重物所做的有用功 （2）由图可知，承担物重的绳子段数为2。则绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 （3）滑轮的机械效率是 7．(1)3.2×104N (2)7.5×106J (3)78.1% 【详解】（1）由P=Fv可知，汽车上坡时的牵引力为 （2）坡长300m，坡与地面的夹角30°，根据三角形关系可知，坡的高度为150m，汽车做的有用功 W有=Gh=mgh=5000kg×10N/kg×150m=7.5×106J （3）汽车所做的总功为 W总=Fs=3.2×104N×300m=9.6×106J 则汽车运送沙石的机械效率 8．（1）1.4×104Pa；（2）75%；（3）500N 【详解】解：（1）工人没拉绳子双脚站立在水平地面上时，对水平地面的压力 工人对地面的压强 （2）由图可知，绳子承重段数，则拉力做的总功 克服物重做的有用功 滑轮组的机械效率 （3）不计绳重及摩擦时 所以动滑轮的重力 提升1200N的重物时的拉力 答：（1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强为； （2）滑轮组的机械效率； （3）当用这个滑轮组匀速提升重为1200N的建材时，工人的拉力是500N。 9．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）物体的体积 物体受到的浮力 （2）物体受到的重力 物体浸没时动滑轮对物体的拉力 滑轮组机械效率 （3）物体上升的距离 物体浸入水中的深度 此时物体受到最小的浮力 动滑轮对物体的最大拉力 绕线能承担的最大拉力 答：（1）圆柱体浸没在水中时受到的浮力为； （2）该装置的机械效率为； （3）绳子的最大承担拉力为。 10．（1）800J；（2）200W；（3）200N， 75% 【详解】（1）对重物做的有用功是 W有用=Gh=400N×2m=800J （2）由图知道，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳子移动的距离 s=2h=2×2m=4m 人拉绳子做的总功 W总=Fs=250N×4m=1000J 人拉绳子做功的功率是 （3）由知道，动滑轮重 G动=2F-G物=2×250N-400N=100N 所以，用此滑轮组匀速提升重为300N的物体时的拉力 由知道，此时滑轮组的机械效率是 答：（1）对重物做的有用功是800J； （2）人拉绳子做功的功率是200W； （3）用此滑轮组匀速提升一个重为300N的物体，则拉力是200N，滑轮组的机械效率是75%。 11．（1）2000J；（2）2500J；（3）81.5% 【详解】解：（1）该工人提升10块石板升高2m过程中，做的有用功为 W有＝Gh＝10×100N×2m＝2000J （2）做的总功为 （3）该工人提升10块石板升高2m过程中，做的额外功为 W额＝W总﹣W有＝2500J﹣2000J＝500J 则托盘和动滑轮总重为 由题知，人使用的最大拉力 F最大＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N 由图可知，n＝2，不计滑轮的摩擦和绳重，最大拉力 解得能提升的最大重力G＝1150N，因为每块石板重100N，所以最多能提升石板的数量为11块，实际能提升的最大重力：G石′＝1100N，此时拉力 所以最高机械效率 答：（1）该工人提升10块石板升高2m过程中，做的有用功是2000J； （2）该工人提升10块石板升高8m过程中，做的总功是2500J； （3）该工人用此装置提升石板的最高机械效率是81.5%。 12．（1）180W；（2）53.3% 【详解】解：（1）由图知，n=3，拉力端移动的距离 s=3s物=3×6m=18m拉力做的功 W总=Fs=600N×18m=1.08×104J拉力F做功的功率 （2）汽车的重力 G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N已知汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.08倍，汽车所受水平路面的摩擦力为 该滑轮组的机械效率为 答：（1）拉力F所做功的功率为180W； （2）该滑轮组的机械效率为53.3%。 13．（1）120W；（2）83.3%；（3）100N 【详解】解：（1）根据速度公式，木箱A沿斜面运动时间为 拉力所做的功为 W总=Fl=600N×10m=6000J 小明同学拉木箱的功率为 （2）做的有用功 W有=Gh=1000N×5m=5000J 该斜面的机械效率为 （3）做的额外功 W额=W总-W有=6000J-5000J=1000J 根据功的公式，所以木箱受到的摩擦力为 答：（1）小明同学拉木箱的功率是120W； （2）该斜面的机械效率是83.3%； （3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是100N。 14．(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 15．（1）96W；（2）75% 【详解】解：（1）拉力F做功的功率 P＝＝96W （2）所做的有用功 W有＝Gh＝450N×8m＝3600J 滑轮组的机械效率 η＝×100%＝75% 答：（1）拉力F做功的功率为96W； （2）滑轮组的机械效率为75%。 16．（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%。 17．(1)480J (2)200N (3)83.3% 【详解】（1）克服物体重力做的功即为有用功，则 （2）由图可知，与动滑轮相连接的绳子段数，由滑轮组的机械效率 即 解得提升物体所用拉力F＝200N。 （3）由于忽略细线重及轮与轴之间的摩擦不计，则根据， 动滑轮重 当物体重力达到600N时，此时滑轮组机械效率 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 $