期末专题复习-机械效率的综合计算2025-2026学年北师大版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦机械效率综合计算，覆盖斜面、滑轮组（竖直/水平）及浮力结合题型，构建从基础公式到综合应用的递进训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础计算|1-2、5、8题|直接应用η=W有/W总，考查Gh与Fs的对应关系|从机械效率定义出发，建立有用功、总功的基本计算模型| |中档综合|3-4、6、10-12题|引入额外功（摩擦力、动滑轮重），需结合W额=W总-W有|通过额外功分析，深化对机械效率影响因素的理解| |复杂应用|9、13-15题|结合密度、浮力、压强等，考查多公式综合推导|整合力学知识网络，提升科学推理与模型建构能力|

期末专题复习-机械效率的综合计算 1．小钰用如图所示的装置，用5N的拉力F将重20N的物体，沿长5m高1m的斜面，从底端匀速拉到顶端，用时5s。求： （1）拉力F移动的速度； （2）拉力所做的功； （3）该装置的机械效率。 2．如图所示，人静止站在地面上用200N的力向下拉绳子，将物体匀速向上提升1m，滑轮组的机械效率为80%。求： （1）人拉绳子所做的功； （2）物体的重力。 3．如图所示，斜面长s＝8m，高h＝4m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了200J额外功。求： (1)运动过程中所做的有用功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小。 4．如图所示，将一个质量为0.5kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端所用时间为5s，斜面长s为1m，高h为0.4m，斜面的效率为80%．（g取10N/kg）求： （1）拉力所做的有用功； （2）拉力做功的功率； （3）物体在斜面上运动时受到的摩擦力． 5．如图所示，工人用300N的拉力，把一重为500N的货物G用滑轮组提升了3m （忽略摩擦及绳重）。求∶ （1）工人做的有用功； （2）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）； （3）动滑轮重。 6．如图所示，用沿斜面向上F=1.8N的拉力，将一个质量m=0.45kg的物体，从底端匀速拉到顶端，所用时间t=5s。已知斜面长度s=1m，斜面高度h=0.3m。（把重物直接提升h所做的功为有用功，g取10N/kg） (1)该物体受到的重力是多少？ (2)拉力F的功率是多少？ (3)此斜面的机械效率是多少？ 7．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在内匀速上升了。已知物体A重，两个滑轮的质量均为。不计所有绳重和摩擦力。求： （1）人对自由端绳子的拉力； （2）工人对绳子拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 8．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在2s内匀速上升1m。求： （1）有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）拉力的功率。 9．如图所示，要把一个质量是450 kg的贵重物品A沿水平地面移动100 m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是50 kg的木板B上，然后用F＝400 N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至目的地。（提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比） （1）在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是多少？ （2）计算拉力F做的总功是多少焦耳？ （3）在拉力F做功的过程中，机械效率是多少？ 10．用如图所示滑轮组拉着一重为100N的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F为40N。 （1）不计滑轮和绳子的重力以及摩擦，求物体A所受的摩擦力； （2）若滑轮组的机械效率为80%，求物体A所受的摩擦力。 11．如图，在斜面上将一个重为4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，物块沿斜面运动了s＝1.2m、竖直高度上升了h＝0.3m。已知把重物直接提升h所做的功作为有用功，斜面对物块的摩擦力做的功为额外功。请计算： (1)拉力做的功； (2)这个斜面的效率； (3)斜面对物块的摩擦力。 12．如图所示，工人师傅用一个滑轮组在5s内将重450N的木箱从地面匀速吊上1m高，所用的拉力为200N，不计绳重和摩擦。g取10N/㎏。求： （1）工人师傅做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）当工人师傅提起750牛的重物时，所用的拉力为多少？ 13．如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力，动滑轮重力。在工人用力作用下，重物匀速上升，达到规定高度处。不计绳重和机械之间的摩擦。求： （1）拉力做功的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是多少？    14．小刚同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.756×103Pa。已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2。当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时，滑轮组的机械效率是90%。已知重物A重物B所受重力之比GA∶GB=5∶9，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。求： （1）物体A的密度； （2）提升重物A时滑轮组的机械效率。 15．如图所示，工人站在水平工作台D上使用滑轮组提升重物M，滑轮A、B的质量均为3kg，滑轮C的质量与A、B不同，工人的质量为57kg。该工人利用滑轮组匀速提升重物M时，对绳端的拉力为F1，功率为P，滑轮A对工作台向下的拉力为FA，工人对工作台的压强为p1；若重物M浸没于水中，该工人利用滑轮组匀速提升水中的重物M，在M出水面之前，工人对工作台的压强为p2，滑轮组的机械效率为η，重物M在水中上升的速度为0.5m/s。已知重物M的质量为120kg，密度为2×103kg/m3，上升的速度始终为0.5m/s，p1∶p2=16∶14。（不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求： （1）重物M浸没在水中时所受的浮力F浮； （2）重物M在空中被匀速提升时，滑轮A对工作台向下的拉力FA和绳端拉力F1的功率P； （3）重物M在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率η。 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）1m/s；（2）25J；（3）80% 【详解】解：（1）拉力F移动的速度 （2）拉力做的总功 （3）有用功 该装置的机械效率 答：（1）拉力F移动的速度为1m/s； （2）拉力所做的功为25J； （3）该装置的机械效率为80%。 2．（1）400J；（2）320N 【详解】解：（1）由图可知，滑轮组有2段绳子吊着物体，即 将物体匀速向上提升1m，即 h=1m 所以，人拉绳端向下移动的距离为 s=nh=2×1m=2m 已知人拉绳子的力为 F=200N 那么人拉绳子所做的功为 W =Fs=200N ×2m=400J （2）滑轮组的机械效率为 所以，物体的重力为 答：（1）人拉绳子所做的功为400J； （2）物体的重力为320N。 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）运动过程中所做的有用功 （2）斜面的机械效率 （3）推力F的大小为 4．（1）2J；（2）0.5W；（3）0.5N． 【详解】（1）拉力所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.4m＝2J； （2）由η＝可得，拉力所做的总功：W总＝＝＝2.5J，拉力做功的功率：P＝＝＝0.5W； （3）额外功为：W额＝W总﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J，由W额＝fs可得，物体在斜面上运动时受到的摩擦力：f＝＝＝0.5N． 5．（1）1500J；（2）83.3%；（3）100N 【详解】解：（1）工人做的有用功为 W有用=Gh=500N×3m=1500J （2）由图可知，绳子的股数为2，总功为 W总=Fs=Fnh=300N×2×3m=1800J 滑轮组的机械效率为 （3）根据公式，可得动滑轮的重力为 G动=nF-G物=2×300N-500N=100N 答：（1）工人做的有用功为1500J； （2）滑轮组的机械效率为83.3%； （3）动滑轮重为100N。 6．(1) (2)0.36W (3) 【详解】（1）物体所受的重力为 （2）拉力所做总功为 拉力功率为 （3）此过程所做有用功为 此斜面的机械效率为 7．（1）500N；（2）200W；（3）80% 【详解】解：（1）动滑轮的重力 人对自由端绳子的拉力 （2）自由端绳子的移动速度 则工人对绳子拉力的功率 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）人对自由端绳子的拉力为500N； （2）工人对绳子拉力的功率为200W； （3）滑轮组的机械效率为80%。 8．（1）240J；（2）80%；（3）150W 【详解】解：（1）滑轮组对重物所做的有用功 （2）滑轮组有2段绳子承重，所以 工人做的总功 滑轮组的机械效率是 （3）拉力的功率 答：（1）有用功240J； （2）滑轮组的机械效率80%； （3）拉力的功率是150W。 9．（1）0；（2）4×104 J；（3）90% 【详解】（1）在匀速拉动B的过程中，A、B之间没有相对运动也没有相对运动趋势，即A、B相对静止，故A、B之间的摩擦力大小为0N； （2）拉力F做功 W=Fs=400N×100m=4×104J （3）因滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比，所运物体质量为450kg，木板质量为50kg，故克服摩擦力做功时，有用功为克服物体重力产生的摩擦力所做的功，额外功为克服木板重力产生的摩擦力所做的功，因物体质量占总质量的90％，故在拉力F做功的过程中，机械效率为90％。 10．（1）120N；（2）96N 【详解】解：（1）由图中的滑轮组可看出，物体受到的摩擦力由3段绳子承担，在不计滑轮与绳重、及滑轮与绳之间的摩擦的条件下，摩擦力f与拉力F的关系是 f=3F=3×40N=120N （2）由 可得 f′=3F×η=3×40N×80%=96N 答：（1）不计滑轮和绳子的重力以及摩擦，物体A所受的摩擦力为120N； （2）若滑轮组的机械效率为80%，物体A所受的摩擦力为96N。 11．(1)2.16J；(2)62.5%；(3)0.675N 【详解】解：(1)物体沿斜面向上运动时拉力做功： (2)拉力做的有用功 斜面的机械效率 (3)拉力所做的额外功 则摩擦力大小 答：(1)拉力做的功为2.16J； (2)这个斜面的效率为62.5%； (3)斜面对物块的摩擦力为0.675N。 12．（1）450J；（2）75%；（3）300N 【详解】解：（1）工人师傅做的有用功 W有=Gh=450N×1m=450J （2）滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力移动的距离 s=3h=3×1m=3m 总功 W总=Fs=200N×3m=600J 滑轮组的机械效率 （3）不计绳重和摩擦，动滑轮的重力 G动=3F-G=3×200N-450N=150N 当工人师傅提起750牛的重物时，所用的拉力为 答：（1）工人师傅做的有用功是450J； （2）滑轮组的机械效率是75%； （3）当工人师傅提起750牛的重物时，所用的拉力为300N。 13．（1）240W；（2）83.3％；（3）1800N 【详解】解：（1）承担物重的动滑轮上绳子的段数，不计绳重和机械之间的摩擦，拉力 拉力移动距离 拉力做功 拉力做功的功率 （2）滑轮组的有用功 机械效率 （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则 解得该重物的重力是。 答：（1）拉力做功的功率240W； （2）滑轮组的机械效率83.3％； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是1800N。 14．（1）5×103kg/m3；（2）80% 【详解】解：（1）小刚对地面的压力 F压=pS=8.756×103Pa×200×10﹣4m2×2=350.24N 小刚对绳子的拉力 F拉=G人﹣F压=600N﹣350.24N=249.76N 物体A未露出水面时受到水的浮力 F浮=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N 使用滑轮组提升物体B时，滑轮组的机械效率 由此可知 GB∶G动=9∶1 又因为 GA∶GB=5∶9 所以 GA∶GB∶G动=5∶9∶1 使用滑轮组提升物体A时，绳子末端的拉力 由此得出GA=499.6N；物体A的质量 物体A的密度 （2）使用滑轮组提升重物A时，滑轮组的机械效率 答：（1）物体A的密度是5×103kg/m3； （2）提升重物A时滑轮组的机械效率是80%。 15．（1）600N ；（2）890N，690W ；（3）76.9% 【详解】解：（1）由题意可知，重物M的质量为mM=120kg，重物M的密度为ρM=2×103kg/m3，故由可得，重物M的体积为 重物M浸没在水中时，由阿基米德原理可得，重物M所受浮力为 （2）当重物M在空中时，设滑轮A、C上的绳子拉力为F，滑轮B上的绳子拉力为F1，对滑轮A受力分析可知，滑轮A受到向上的工作台的拉力FA，向下的两股绳子拉力2F和滑轮A的重力GA，因滑轮A受力平衡，则有 FA=2F+GA（1） 对滑轮B受力分析可知，滑轮B受到向上的两股绳子拉力2F1，向下的绳子拉力F和滑轮B的重力GB，因滑轮B受力平衡，则有 2F1=F+GB（2） 对滑轮C受力分析可知，滑轮C受到向下的绳子拉力GM和滑轮C的重力GC，向上的三股绳子拉力3F，因滑轮C受力平衡，则有 3F=GC+GM（3） 联立（1）（2）（3），消去F，可得 ① ② 当重物M在水中时，设滑轮B受到向上的绳子拉力为F2，滑轮A受到向上的工作台的拉力为F′A，分别对滑轮B、C受力分析，同理可得 ③ ④ 由题意可知，p1∶p2=16∶14，则由可得，两种情况下，工人对工作台的压力之比为16∶14，同理对人受力分析可知，人对工作台的压力等于人的重力与滑轮B上绳子自由端的拉力之和，则有 ⑤ 由G=mg可得，滑轮A、B的重力为 GA=GB=mg=3kg×10N/kg=30N 人的重力为 G人=m人g=57kg×10N/kg=570N 联立①③⑤，将数据代入，可得 7FA=8F′A+2310N⑥ 联立②④，将数据代入，可得 FA=F′A+400N⑦ 再联立⑥⑦，可解得FA=890N，将FA的值代入①式，解得F1=230N，同理解得F2=130N，由图中可知，绳子自由端的移动速度v1为重物M上升速度v的6倍，即 v1=6v=6×0.5m/s=3m/s 则由P=Fv可得，绳端拉力F1的功率为 P=F1v1=230N×3m/s=690W （3）由题意可知，重物M在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率为 答：（1）重物M浸没在水中时所受的浮力为600N； （2）滑轮A对工作台向下的拉力为890N，和绳端拉力F1的功率为690W； （3）重物M在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率。 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 $