人教版（2024）八年级下册物理期末复习：机械效率计算题 提升练习题（含答案解析）

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(1)拉力做功的功率；
(2)此时该滑轮组的机械效率；
(3)如绳子承受的最大拉力为100N，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少。
2．重量为500N的工人用如图所示的滑轮组提升重物，工人站在地面上向下拉动绳子，使重400N的物体G在10s内匀速上升2m。图中每个滑轮重均为100N，不计绳重和摩擦。求：
(1)工人做的有用功是多少？
(2)拉力的功率是多少？
(3)滑轮组的机械效率是多大？
(4)若绳子能承受的最大拉力为600N，站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率是多少？
3．小江同学家最近正在装修房子，需要搬运装修材料上楼，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是小江建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N。
某些机械设备的效率：
(1)请你帮助小江在图中画出滑轮组的绕线方式。
(2)用滑轮组提升材料时做的总功是多少？
(3)该滑轮组的机械效率是多少？
(4)随后，小江同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到的一些数据如上表所示。请你找出这些机械设备的效率的共同特点。
4．某施工队正在进行农村基础设施改建，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示，某次搬运过程中，工人在30s的时间内，将8袋水泥匀速提起6m，电动机牵引绳子的拉力F为2400N，每袋水泥质量为50kg。g取10N/kg。求：
(1)拉力F做功的功率；
(2)滑轮组的机械效率。
5．如图所示的是质量为70kg的工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体以0.1m/s的速度匀速上升10s，工人向下拉绳的力的功率为90W，克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。取10N/kg。求：
(1)工人向下拉绳子的速度；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)滑轮组中的动滑轮的重力；
(4)工人的脚与地面的接触面积为，工人对地面的压强。
6．泗阳桃园路大桥建设正在进行，施工现场使用一台质量20t起重机将重为1.8×104N的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s，所做的额外功是7.2×104J。g取10N/kg，求：
(1)起重机做的有用功；
(2)起重机做的总功；
(3)起重机的机械效率；
(4)起重机做功的功率。
7．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为300N，时间为20s。求：
(1)工人做的有用功；
(2)工人做功的功率；
(3)此过程中该装置的机械效率；
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用多大的拉力？
8．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？
9．用如图所示的滑轮组，在5s内将300N货物匀速向上提升1m，动滑轮重为40N，人的拉力为200N，则求：
(1)拉力做的有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)克服绳重和摩擦做的额外功。
10．用如图所示装置将一个200N重的木箱M匀速拉到3m高的平台上，固定斜面长5m，用F=150N的力拉绳，木箱由底端上升到顶端用时25s，拉木箱的绳子始终与斜面平行。求该过程：
(1)图中滑轮是 滑轮
(2)拉力F做功多少？
(3)整个装置的机械效率？
11．如图所示，利用滑轮组将质量为44kg的货物在5s内匀速提升3m，已知绳子自由端的拉力F为250N。求：
(1)货物的重力G；
(2)拉力F的功率；
(3)提升过程中滑轮组的机械效率。
12．图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。求：
(1)这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？
(2)起升电机以额定功率工作时，将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器的机械效率是多少？
(3)请写出一条，此类机器机械效率一般较低的主要原因。
13．天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率、4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变）请完成下列问题：
(1)整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
(2)盘山公路的机械效率为多少？
(3)整个过程中，电动机的牵引力为多少？客车受到的阻力为多少？
14．用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重150N，提升的物体重800N，该过程中，求：
(1)绳子自由端拉力的功率为多少？
(2)滑轮组的机械效率为多少？
(3)克服绳重与摩擦所做的额外功为多少？
15．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体以的速度拉至井口的装置图，已知井深12m，物体重，汽车重，汽车匀速拉绳子时的拉力，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，求：
(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
(2)滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
(3)汽车牵引力为多少，牵引力的功率为多少？
16．如图所示，用滑轮组将重310N的物体在10s内匀速提升了2m，每个滑轮重均为50N，拉力F为200N。
(1)求拉力的有用功；
(2)求拉力的功率；
(3)若绳子能够承受的最大拉力为400N，提升重物过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终为总功的10%，求滑轮组的最大机械效率。（结果保留到1%）
17．斜面是一种常见的简单机械。如图所示的斜面高为，斜面长为。现用平行于斜面的拉力，将一个重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端。求：
(1)拉力做的有用功是多大？
(2)斜面的机械效率是多大？
(3)斜面对重物的摩擦力f是多大？
18．用如图所示的滑轮组在5s内将一个重300N的物体匀速提升2m，所用的拉力F为125N，不计绳重及摩擦，求：
(1)滑轮组做的有用功；
(2)拉力做功的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
19．如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为60N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），求：
(1)所做的有用功；
(2)动滑轮自重；
(3)拉力F做功的功率；
(4)该滑轮组的机械效率。
20．如图所示，小明站在高台上通过滑轮组竖直向上将物体匀速提升15m，假设在拉绳子的过程中，小明对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上。已知小明的质量为60kg，物体的质量是90kg，所用的拉力F为360N，物体的速度为0.1m/s，若不计绳重和摩擦，计算时g取10N/kg。求：
(1)滑轮组将物体提起15m所做的有用功；
(2)小明拉绳的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
喷气发动机
16%~24%
起重机
40%~50%
汽油机
20%~30%
柴油机
30%~45%
抽水机
60%~80%
整机质量（空载）kg
3200
安全工作载荷/kg
200
起升电机额定电压/V
24
起升电机额定功率/kW
4.0
轮胎接地总面积/m2
0.08
参考答案
1．(1)96W
(2)
(3)84%
【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
拉力做的功是
拉力做功的功率为
（2）拉力做的有用功为
滑轮组的机械效率为
（3）根据
可得，动滑轮重为
不计滑轮与绳子间摩擦力以及绳重，如绳子承受的最大拉力为100N，滑轮组能提升的最大物重为
所以，此滑轮组的机械效率最大可提高到
2．(1)800J
(2)100W
(3)80%
(4)90%
【详解】（1）工人做的有用功为
（2）由图知道，有效绳子段数n=2，则绳子自由端移动的距离
不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力为
拉力做的功为
拉力的功率为
（3）由知道，滑轮组的机械效率为
（4）因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力，所以最大拉力F大=500N，提升的最大物重为
则站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率为
3．(1)见解析
(2)9000J
(3)85%
(4)效率小于100%
【详解】（1）拉力方向向下，从定滑轮开始绕线，如图所示：
（2）绳子移动的距离为
用滑轮组提升材料时做的总功为
（3）有用功为
机械效率为
（4）由表格数据可知，这些机械设备的效率的共同特点是机械效率小于100%。
4．(1)
(2)
【详解】（1）由图可知，有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为
则拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
（2）有用功为
则滑轮组的机械效率为
5．(1)0.3m/s
(2)90%
(3)30N
(4)
【详解】（1）由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，工人向下拉绳子的速度为
（2）物体上升的高度为
拉力做的有用功为
拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
（3）拉力做的额外功为
克服动滑轮重力做的额外功为
滑轮组中的动滑轮的重力为
（4）绳子自由端移动的距离为
绳子自由端的拉力为
工人受到的重力为
工人对地面的压力为
工人对地面的压强为
6．(1)1.08×105J
(2)1.8×105J
(3)60%
(4)3000W
【详解】（1）由题意可知，重物被提升的高度为
h=vt=0.1m/s×60s=6m
起重机做的有用功为
W有用=Gh=1.8×104N×6m=1.08×105J
（2）起重机做的总功为
W总=W有用+W额外=1.08×105J+7.2×104J=1.8×105J
（3）起重机的机械效率为
（4）起重机做功的功率为
7．(1)3000J
(2)180W
(3)83.33%
(4)250N
【详解】（1）由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，工人做的有用功为
（2）工人做的总功为
工人做功的功率为
（3）此过程中，该装置的机械效率为
（4）根据滑轮组中拉力与绳子段数的关系可知，动滑轮的重力为
如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，则拉力的大小为
8．(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
9．(1)300J
(2)75%
(3)60J
【详解】（1）拉力做的有用功为W有=Gh=300N×1m=300J
（2）滑轮组的动滑轮绕2段绳子，绳子自由端移动的距离为s=2h=2×1m=2m
总功为W总=Fs=200N×2m=400J
滑轮组的机械效率为
（3）额外功为W额=W总-W有=400J-300J=100J
克服动滑轮重力做的功为W动=G动h=40N×1m=40J
克服绳重和摩擦做的额外功为W额1=W额-W动=100J-40J=60J
10．(1)定
(2)750J
(3)
【详解】（1）图中滑轮的轴是固定的，故是定滑轮。
（2）拉力做功
W= Fs=150N×5m=750J
（3）有用功
W= Gh=200N×3m=600J
机械效率

11．(1)440N
(2)300W
(3)88%
【详解】（1）货物的重力
（2）由图可知，绳子段数n=2，则在5s内，绳端移动距离
拉力做的功为
拉力F的功率
（3）此过程做的有用功
提升过程中滑轮组的机械效率
12．(1)4×105Pa
(2)5%
(3)见解析
【详解】（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压力
F=G=mg=3200kg×10N/kg=3.2×104N
对水平地面的压强
（2）该机器做的有用功
W有=G′h=1000N×8m=8×103J
该机器工作的时间
起升电机做的总功
W总=Pt=4000W×40s=1.6×105J
机器的机械效率
（3）由
可知，此类机器机械效率一般较低的主要原因是机器提升起升架所做额外功较多。
13．(1)6×107J
(2)30%
(3)2×104N，2×104N
【详解】（1）客车和游客总重力
G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N
电动机对客车和游客所做的有用功
W有=Gh=6×104N×1000m=6×107J
（2）整个过程所用时间
总功
W总=Pt=80×103W×2.5×103s=2×108J
盘山公路的机械效率
（3）由
可得，电动机的牵引力
客车匀速运动，受到的阻力和牵引力是平衡力，客车受到的阻力
f=F=2×104N
14．(1)200W
(2)80%
(3)200J
【详解】（1）由图像可知20s内拉力做的总功为，则拉力做功的功率
（2）拉力做的有用功
则滑轮组的机械效率
（3）克服动滑轮重力做的额外功
总的额外功
则克服绳重与摩擦所做的额外功
15．(1)
(2)
(3)，
【详解】（1）由图知道，承担物重绳子的股数是n=3，拉力端移动距离
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功
（2）滑轮组对物体做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）汽车受到的阻力
汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力等于汽车受到的阻力加上对滑轮组的拉力
牵引力的功率
16．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）拉力做的有用功
（2）由图知，，绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功功率
（3）拉力做的额外功等于提升绳子和克服摩擦做的功加上提升动滑轮做的功，由题知
因为
所以
滑轮组的最大机械效率
17．(1)1200J
(2)80%
(3)60N
【详解】（1）拉力做的有用功是
（2）拉力做的总功为
斜面的机械效率为
（3）克服摩擦力做的额外功为
斜面对重物的摩擦力大小为
18．(1)600J
(2)150W
(3)80%
【详解】（1）滑轮组对物体做的有用功是
W有=Gh=300N×2m=600J
（2）由图可知n=3，则绳子自由端移动距离
s=2h=3×2m=6m
拉力做的总功
W总=Fs=125N×6m=750J
拉力做功的功率

（3）滑轮组的机械效率
19．(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）所做的有用功为
（2）如图，由2段绳子吊着动滑轮，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，动滑轮自重为
（3）绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力F做功的功率为
（4）该滑轮组的机械效率为
20．(1)13500J
(2)108W
(3)83.3%
【详解】（1）物体重力G=mg=90kg×10N/kg=900N
滑轮组将物体提起15m所做的有用功W有用=Gh=900N×15m=13500J
（2）提升物体用的时间
由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，则拉力端移动的距离s=nh=3×15m=45m
拉力做的总功W总=Fs=360N×45m=16200J
小明拉绳的功率
（3）滑轮组的机械效率