期末复习专题：简单机械相关计算题-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）（有解析）

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期末复习专题：简单机械相关计算题-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）
1．《墨经》是中国战国时期后期墨家的著作，其中记载了下图所示的工具——“车梯”，用此“车梯”将质量为100kg的重物匀速提升12m，用时30s，“车梯”的机械效率为80%（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg），求：
(1)人拉绳子的力；
(2)滑轮组的额外功；
(3)若绳子能承受的最大拉力是1000N，“车梯”始终不离开地面，则“车梯”的最大机械效率为多少？
2．如图所示，农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20kg谷子，右筐中装了25kg谷子，已知扁担的长度为1.8m（不考虑手臂帮扶及扁担和筐的重力，g取10N/kg），求：
(1)要使扁担水平平衡，小明的肩膀距扁担左端的距离。
(2)若将两筐谷子同时向内移动0.1m，则扁担能否保持水平平衡，请通过计算说明。
3．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。
(1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少
(2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少 需要做多少总功
4．如图所示，工人利用滑轮组提升物体。在工人竖直拉力F作用下，重570N的物体以0.2m/s的速度匀速向上运动了10s，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及绳子所受的重力，动滑轮重30N。
(1)求物体上升的距离与拉力F的大小；
(2)求物体运动10s时，拉力F移动的距离；
(3)求物体运动10s时，拉力F做的功。
5．在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量为1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是1m/s，绳子自由端的拉力F是500N，故障车被匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08。（g取10N/kg）
求：
(1)A处拉力的大小。
(2)拉力F在30s内所做的功。
(3)该装置的机械效率。
6．下图是一轻质杠杆，在支点左侧处的A点用细绳系住边长为的正方体M，将重2N的物体（未画出）挂在支点的右侧B点（未画出），当时，正方体M对压力传感器的压强为。求：
(1)A点对绳子上的拉力；
(2)正方体M的重力；
(3)压力传感器的示数为时，物体N的位置。
7．某人利用如图所示的滑轮组，用200N 的拉力在20s内将重为480N 的物体匀速提高2m，若不计轴摩擦和绳重：
(1)求绳子自由端移动的速度。
(2)求动滑轮的重力。
(3)若再增加180N 的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为多大？
8．轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆，如图B所示，当轮轴绕O点匀速转动时（处于平衡状态），有。如图A所示，一自行车上连接脚踏板的连杆长，由踏脚板带动半径为的大齿盘，通过链条与半径为的后轮齿盘连接，再带动半径为的后轮转动。设自行车在水平路面上匀速行进时，人蹬脚踏板的平均作用力为F，链条受到的拉力为T（同一条链条上拉力相等），地面对后轮的摩擦力为f，分别写出T与F，T与f之间的关系式。
9．如图所示，一条长木板一端垫高，成为一个斜面，斜面的高度h=0.5m，斜面的长度s=1.0m。现用F=2.5N的拉力沿斜面将质量为0.4kg的物体缓慢地从斜面底部拉到斜面的顶部。（g取10N/kg）
(1)有用功和总功分别为多少？
(2)斜面的机械效率为多少？
10．如图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 ___________杠杆（选填“省力”或“费力”）。设车箱和泥土的总重力为，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F1，求：
（1）独轮车的动力臂L1和阻力臂L2分别为多少m？
（2）A点提起独轮车把手的力F1为多大？
11．如图所示，重力不计的木杆AB可绕O点无摩擦转动，在A端挂一个边长为50cm的正方体M，当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时，物体M对地面的压强刚好为零，且AO=1m，BO=3m。求：
(1)此时杠杆A端所受到的拉力；
(2)物体M的密度；
(3)当F减小至300N时，M对地面的压强。
12．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被匀速提升了2m，物体的重为G=1440N，人对绳子水平向右的拉力F=600N。求在此过程中：
(1)人拉绳子所做的功是多少
(2)人拉绳子做功的功率是多少
(3)此滑轮组的机械效率是多少
(4)若克服绳重和摩擦所做的额外功为220J，则动滑轮重是多少
13．为打捞沉入湖底的金属球，某打捞队设计了如图所示的装置图。若金属球的体积为0.04m3，其质量为240kg。用滑轮组将金属球打捞出水面后，继续提升，金属球在50s的时间内匀速竖直上升了5m。在这个过程中，拉力F恒为1250N（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
(1)金属球浸没在水中时受到的浮力；
(2)金属球出水后，拉力F的功率；
(3)金属球出水后，滑轮组的机械效率。
14．工人师傅要将质量50kg的木箱搬到2m高的车厢里，他将一块长为4m的木板搁在水平地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，（g取10N/kg）求：
(1)工人所做的有用功；
(2)工人做功的功率；
(3)斜面的机械效率。
15．搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，时间为20s，不计绳重及摩擦。求：
(1)提升物体所做的有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)动滑轮的重。
16．建筑工地上，工人用如图所示的起重设备把一块质量为480kg的混凝土楼板在6s内匀速提升2m，所用拉力为2000N（不计摩擦和绳重，g取）。
(1)该混凝土楼板的重力为多少？
(2)起重设备的功率为多少？
(3)提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率为多少？
(4)若利用该起重设备同时将两块480kg的混凝土楼板在10s内匀速提高3m，绳子自由端拉力做的功为多少？
《期末复习专题：简单机械相关计算题-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）》参考答案
1．(1)312.5N
(2)
(3)
【详解】（1）重物质量为，则重物重力
有用功
人拉绳子的力做功即总功
由图可知，绳子的有效段数，故绳子自由端移动的距离
则人拉绳子的力
（2）滑轮组的额外功
（3）动滑轮的重力
当绳子承受的拉力最大为时，被提升的物体的重力最大为
此时机械效率最大为
2．(1)1m
(2)扁担不能保持水平平衡
【详解】（1）由题意可知，左、右两筐中谷子的重力，
因不考虑手臂帮扶及扁担和筐的重力，可设扁担水平平衡时，小明的肩膀距扁担左端距离为，则小明的肩膀距扁担右端距离为，由杠杆的平衡条件可得，则
（2）将两筐谷子同时向内移动时，左、右两筐重力的力臂，
则，
由得，所以扁担不能保持水平平衡。
3．(1)
(2)36J，40J
【详解】（1）由题知，杠杆受到的阻力为N
动力N，由杠杆的平衡条件可得，杠杆的动力臂与阻力臂的比值
（2）使用杠杆做的有用功为
由得，使用杠杆做的总功为
4．(1)，；
(2)；
(3)
【详解】（1）根据得，物体上升的距离为
由题图知，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及绳子所受的重力，拉力的大小为
（2）拉力移动的距离为
（3）拉力做的功为
5．(1)1200N
(2)4.5×10 J
(3)80%
【详解】（1）A处拉力的大小
（2）故障车在30s内移动的距离
绳子自由端移动的距离
拉力F在30s内所做的功
（3）有用功
该装置的机械效率
6．(1)1N
(2)6N
(3)距离O点0.6m
【详解】（1）根据杠杆平衡条件可知，
A点绳子上的拉力
（2）对正方体M进行受力分析，受到竖直向下的重力，竖直向上的绳子的拉力和支持力，且
正方体M对压力传感器的压力
正方体M受到的支持力等于正方体M对压力传感器的压力，支持力
正方体M的重力
（3）当压力传感器的示数为0时，细绳对正方体M的拉力等于正方体M的重力，则根据杠杆的平衡条件可知
所以
压力传感器的示数为0时物体N在支点O的右侧且距离O点0.6m。
7．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）如图，由3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为
绳子自由端移动的速度
（2）若不计轴摩擦和绳重，动滑轮的重力为
（3）若再增加180N 的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为
8．，
【详解】自行车传动系统中有2个转动轴；对踏脚齿盘中心的转动轴可列出FR1=T1r1
所以。
对后轮的转动轴可列出
所以。
9．(1)；
(2)
【详解】（1）有用功
总功
（2）机械效率
10．省力；（1）1.6m，0.4m；（2）250N
【详解】由图可知，推车时独轮车的动力臂大于阻力臂，故独轮车属于省力杠杆。
（1）独轮车的车辆轮轴处是支点，其中重力G是阻力，支点到重力作用线的距离是阻力臂，故阻力臂是；力F是动力，支点到力F作用线的距离是动力臂，故动力臂是，推车时动力臂大于阻力臂，独轮车是省力杠杆。
（2）由杠杆的平衡条件可得，A点提起独轮车把手的力为
11．(1)1200N
(2)
(3)
【详解】（1）当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时杠杆平衡 ，即FA×OA= F×OB
因为AO=1m，BO=3m，即FA×1m=400N×3m
解得 FA=1200N。
（2）杠杆平衡时，物体M对地面的压强刚好为零，即G= FA=1200N
物体M的质量为
物体M的密度。
（3）当F减小至300N时，杠杆平衡 FA′×OA= F′×OB
即FA′×1m=300N×3m
解得FA′=900N，
M对地面的压强。
12．(1)3600J
(2)360W
(3)80%
(4)250N
【详解】（1）由图知，绳子段数，则拉力端移动的距离
拉力做的总功
（2）人拉绳子做功的功率
（3）人做的有用功
滑轮组的机械效率
（4）所做的总的额外功
动滑轮所做的额外功
动滑轮重为
13．(1)400N
(2)250W
(3)96%
【详解】（1）金属球浸没在水中时，排开水的体积
受到水的浮力
（2）由图知，拉力端移动的距离
金属球出水后，拉力做功
拉力的功率
（3）金属球出水后，拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
14．(1)1000J
(2)160W
(3)62.5%
【详解】（1）木箱的重力
工人做的有用功
（2）拉力做的总功
工人做功的功率
（3）斜面的机械效率
15．(1)360J
(2)80%
(3)30N
【详解】（1）提升物体所做的有用功为
（2）由图可知，滑轮组有3根绳子承担物重，则绳子自由端移动距离为
拉力做功为
滑轮组的机械效率为
（3）此过程所做的额外功为
不计绳重及摩擦，则动滑轮提升所做的功是额外功，动滑轮重为
16．(1)4800N；
(2)2000W；
(3)80%；
(4)32400J
【详解】（1）混凝土楼板的重力 G=mg=480kg×10N/kg=4800N
（2）由图可知，动滑轮上绳子的段数n=3，拉力移动的距离
起重设备所做的总功
起重设备的功率功率
（3）起重设备的机械效率
（4）动滑轮重力
提升两块楼板时的拉力
绳子自由端拉力做的功
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