专题复习12：简单机械（计算题）暑假冲刺练习 （含解析） 2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）

【暑假冲刺练习】专题复习12：简单机械（计算题）-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）
一、计算题
1． 如图是工人用滑轮组提升货物时的情景。工人用的拉力匀速提升重的货物，绳子自由端在内匀速下降不计绳重及摩擦。求：
（1）滑轮组对货物做功的功率。
（2）提升货物时机械效率。
（3）若用此装置将货物提升相同高度，工人要做多少功。
2． 如图用塔吊将一根粗细均匀，长、质量的钢桩从一端吊起。塔吊始终用竖直向上的力先将钢桩缓慢匀速吊起至竖直状态，再将其竖直提升，然后水平移动到达指定位置上方，在此过程中。求：
（1）塔吊对钢桩的拉力最小多少？
（2）塔吊对钢桩的拉力至少做多少功？
3． 小明同学在课外实践活动中自制了一个手摇晾衣架如图所示，当悬挂衣服的总重为时，用时将衣服匀速提升了，绳的拉力。不计绳重及摩擦，取求：
（1）晾衣架受到的重力；
（2）拉力的功率；
（3）此过程中滑轮组的机械效率。
4． 工人师傅利用如图所示的滑轮组，将重为的物体竖直向上匀速提升，已知在提升物体的过程中，工人师傅对绳子的拉力为，不计绳重及摩擦。求：
（1）工人师傅做的有用功；
（2）工人师傅做的总功；
（3）该滑轮组的机械效率；
（4）该滑轮组中动滑轮的重力。
5． 如图甲所示，小明同学某次用该滑轮组提升沙子，他用的时间把重为的沙子匀速提升的高度，拉力所做的功随时间的变化图像如图乙所示。求：
（1）沙子提升的速度；
（2）小明做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）拉力的大小；
6． 如图所示是林林拉着重力的行李箱匀速经过一段长度、高度的斜坡路面，用时，若此过程拉力方向沿斜面向上，大小为。行李箱放在水平地面时与地面的接触面积为，求：取
（1）行李箱静止放在水平地面上时对地面的压强；
（2）斜面的机械效率；
（3）拉力做功的功率。
7．有一重力为600N 的物体静置在水平地面上，工人用如图所示的装置将物体匀速提升2m，所用拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦。求：
（1）工人的拉力所做的总功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）如果工人的重力为600N， 则工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是多少
8．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10m，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0.05倍.求：
（1） 滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（2） 汽车的牵引力为多大？
（3） 将物体从井底拉至井口，汽车牵引力做的功是多少？
9．小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力F1为货箱重的 。g取10N/kg。
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
10．如图所示，工人用150N的拉力，在10s内将重为210N的物体匀速提升了2m。求：
（1）该过程中，工人拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率。
11．为规范停车秩序，深圳交警对违停车辆进行拖移（如图甲），工作原理如图乙，当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力F为时，在100s内可将小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端，已知小车A的质量为1.5t，斜面高为1m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦）。求：
图甲 图乙
（1）拉上斜面时，拖绳的功率；
（2）此斜面的机械效率；
（3）小车在斜面上所受的摩擦力大小。
12．如图甲所示，轻质杠杆AB长70cm，可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm完全相同的两个正方体C、D，OA：OB＝3：4，杠杆恰好水平静止。A、B两端的绳子均不可伸长且均处于紧张状态，此时D对水平地面的压力为4N。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）求物体C的质量。
（2）如图乙所示，当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，为保持D对水平地面压强不变，求支点O应向右移动多长距离。
（3）若图乙中容器的底面积为200cm2，剪断A端拉物体C的绳子后，求容器中水对容器底的压强增大量。
13．如图所示的轻质杠杆，长为厘米，长为厘米，在点处竖直向上施加大小为牛的拉力时，杠杆恰能水平平衡。
（1）关于重物受到的重力，小王进行了计算：
计算过程
小王 ；20牛60厘米20厘米； 牛
请判断小王同学的计算过程是否正确，并说明理由。若小王的计算过程有错误，请写出正确的计算过程。
（2）若将悬挂重物的细线沿杠杆缓慢从点向左移至点图中未标出，杠杆保持水平平衡，拉力大小变化了牛，求两点间距离。
14．如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆可绕固定点转动，，点处悬挂一重为牛的物体。
（1）若在点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。
（2）若在点施加一个力使杠杆在水平位置平衡，小明同学认为该杠杆一定是费力杠杆。你赞同他的观点吗？请说明理由。
15．汽车通过如图所示装置将物体从10 m深的井底匀速拉至井口用了40 s。已知物重为2.8×103
N，其底面积为400cm2，汽车重2×104
N，若绳重以及绳和滑轮间的摩擦不计，汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变，匀速提升物体时汽车对绳子的拉力为1.6×103
N。求：
（1）提升物体过程中滑轮组的机械效率。
（2）提升物体过程中汽车的牵引力。
（3）当汽车对绳子的拉力为800N时，物体对地面的压强。
16．如图是某建筑工地使用的一种起重机中滑轮组的示意图。起重机利用该滑轮组在30s内将1800N的货物A匀速提升了3m，动滑轮的重力200N（不计起重机钢绳重和一切摩擦）。求：
（1）钢绳的拉力F的大小；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
答案解析部分
1．【答案】（1）解：由图可知，，货物上升的高度为，
滑轮组做的有用功为，
则滑轮组对货物做功的功率为；
答：滑轮组对货物做功的功率为。
（2）解：该滑轮组的机械效率为：；
答：提升货物时机械效率为。
（3）解：不计绳重及摩擦，根据可知，动滑轮的重力为：
；
若用此装置提升货物，绳子自由端的拉力为，
将货物提升相同高度，则工人做的总功为：。
答：若用此装置将货物提升相同高度，工人做的功为。
【解析】【分析】（1）根据W=Gh，可以计算对物体做的有用功；根据，计算功率的大小；
（2）根据，计算滑轮组的机械效率；
（3）根据G动=nF-G物，计算动滑轮的重力；利用，计算滑轮组绳子的拉力；根据W=Fs，计算总功。
2．【答案】（1）解：，
塔吊始终用竖直向上力先将钢桩从拖船上缓慢吊起至竖直状态，此过程中钢桩可看做杠杆，其支点在与地面接触处，重力作用点在钢桩的中点处，则阻力臂为动力臂的一半，
根据杠杆平衡条件可得：，
塔吊对钢桩的最小拉力为；
答：塔吊对钢桩的拉力最小为；
（2）解：用竖直向上力先将钢桩从拖船上缓慢吊起至竖直状态，塔吊对钢桩的拉力做功，
提升的过程中，塔吊对钢桩的拉力做功克服钢桩的重力做功：，
水平移动的过程中，拉力方向和物体运动方向垂直，故拉力不做功，
则塔吊对钢桩的拉力做功至少为。
答：塔吊对钢桩的拉力做功至少为。
【解析】【分析】（1）根据G=mg，计算物体的重力大小；根据杠杆的平衡条件，计算杠杆上的拉力；
（2）利用W=Fs，W=Gh，计算做功多少；根据机械不同阶段做的功，计算总功大小。
3．【答案】（1）解：由图可知，晾衣架由四股绳子承担，所以晾衣架和衣服的总重：
晾衣架的重：；
答：晾衣架受到的重力为；
（2）解：拉力做的功：，
拉力做的功率：；
答：拉力的功率为；
（3）解：此过程中滑轮组做的有用功：；
此过程中滑轮组的机械效率为：。
答：此过程中滑轮组的机械效率为。
【解析】【分析】（1）根据绳子的拉力，结合绳子股数，计算总重力；
（2）根据W=Fs，可以计算做功多少；利用，计算功率的大小；
（3）根据W=Gh，可以有用功的大小；根据，计算滑轮组的机械效率。
4．【答案】（1）解： 工人师傅做的有用功为：；
答：工人师傅做的有用功为；
（2）解：由图可知，，
根据可知，工人做的总功为：. ；
答：工人师傅做的总功为；
（3）解：该滑轮组的机械效率为：. ；
答：该滑轮组的机械效率为；
（4）解：不计绳重及摩擦，根据可知，动滑轮的重力为：。
答：该滑轮组中动滑轮的重力为。
【解析】【分析】（1）根据W有=Gh计算工人师傅做的有用功；
（2）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据W总=Fs计算工人师傅做的总功；
（3）根据公式 计算滑轮组的机械效率。
（4）不计绳重和摩擦，根据 计算动滑轮的重力。
5．【答案】（1）解： 用的时间把重为的沙子匀速提升的高度，则沙子提升的速度为：；
答：沙子提升的速度为. ；
（2）解：明做的有用功为：；
答：小明做的有用功为；
（3）解：由图乙可知，内拉力所做的功为，
则滑轮组的机械效率为：；
答：滑轮组的机械效率为；
（4）解：由图可知，，
根据可知，拉力的大小为：。
答：拉力的大小为. 。
【解析】【分析】（1）由计算沙子提升速度；
（2）有用功为克服沙子重力做的功，用W=G沙h计算；
（3）由图乙找出20s拉力做的总功，由 计算机械效率；
（4）总功等于拉力做的功，由 可以计算拉力的大小。
6．【答案】（1）解：李箱对水平地面的压力：，
行李箱对地面的压强：；
答：行李箱静止放在水平地面上时对地面的压强为；
（2）解：拉力做的有用功：，
拉力做的总功：，
斜面的机械效率为：；
答：斜面的机械效率为；
（3）解：拉力做功的功率：。
答：拉力做功的功率为。
【解析】【分析】（1）物体自然静置于水平面上时，物体对水平面的压力等于物体重力；已知压力和受力面积，根据压强定义式p=，可求压强；
（2）斜面作为简单机械，人拉物体的拉力做功是总功，克服物体重力做功是有用功，克服物体在斜面上所有摩擦力做功是额外功；已知力和距离，根据功的公式W=FS，可求功；总功、有用功、额外功，已知其中两个，可根据机械效率的公式η=×100％，可求效率；
（3）已知功和做功时间，根据功率的定义式P=，可求功率大小。
7．【答案】（1）解：滑轮组由两股绳承担物重，物体匀速提升2m，绳子自由端移动的距离
工人的拉力所做的总功
答：工人的拉力所做的总功
（2）解：（2）滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率.
答：滑轮组的机械效率75%
（3）解：动滑轮的重力$
人对绳子的最大拉力
工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力
答：工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是1000Ｎ
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据l=ns计算绳子自由端移动的距离，最后根据W总=Fl计算拉力做的总功。
（2）根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功，再根据 计算滑轮组的机械效率。
（3）根据计算动滑轮的重力，再根据F2=G人计算人对绳子的最大拉力F2，最后再根据G2=2F2-G动计算拉起物体的最大重力。
8．【答案】（1）解：由图可知， 滑轮组承担物重的绳子段数
滑轮组的机械效率：
答：滑轮组的机械效率为多少66.7%
（2）解：因为汽车做匀速直线运动， 所以受到平衡力的作用
答：汽车的牵引力为
（3）解：将物体由井底拉至井口， 汽车牵引力做功：
答：汽车牵引力做的功是
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据 计算滑轮组的机械效率；
（2）对汽车进行受力分析，根据二力平衡的知识F牵引=f计算牵引力；
（3）首先根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据W牵引=F牵引s计算汽车做的功。
9．【答案】（1）解：货箱所受重力： ；
答：货箱所受重力为600N；
（2）解：滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度： ，
拉力的功率是 ；
答：拉力F做功的功率是150W；
（3）解： ；
由 得，货箱移动距离： ，
克服摩擦做功： ；
答：货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是7200J；
（4）解：1min内绳子自由端移动距离： ，
。
答：该滑轮组的机械效率是80%。
【解析】【分析】（1）由G=mg计算货箱所受重力；
（2）绳子自由端的速度为货箱移动速度的三倍，然后由P=Fv计算拉力的功率；
（3）由已知条件计算摩擦力，由s=vt计算货箱移动的距离，由W=fs计算拉力克服摩擦所做的功；
（4）有用功是克服货箱摩擦力做的功，总功是绳子拉力做的功，由计算滑轮组的机械效率。
10．【答案】（1）力移动的距离s=nh=2×2m=4m；
拉力做的总功：W总=Fs=150N×4m=600J；
拉力的功率：
（2）滑轮组做的有用功W有=Gh=210N×2m=420J；
则滑轮组的机械效率：
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的总功，最后根据计算拉力的功率。
（2）根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功，再根据计算滑轮组的机械效率。
11．【答案】（1）解：绳做的功为总功：
拖绳的功率：
答：拖绳的功率为
（2）解：克服小车的重力做功为有用功：；
答：此斜面的机械效率为
（3）解：服摩擦力做的功为额外功：
因为，所以
答：小车在斜面上所受的摩擦力大小为。
【解析】【分析】（1）首先根据W总=Fs计算绳子做的总功，再根据 计算拖绳的功率；
（2）首先根据W有=Gh计算克服小车重力做的有用功，再根据 计算斜面的机械效率。
（3）首先根据 计算摩擦力做的额外功，再根据 计算小车受到的摩擦力。
12．【答案】（1）解：由OA：OB＝3：4和AB＝70cm可知，OA＝30cm，OB＝40cm，
杠杆恰好水平静止时，D对水平地面的压力为4N，且相同两个正方体C、D的重力相等，
则杠杆B端受到的拉力：FB＝GD﹣F压＝GC﹣4N，杠杆A端受到的拉力：FA＝GC，
由杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，即GC×30cm＝（GC﹣4N）×40cm，
解得：GC＝16N，
由G＝mg可得，物体C的质量：；
答：物体C的质量为1.6kg；
（2）解：当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，
物体C排开水的体积：V排C＝Sh浸＝L2h浸＝（10cm）2×（10cm﹣2cm）＝800cm3＝8×10﹣4m3，
物体C受到的浮力：F浮C＝ρ水gV排C＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3＝8N，
杠杆A端受到的拉力：FA′＝GC﹣F浮C＝16N﹣8N＝8N，
为保持D对水平地面压强不变（即D对水平地面的压力仍然为4N），则FB＝GD﹣F压＝16N﹣4N＝12N，
设支点O应向右移动的距离为x，
由杠杆的平衡条件可得：FA′×（OA+x）＝FB×（OB﹣x），即8N×（30cm+x）＝12N×（40cm﹣x），
解得：x＝12cm；
答：当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，为保持D对水平地面压强不变，支点O应向右移动12cm；
（3）解：物体C的密度：，
由ρC＞ρ水可知，剪断A端拉物体C的绳子后，物体C沉底，
物体C排开水体积的增加量：ΔV排C＝Sh露＝L2h露＝（10cm）2×2cm＝200cm3，
容器中液面上升的高度：，
容器中水对容器底的压强增大量：Δp水＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m＝100Pa。
答：剪断A端拉物体C的绳子后，容器中水对容器底的压强增大量为100Pa。
【解析】【分析】（1）首先根据OA和OB的比值计算处二者的长度，也就是两个物体产生拉力的力臂。然后对D进行受力分析，得到D的重力、B端拉力和D对地面压力之间的数量关系，最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列方程计算得到C的重力，根据 计算出物体C的质量。
（2）当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，根据 V排C＝Sh浸 计算出C排开水的体积，根据阿基米德原理 F浮C＝ρ水gV排C 计算C受到的浮力，根据 FA′＝GC﹣F浮C 计算A端受到的拉力。
当D对地面的压强不变时，它对地面的压力不变，即还是4N，根据 FB＝GD﹣F压 计算B端受到的拉力，最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列方程计算处支点O向右移动的距离即可。
（3）首先根据 计算C的密度，然后与水的密度比较，根据浮沉条件确定它在水中的状态。
根据 ΔV排C＝Sh露＝L2h露 计算物体C排开水体积的增大量，再根据 计算容器中液面上升的高度，最后根据液体压强公式 Δp水＝ρ水gΔh 计算容器底部受到水的压强的增大量。
13．【答案】（1）解：小王同学的计算过程错误，其中阻力臂的长度是错误的；
已知OA长60cm，AB长20cm，则OB=OA-AB=60cm-20cm=40cm，
由图可知当力的方向跟杠杆OA垂直向上时可使杠杆达到水平平衡，
则F×OA=G×OB，所以G===30N
答：小王同学的计算过程错误，其中阻力臂的长度是错误的；计算过程同上；
（2）解：若将悬挂重物G的细线沿杠杆缓慢从B点向左移至C点（图中未标出），阻力臂变小，
由于杠杆保持水平平衡，阻力和动力臂不变，则拉力变小，故拉力为20N-5N=15N，
根据杠杆平衡条件可得：15N×60cm=30N×（40cm-），
解得：=10cm。
BC两点间距离=10cm
【解析】【分析】（1）根据图片可知，O为杠杆的支点，阻力为G，阻力臂为OB，而不是AB；动力为F，动力臂为OA。据此计算出阻力臂OB，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）当重物G向左移动时，阻力臂减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2确定动力是增大了还是减小了，据此计算出现在的动力F。现在的动力臂仍然为OA，而阻力臂就是原来的力臂减去BC之间的距离，最后根据杠杆的平衡条件列式计算即可。
14．【答案】（1）解：由图可知，动力臂为，
阻力臂为，
由杠杆的平衡条件：，，所以；
（2）解：赞同，作用在点的力，其动力臂最大为，动力臂始终小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件可知，动力始终大于阻力，因此一定是费力杠杆。
【解析】【分析】（1）根据图片分别计算出动力臂和阻力臂的大小，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
15．【答案】（1）解：提升物体过程中滑轮组的机械效率
答：提升物体过程中滑轮组的机械效率为87.5%；
（2）汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变，汽车的阻力为
对汽车进行受力分析，在水平方向上受向右的牵引力，向左的阻力和向左拉力，故提升物体过程中汽车的牵引力
答：故提升物体过程中汽车的牵引力 ；
（3）动滑轮重为
当汽车对绳子的拉力为800N时，钩对物体的拉力为
物体对地面的压力为
物体对地面的压强为
答：物体对地面的压强为 。
【解析】【分析】（1）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（2）结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力，结合绳子拉力求解牵引力；
（3）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对地面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积。
16．【答案】（1）解：）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
不计起重机钢绳重和一切摩擦，钢绳的拉力F的大小：
答：钢绳的拉力F的大小为1000N；
（2）解：绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×3m＝6m，
拉力F做的总功：W总＝Fs＝1000N×6m＝6000J，
拉力F的功率：；
答：拉力F的功率为200W；
（3）解：拉力F做的有用功：W有＝Gh＝1800N×3m＝5400J，
滑轮组的机械效率：。
答：滑轮组的机械效率为90%。
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据 计算钢绳上的拉力；
（2）根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，根据W总=Fs计算拉力做的总功，最后根据 计算拉力的功率。
（3）根据 W有＝Gh 计算拉力做的有用功，最后根据 计算滑轮组的机械效率