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简单机械 综合计算题 典型练 2025-2026学年
下学期初中物理人教版（2024）八年级下册
1．如图甲所示是工人搬运货物的情景，过程简化为如图乙所示：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点，这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求：
(1)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小；
(2)斜面的机械效率是多少？
(3)货物在斜面上受到的摩擦力大小。
2．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，若不计绳重和摩擦，求：
(1)绳子自由端移动的速度。
(2)动滑轮的重力。
(3)若绳子能承受的最大拉力为300N，则该滑轮组最多能提起重力为多大的物体？
3．如图，质量为60kg的小强同学用滑轮组匀速提升质量为20kg的物体，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求：
(1)动滑轮的重力；
(2)该滑轮组的效率；
(3)若绳能承受的最大拉力为650N，求小强用该滑轮组提升物体的最大质量。
4．如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为9×103N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103N；求：
(1)钢丝绳自由端的移动速度；
(2)拉力F的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
5．某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为，物体匀速上升的速度始终为。不计绳重、摩擦及阻力，求：
(1)物体浸没在水中时绳子自由端的拉力；
(2)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率；
(3)物体的密度。
6．如图甲所示，一木箱质量为，工人用沿斜面向上的拉力将木箱从底部匀速拉到离地面高的顶端，用时，已知整个过程中拉力做的功与木箱沿斜面运动距离的关系如图乙所示。（取）求：
(1)拉力的大小？
(2)克服木箱重力做的功？
(3)拉力的功率大小？
(4)该斜面的机械效率？
7．工人用如图所示滑轮组提升重物。用100N的拉力F在15s内使重为160N的物体匀速上升了3m。不计绳重和摩擦，求：
(1)拉力F的功率；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)若用此滑轮组提升另一重物，机械效率为，则此时提升的物体重为多大？
8．如图所示，是某建筑工地所用的起重机的吊臂上的滑轮组，由电动机向滑轮组提供动力。若用该滑轮组匀速提升质量为500kg的物体，在重物上升0.8m的过程中，拉力F为 2000N，求：
(1)滑轮组做的有用功为多少？（g=10N/kg）
(2)吊车滑轮组的机械效率是多大？
(3)不考虑绳子与滑轮的摩擦，动滑轮的重是多少？
9．俯卧撑是一项经典的自重训练运动，无需器械即可进行，能有效锻炼上肢、胸肌和核心肌群，深受健身爱好者的喜爱。如图所示，这是质量为的某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若将人体视为一个杠杆，点为支点，点为该同学的重心，点为地面对手的支持力的等效作用点，的方向可视为垂直地面向上，。（取）
(1)动力臂和阻力臂的长度分别是多少？
(2)阻力的大小是多少？
(3)地面对他双手的作用力是多少？
10．如图甲所示，停车场出入口处常用横杆来控制车辆的进出，可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同，质量分布均匀，重60N，AB=3.0m，AC=1.5m，AO=0.3m。
(1)要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小动力大小是多少？
(2)在实际使用时横杆靠电机带动，车辆出入时，可以在4s内将横杆竖起，若设备的效率为60%，则电机对横杆做功的功率为多少？
11．一救援队员用如图所示的装置从水中打捞一装有贵重物品的箱子，在打捞过程中箱子始终做匀速竖直上升，已知该箱子的体积为，质量为240kg，该箱子上表面距水面。若该箱子在救援队员施加600N的拉力作用下在水中竖直匀速上升，绳重和摩擦不计。求：
(1)箱子上表面受到的水的压强；
(2)箱子在水中所受浮力的大小；
(3)在箱子拉出水面之后，该装置的机械效率。
12．如图所示，工人用滑轮组拉着重600N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了10s，工人对绳子向下的拉力为350N，不计绳重和摩擦。求：
(1)绳子自由端移动的距离；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)拉力的功率；
13．体重600N的李师傅在装修施工时，利用如题图所示的滑轮组来提升装修材料。他用200N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，不计绳重及摩擦。求：
(1)绳子自由端移动的距离；
(2)动滑轮的重力。
参考答案
1．(1)240W
(2)75%
(3)200N
【详解】【小题1】货物从b点到d点的运动过程中，这个过程中推力F=800N，推力做功W=Fs′=800N×1.5m=1200J
做功功率
【小题2】利用斜面将货物匀速推到车上时，推力做的有用功W有=Gh=1000N×0.9m=900J
总功W总=Fs=800N×1.5m=1200J
机械效率
【小题3】额外功W额=W总-W有=1200J-900J=300J
货物受到的摩擦力
2．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）绳子自由端移动的距离
绳子自由端移动的速度
（2）不计绳重和摩擦，根据，则动滑轮的重力为
（3）绳子能承受的最大拉力为300N，根据，则该滑轮组最多能提起的重力为
3．(1)40N
(2)83.3%
(3)116kg
【详解】（1）结合重力公式计算物体重力为
根据动滑轮拉力公式
据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算动滑轮重力为
（2）根据效率公式计算该滑轮组的效率
（3）若增大重物的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力
根据动滑轮拉力公式
据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算提升物体的最大重力
根据重力公式计算物体的质量
4．(1)3m/s
(2)1.5×104W
(3)60%
【详解】（1）在1s内，竖直方向匀速提升1m，由图可知，绳子的段数，则钢丝绳自由端的移动距离
则钢丝绳自由端的移动速度
（2）钢丝绳自由端移动的速度，拉力做功
拉力做功的功率
（3）拉力做的有用功
则滑轮组的机械效率
5．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由图甲可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，则拉力拉绳的速度
由图乙可知，圆柱体在水中拉力的功率，由
得，绳子自由端的拉力
（2）由图乙可知，圆柱体离开水面后拉力的功率，由
得，绳子自由端的拉力
不计绳重、摩擦及阻力，拉力
则的重力
不计绳重、摩擦及阻力，物体浸没在水中时，拉力
即
解得；则物体浸没在水中时滑轮组的机械效率
（3）由阿基米德原理可知物体A的体积
的质量
的密度
6．(1)100N
(2)
(3)200W
(4)
【详解】（1）由图乙可知，拉力做功为，木箱沿斜面运动距离为8m，则拉力的大小为
（2）克服木箱重力做的功为
（3）拉力的功率大小为
（4）该斜面的机械效率
7．(1)40W
(2)80%
(3)360N
【详解】（1）由图知道，动滑轮上的绳子段数为n=2，拉力F做的总功
拉力F的功率
（2）拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）不计绳重和摩擦，根据知道，动滑轮的重力
机械效率为90%时，根据
可得
解得，提升的物体重为G′=360N。
8．(1)4000J
(2)83.3%
(3)1000N
【详解】（1）重物的重力为G=mg=500 kg×10 N/kg=5000 N
重物克服重力所做功为有用功，其大小为
（2）由图乙可知，共有n=3段绳子承担动滑轮，则重物上升0.8 m时拉绳移动的距离s=3×0.8 m=2.4 m
则总功大小为
滑轮组的机械效率为
（3）不计摩擦时，各段绳子拉力相等且都为F=2000 N，共有n=3段绳子承担动滑轮，则总拉力为nF=3×2000 N=6000 N
此力需平衡重物和动滑轮本身的重力之和，即nF=mg+G动，代入数值解得G动=1000 N
9．(1)l1=1.5m，l2=1.0m
(2)600N
(3)400N
【详解】（1）由题意可知，杠杆支点在O点，阻力是人体重力，作用线可视为过B点；“动力”是地面对双手的支持力F，作用线过C点。根据图中给出的OB=1.0m，BC=0.5m，则阻力臂l2=OB=1.0m
动力臂l1=OC=OB+BC=1.0m+0.5m=1.5m
（2）该同学的重力即为阻力G=mg=60kg×10N/kg=600N
（3）根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”列式
则F×1.5m=600N×1.0m
解得F=400N
因此，地面对双手的支持力为400N。
10．(1)240N
(2)30W
【详解】（1）要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小力的方向应该竖直向下的； 横杆AB粗细相同、质量分布均匀，由AB＝3.0m、AC＝1.5m可得，横杆的重心在C处，支点为O，OA是动力臂，OC是阻力臂，则阻力臂
由杠杆平衡条件可得F×OA=G×OC， 则在A端施加最小动力
（2）将横杆从水平转到竖直位置时，重心上升的高度h＝OC＝1.2 m
克服杠杆重力做有用功W有＝Gh＝60 N × 1.2 m＝72 J
电机对横杆所做的总功
提升过程用时t＝4 s，则电机对横杆做功的功率
11．(1)
(2)800N
(3)
【详解】（1）由题可知，箱子上表面受到的水的压强
（2）因为箱子在水中，即浸没水中，所以，则箱子受到的浮力
（3）由图知，重物由3股绳子承担，则，箱子的重力
绳重和摩擦不计，箱子浸没在水中时，绳端的拉力
解得动滑轮重力
绳重和摩擦不计，箱子离开水面后，绳端的拉力
此时滑轮组的机械效率
12．(1)
2m
(2)
85.7%
(3)
70W
【详解】（1）由题可知，物体所受重力为，物体上升的高度为
工人拉力为。由图可知，承担动滑轮重的绳子段数，自由端绳子移动距离
（2）机械效率
（3）绳子自由端移动速度
拉力的功率
13．(1)30m
(2)100N
【详解】（1）由题图可知，该滑轮组承担物重和动滑轮重的绳子段数n=3，则绳子自由端移动的距离为
（2）题中条件为不计绳重及摩擦，拉力F与物重G物的关系满足。由此，可得动滑轮的重力为
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