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功、功率、机械效率的综合计算题 典型练 2025-2026学年
下学期初中物理人教版（2024）八年级下册
一、计算题
1．一个工人用滑轮组（不计摩擦和绳重）将500N的货物用了10s匀速提高4m，所用的拉力是300N，求：
（1）提升重物时所做的有用功是多少？
（2）这个工人做功（即总功）的功率是多少？
（3）此时滑轮组的机械效率是多少？
（4）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？
2．如图所示，叉车在内将质量为2t的某块大理石沿竖直方向匀速提升了，发动机所做的总功是，取。求：
（1）叉车支持力对大理石做的功是多少？
（2）叉车支持力对大理石做的功的功率是多少？
（3）叉车提升大理石的机械效率是多少？
3．科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m=60kg，奶奶在30s内用F=240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s=6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）奶奶所做的功；
（2）动滑轮（含座椅）的重力；
（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）；
（4）拉力的功率。
4．小明用如图所示的滑轮组在5s内将重60N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F＝40N。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）上述过程中拉力的功率；
（2）上述过程中提升动滑轮所做的功；
（3）若用该滑轮组匀速提起80N的货物，则滑轮组的机械效率η'为多大？
5．如图甲所示，用滑轮组提升质量为60kg的重物，物体在拉力F的作用下以0.4m/s匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：
（1）拉力F的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦与绳重所做的额外功占总额外功的三分之一，则动滑轮的重力为多少N。
6．如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×10 N的重物吊起，在20s内重物匀速上升2m时，滑轮组的机械效率为80%。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）求拉力的功率；
（4）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J，求动滑轮的重力。
7．一辆重2×104N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶。司机找来一小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N的水平拉力，将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s。求：
（1）拉力F做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力。
8．用如图所示滑轮组将重为G的物体匀速拉高h高度，所用时间为t；拉力大小恒力F，不计绳重及摩擦。求：
（1）拉力所做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的自重。（均用题目给出的已知物理量符号表示）
9．如图所示，重为40N的物体A在拉力F的作用下，5s内被匀速提高了0.5m，拉力F做的功随时间变化的图像如图所示。求：
（1）拉力F的功率？
（2）有用功的大小？
（3）机械效率是多少？
（4）如果不计绳重与摩擦，动滑轮重力是多少？
10．小明用如图所示的滑轮组提升物体，已知动滑轮重120N，小明重600N，他的最大臂力为800N。
(1)若他用500N的拉力将重为830N的物体匀速提升2m，所用时间2s，求此过程中：
①他做的额外功是多少
②拉力做功的功率是多少
(2)假设克服绳重和摩擦对应的额外功占总功的比值5%近似保持不变，则小明使用此滑轮组提升重物的机械效率最高为多少
11．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，绳所能承受的最大拉力为800N，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及钢绳重忽略不计。（g=10N/kg），在一次应用此滑轮组装置工作的过程中工人师傅在1min内将三块相同的某种型号的玻璃匀速向上提高了6m，（已知玻璃的密度为2.5×103kg/m3）求：
(1)三块玻璃叠放在平整的水平地面时，它对地面的压强是多少？
(2)如忽略捆扎玻璃的绳子重量，求此时滑轮组的机械效率？
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端来运送其它的货物时，此滑轮组的机械效率能够达到的最大值是多少？
12．在建筑工地，用如图甲所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。电动机用800N的力拉钢丝绳，在0~20s的过程中，物体上升的高度随时间变化的关系如图乙所示，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/kg。求：
（1）在10s内电动机对钢丝绳拉力所做的功；
（2）电动机对钢丝绳拉力做功的功率；
（3）货物的重力。
参考答案
1．（1）2000J；（2）240W；（3）83.3%；（4）450N
【详解】解：（1）将500N的货物用了10s匀速提高4m，提升重物时所做的有用功
（2）由图可知动滑轮上绳子根数n=2，则绳子拉动距离
s=nh=2×4m=8m
工人做功的总功
工人做功的功率
（3）滑轮组的机械效率
（4）动滑轮的重力
若把800N的重物提起，工人至少需要的拉力
答：（1）提升重物时所做的有用功是2000J；
（2）这个工人做功的功率是240W；
（3）此时滑轮组的机械效率是83.3%；
（4）若把800N的重物提起，工人至少要用450N的拉力。
2．（1）2×104J；（2）2×103W；（3）40%
【详解】解：（1）大理石的质量
m＝2 t＝2×103 kg
大理石的重力
G＝mg＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N
因为叉车对大理石的支持力与大理石的重力是一对平衡力，所以叉车支持力
F＝G＝2×104 N
则叉车提升大理石做的功
W＝Fs＝2×104 N×1 m＝2×104 J
（2）叉车提升大理石的功率
（3）叉车提升大理石的机械效率
答：（1）叉车支持力对大理石做的功是2×104J；
（2）叉车支持力对大理石做的功的功率是2×103W；
（3）叉车提升大理石的机械效率是40%。
3．（1）1440J；（2）120N；（3）83.3%；（4）48W
【详解】解：（1）奶奶所做的功
W=Fs=240N×6m=1440J
（2）爷爷的质量m人=60kg，则爷爷的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
由图可知，n=3，不计绳重和摩擦，由可得动滑轮（含座椅）的重力
G动=nF﹣G=3×240N﹣600N=120N
（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率
（4）拉力的功率为
答：（1）奶奶所做的功为1440J；
（2）动滑轮（含座椅）的重力为120N；
（3）该升降座椅装置的机械效率为83.3%；
（4）拉力的功率为48W。
4．（1）16W；（2）20J；（3）80%
【详解】解：（1）由图可知
则绳端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
（2）克服物重做的有用功
不计绳重及滑轮与轴之间的摩，提升动滑轮所做的额外功
（3）由W额＝G动h可得动滑轮重力

用该滑轮组匀速提起
的货物，滑轮组的机械效率
答：（1）上述过程中拉力的功率为；
（2）上述过程中提升动滑轮所做的功为；
（3）若用该滑轮组匀速提起80N的货物，则滑轮组的机械效率η'为。
5．（1）300W；（2）80%；（3）100
【详解】解：（1）由知道，物体上升8m所需的时间
由图乙知道，此时拉力做的总功W总＝6000J，则拉力做功的功率
（2）物体的重力
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
拉力做的有用功
W有＝Gh＝600N×8m＝4800J
滑轮组的机械效率
（3）由W总＝W有+W额知道，总的额外功
W额＝W总﹣W有＝6000J﹣4800J＝1200J
根据题意知道，克服摩擦与绳重所做的额外功
则克服动滑轮重力做的额外功
W动＝W额﹣Wf＝1200J﹣400J＝800J
由W动＝G动h知道，动滑轮的重力
答：（1）拉力F的功率为300W；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重力为100N。
6．（1）2.4×104J；（2）5000N；（3）1500W；（4）400N
【详解】解：（1）提升重物做的有用功
（2）由可知，拉力做的总功为
由图可知，承担物重的绳子股数为n=3，则绳子自由端移动的距离
由可知，拉力为
（3）绳子自由端移动的速度
拉力的功率
（4）总的额外功为
克服动滑轮做功
动滑轮重
答：（1）提升重物做的有用功为；
（2）绳端的拉力为5000N；
（3）拉力的功率为1500W；
（4）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J，动滑轮的重力为400N。
7．（1）15000J；（2）1500W；（3）6000N
【详解】解：（1）汽车移动的距离为
s车=v车t=0.2m/s×10s=2m
绳子拉动的距离为
s绳=2s车=2×2m=4m
拉力做的功为
W=Fs绳=3750N×4m=15000J
（2）拉力的功率为
（3）根据
得到汽车受到的阻力为
f=nηF=2×80%×3750N=6000N
答：（1）拉力F做的功为15000J；
（2）拉力F的功率为1500W；
（3）汽车所受的阻力为6000N。
8．（1）；（2）；（3）nF﹣G
【详解】解：（1）从图中可知n=3，绳子自由端移动的距离s=nh，拉力所做的功为
W总=Fs=F×nh=Fnh
拉力所做功的功率为
（2）有用功W有用=Gh，滑轮组的机械效率为
（3）不计绳重及摩擦，根据，可知动滑轮的自重为
答：（1）拉力所做功的功率为；
（2）滑轮组的机械效率为；
（3）动滑轮的自重为。
9．（1）5W；（2）20J；（3）80%；（4）10N
【详解】解：（1）由图乙可知，5s内拉力F做功25J，则拉力F的功率
（2）有用功为
W有=Gh=40N×0.5m=20J
（3）机械效率为
（4）额外功为
W额=W-W有=25J-20J=5J
由于不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重所做的功为额外功，那么动滑轮重为
答：（1）拉力F的功率是5W；
（2）有用功的大小是20J；
（3）机械效率是80%；
（4）如果不计绳重与摩擦，动滑轮重力是10N。
10．(1)①340J；②1000
(2)85%
【详解】（1）①由图知道，n=2，则绳端移动的距离
有用功
总功
则他做的额外功
②拉力做功的功率
（2）当作用在绳子上的拉力最大时，滑轮组的机械效率最大，小明体重为600N，则绳子受到的最大拉力
设物体上升的高度为h，则拉力做的总功
克服动滑轮重力做的额外功
由题知道，提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功
滑轮组做的有用功
滑轮组的最大机械效率
11．(1)7500Pa；(2)81.8%；(3)88.9%
【详解】解：(1)由图丙可知：三块玻璃的体积
V玻璃=3abc=3×40cm×30cm×10cm=36000cm3=0.036m3
根据可得：玻璃总质量
m玻璃=ρ玻璃V玻璃=2.5×103kg/m3×0.036m3=90kg
则重力
G玻璃=m玻璃g=90kg×10N/kg=900N
所以三块玻璃对地面的压力
F=G玻璃=900N
放在平整的水平地面时的受力面积
S=bc=40cm×30cm=1200cm2=0.12m2
对地面的压强
(2)由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，
所以，根据
可得
则提升玻璃时滑轮组的机械效率
(3)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh，由可得，提升的最大物重
G大=nF大-G动=3×600N-200N=1600N
则滑轮组的最大机械效率
答：(1)三块玻璃叠放在平整的水平地面时，它对地面的压强是7500Pa；
(2)如忽略捆扎玻璃的绳子重量，此时滑轮组的机械效率是81.8%；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端来运送其它的货物时，此滑轮组的机械效率能够达到的最大值是88.9%。
12．（1）4800J；（2）480W；（3）2160N
【详解】解：（1）由图可知，动滑轮上绳子的有效段数为3，由图可知，在10s内建筑材料匀速上升2m，钢丝绳移动距离
在10s内电动机对钢丝绳拉力所做的功
（2）电动机对钢丝绳做功的功率为
（3）由得，电动机做的有用功
电动机做的有用功即为建筑材料提升过程中克服重力做的功，即可得
答：（1）在10s内电动机对钢丝绳拉力所做的功4800J；
（2）电动机对钢丝绳拉力做功的功率480W；
（3）货物的重力2160N。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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