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简单机械 综合计算题 专题练 2025-2026学年
下学期初中物理人教版（2024）八年级下册
1．下图为某工人利用一个滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为40kg的物体沿竖直方向匀速提升3m，此过程中滑轮的机械效率为80%，g取10N/kg，求：
(1)物体受到的重力大小。
(2)工人所做的有用功。
(3)工人所做的总功。
2．一辆质量为的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用下图所示的滑轮组将汽车拖出泥地。已知整个过程中，水平拉力F恒为，汽车沿水平方向匀速移动了2m，用时20s，滑轮组的机械效率为90%。通过计算回答：
(1)拉力F做的功是多少？
(2)拉力F做功的功率是多少？
(3)滑轮组对汽车的拉力是多少？
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，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求：
（1）箱子受到的重力；
（2）箱子受到的摩擦力；
（3）斜面的机械效率；
（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。

5．如图所示，工人利用滑轮组将一个重900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。（不计绳重和摩擦）则：

(1)有用功是多少
(2)拉力F是多少
(3)若用此滑轮组匀速提起1200N的货物，此时滑轮组的机械效率是多少
6．如图所示，搬运工人在10s内将重为450N的重物匀速提升2m，不计绳重和摩擦，所用拉力为250N。求：
（1）拉力F所做有用功的大小。
（2）此过程中动滑轮的机械效率。

7．小明利用如图所示装置提升重物P。他将配重Q用绳系于杠杆的B端，杠杆AB的支点为O，OA：OB=5：3，在杠杆的A端悬挂滑轮组，定滑轮重150N，动滑轮重90N，物体P重210N，物体P以0.4m/s的速度匀速上升。当杠杆恰好在水平位置平衡时，配重Q对水平地面的压强为1×105Pa。取下系于配重Q的绳子，使配重Q单独置于水平地面上时，配重Q对水平地面的压强为3×105Pa。杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg。求：
(1)小明作用在绳子末端的拉力；
(2)拉力做功的功率；
(3)滑轮组的机械效率；
(4)配重Q的重力。
8．如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为的重物匀速吊起2m，此时拉力，不计轮与转轴的摩擦和钢绳重。
(1)求提升重物做的有用功；
(2)求滑轮组的机械效率；
(3)若用该装置提升另一重物，机械效率达到90%时，求拉力大小。
9．如图所示，工人通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N 的物体A提起来，绳端移动了9m，不计绳重和摩擦。求：
(1)动滑轮所受重力；
(2)滑轮组的效率；
(3)若用此滑轮组缓慢提升重为630N的物体，作用在绳子自由端的拉力大小；
(4)不计绳重和摩擦时，用什么方法可以提高图中滑轮组的效率？（至少写出一点）
10．如图所示，小吉自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。若动滑轮下挂着两个杠铃片，小吉通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片0.2m。求：（不计横杆重、绳重和摩擦，g取10N/kg）
(1)杠铃片和动滑轮的总重力。
(2)动滑轮的机械效率。
11．如图所示，一个质量为60kg的工人，站在水平地面上，用滑轮组将一个质量为80kg的物体匀速提升2m，所用的拉力为500N。 （g取10N/ kg）
(1)求物体的重力。
(2)求拉力做的有用功。
(3)求滑轮组的机械效率。
(4)求工人对地面的压力。
12．工人使用下图装置打捞水池中的石料，石料体积为，重1300N，工人用300N的拉力匀速打捞石料（石料未露出水面，不计绳重、摩擦和水对石料的阻力，取10N/kg，）。
(1)石料浸没在水中受到的浮力是多大？
(2)滑轮组的机械效率是多大？
(3)当石料完全露出水面后，石料保持匀速上升，此时滑轮组的机械效率是多大？（答案保留一位小数）
13．为了进一步理解所学知识，某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滚动摩擦力为20N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.5kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求：
(1)滑轮组在5秒内对物体做的有用功。
(2)细绳的拉力F。
(3)滑轮组的机械效率。
(4)玩具电动小车牵引力的功率P。
参考答案
1．(1)400N
(2)1200J
(3)1500J
【详解】（1）物体受到的重力大小
（2）工人所做的有用功
（3）根据机械效率的计算公式，可得工人所做的总功
2．(1)
(2)240W
(3)
【详解】（1）由图可知，，拉力F做的功
（2）拉力F做功的功率
（3）根据可知，滑轮组所做的有用功
汽车匀速运动，所以滑轮组对汽车的拉力与汽车受到的摩擦力是一对平衡力，，则
则汽车受到的摩擦力
故滑轮组对汽车的拉力为
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）20N；（3）80%；（4）见解析
【详解】解：（1）箱子受到的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
（2）推力所做的功
有用功
额外功
斜面对箱子的摩擦力
（3）斜面的机械效率
（4）拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。
答：（1）箱子受到的重力是；
（2）箱子受到的摩擦力是20N；
（3）斜面的机械效率是80%；
（4）见解析。
5．(1)2700J
(2)400N
(3)80%
【详解】（1）由题可知，有用功为
（2）拉力做的总功为
由图可知，动滑轮上有段绳子承担物重，即，则绳子自由端移动的距离为
由可得，拉力为
（3）根据可得，动滑轮的重力为
则用此滑轮组匀速提起1200N的货物时，滑轮组的机械效率是
6．（1）900J；（2）90%
【详解】解：（1）拉力做的有用功
W有用=Gh=450N×2m=900J
（2）由图可知，使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力做的功
W总=Fs=250N×4m=1000J
动滑轮的机械效率
答：（1）拉力F所做有用功的大小为900J；
（2）动滑轮的机械效率为90%。
7．(1)150N
(2)120W
(3)70%
(4)1500N
【详解】（1）由图可知，该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，承担物重的绳子段数n=2。不计绳重和摩擦，小明作用在绳子末端的拉力为
（2）绳子末端移动的速度为
拉力做功的功率为
（3）滑轮组的机械效率为
（4）杠杆A端受到的向下的拉力等于整个滑轮组（包括定滑轮、动滑轮、物重P）的总重力以及人对绳子的拉力之和，则A端的拉力为
根据杠杆平衡条件 ，可求得B端绳子对杠杆的拉力为
当杠杆恰好在水平位置平衡时，配重Q受到地面的支持力为
当杠杆恰好在水平位置平衡时，配重的重力等于杠杆的拉力和地面的支持力之和，即①
配重Q单独置于水平地面上时，配重Q对水平地面的压强为3×105Pa，则配重Q的重力等于此时地面的支持力为②
联立①②解得。
8．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）提升重物做的有用功为
（2）由图可知，绳子段数，滑轮组的机械效率为
（3）因为不计摩擦和钢绳重，由可得动滑轮的重为
若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，根据可得该重物的重力是
此时的拉力为
9．(1)
120N
(2)
80%
(3)
250N
(4)
减小动滑轮的重力（或在滑轮组允许的范围内，增大所提升物体的重力）
【详解】（1）由图可知，承担动滑轮和物体的绳子段数。
在不计绳重和摩擦的情况下，拉力F与物重G、动滑轮重之间的关系为
则动滑轮的重力为
（2）在滑轮组中，有用功，总功，且。
所以滑轮组的机械效率为
（3）使用同一滑轮组，动滑轮的重力不变，仍为120N。
当提升重为的物体时，作用在绳子自由端的拉力为
（4）在不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率可以表示为
要提高机械效率，可以减小额外功，即减小动滑轮的重力；增大有用功在总功中的比重，在动滑轮重力不变的情况下，增大所提升物体的重力G。
10．(1)250N
(2)80%
【详解】（1）动滑轮下挂着两个杠铃片，杠铃片和动滑轮的总重
（2）不计绳重和摩擦，对杠铃片和动滑轮做的总功
对杠铃片做的功是有用功
动滑轮的机械效率
11．(1)800N
(2)1600J
(3)80%
(4)100N
【分析】本题考查的是有关滑轮组的计算，根据绳子段数为动滑轮所连接绳子股数即可解答。
【详解】（1）物体的重力
（2）拉力做的有用功
（3）由图可知，滑轮组的绳子段数，故拉力移动的距离
故拉力做的总功
故滑轮组的机械效率 有/W总
（4）工人受到重力、绳子对其向上的拉力，以及地面对其的支持力。工人的重力为
由于工人处于平衡状态，故地面对工人的支持力为
由于地面对工人的支持力与工人对地面的压力为一对相互作用力，故工人对地面的压力
12．(1)石料浸没在水中受到的浮力是600N
(2)滑轮组的机械效率约为
(3)滑轮组的机械效率约为
【详解】（1）石料浸没在水中，排开水的体积等于石料的体积。设石料体积为，石料浸没在水中受到的浮力为。
根据阿基米德原理，石料受到的浮力为：。
（2）石料在水中被匀速提升时，滑轮组需要克服的拉力（有用拉力）为石料的视重。
。
设工人的拉力为，动滑轮的重力为，承担动滑轮和物体的绳子段数为。
根据滑轮组的省力公式（不计绳重和摩擦）：，
因为动滑轮有重力，即，所以。
代入数据：，解得。
结合滑轮组的常见构造，应取整数，故。
此时滑轮组的机械效率为：
（3）首先，根据石料在水中的受力情况计算动滑轮的重力。
由可得：。
当石料完全露出水面后，滑轮组需要克服的拉力为石料的重力，即。
此时工人的拉力为：。
此时滑轮组的机械效率为：。
13．(1)10J
(2)12.5N
(3)80%
(4)6.5W
【分析】根据滑轮组的工作原理，计算细绳的拉力、滑轮组对物体做的有用功、滑轮组的机械效率以及玩具电动小车牵引力的功率。
【详解】（1）由题意可知，物体5s内上升的高度
物体的重力
滑轮组在5s内做的有用功
（2）由题意可知，动滑轮的重力
由图可知，动滑轮由2段绳子承担，即，不计绳与滑轮间的摩擦，可得绳子的拉力
（3）由题图可知，绳子自由端移动的距离
总功
滑轮组的机械效率
（4）由题意可知，玩具电动小车的速度
小车做匀速直线运动，牵引力等于绳子拉力与滚动摩擦力之和，即
玩具电动小车牵引力的功率
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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