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功、功率、机械效率的综合计算题 专题练 2025-2026学年
下学期初中物理人教版（2024）八年级下册
1．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升．如表是提升物体时采集到的信息：
物重G（N） OA（m） OB（m） A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
（1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小；
（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。（机械效率保留三位有效数字）
2．一辆质量是1.8×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如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1.2×103N，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F′是多少？
3．工人用图中的滑轮组提升重物，每个滑轮重为42.5N，物重为200N，物体上升2m，用时10s，克服动滑轮重所做的功占额外功的85%；求：
(1)工人所做的有用功的功率；
(2)滑轮组的机械效率。
4．如图是用动滑轮提升贷物A的示意图．用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的 时间内匀速竖直上升了2m．求：
（1）提升贷物所做的有用功W有；
（2）拉力通过的距离及拉力的功率P；
（3）动滑轮的机械效率η．
5．小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，杠杆一端固定，中点处挂有一重力G为20N的重物，现用手竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升（摩擦忽略不计）。
（1）若不计杠杆自重，求拉力F的大小？
（2）若杠杆是一根自重为5N、材料均匀的硬棒，将重物提升的高度h为0.10m，小明使用杠杆所做的有用功W有用为多大？机械效率η是多大？
6．如图，为某种型号户外营地车，已知其质量为5kg，小明在水平地面上，用30N的水平力拉着小车在草地上做匀速直线运动，小车在60s内前进50m。求：
(1)60s内水平拉力对小车做的功和功率；
(2)小明用20N沿斜面的拉力将该营地车沿4m长的斜面匀速拉上0.3m高的平台，则斜面的机械效率为多少？
7．如图所示的是用卷扬机和滑轮组拖动物体M时的情景，已知物体M所受的重力为G＝5000N，物体匀速运动过程中，所受的摩擦力为物体重力的0.1倍，A、B两位置之间的距离为。在将物体M从A位置匀速拖动到B位置的过程中，用时10s，动滑轮和绳重、绳和滑轮之间的摩擦力所做的总额外功为200J，请计算：
(1)将物体M从A位置匀速拖动到B位置的过程中，卷扬机所做的有用功；
(2)卷扬机对绳子的拉力所做功的功率。
8．如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为的重物吊起，使其在15s内匀速上升10m，滑轮组的机械效率为90%。
(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12000J，求动滑轮的重力。
9．小聪合理利用滑轮组提升物体，如图所示（滑轮组的绕绳未画出），他用200N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子的一端，将物体M在2s内匀速提升了1m，测得此过程中滑轮组的机械效率为40%。
(1)在图中画出滑轮组绳子的绕法________。与直接提升物体相比，使用该滑轮组有没有改变动力的方向？
答：_____。
(2)则该过程中，总功是多少________？
(3)有用功是多少________？物体M重多少________？
(4)小聪做功的功率是多少________？
10．某施工队正在进行农村基础设施改建，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示，某次搬运过程中，工人在30s的时间内，将吊篮中的水泥匀速提起6m，电动机牵引绳子的拉力F为2400N，水泥总质量为400kg。g取10N/kg，吊篮的重力忽略不计。求：
(1)滑轮组对水泥做的功；
(2)拉力F做功的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
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．如图所示，是一个从隧道中运矿石的装置图，用滑轮组拉着重600N的货车A沿水平方向匀速运动，货车受到的摩擦力是货车重力的0.2倍。在40s内物体移动8m，拉力F做的功为1280J，求：
(1)货车A受到绳子的水平拉力F1；
(2)拉力F的功率以及拉力F的大小；
(3)计算滑轮组的机械效率。
参考答案
1．（1）80N；（2）9J，88.9%
【详解】解：（1）由杠杆平衡条件可得
即
解得
F=80N
（2）根据表中数据可知
拉力做的总功
有用功
杠杆的机械效率
答：（1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小为80N；
（2）拉力做的总功9J，杠杆的机械效率88.9%。
2．(1)
(2)240W
(3)
【详解】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数，拉力做的功
（2）拉力做功的功率
（3）根据可知，滑轮组所做的有用功
汽车匀速运动，所以汽车处于平衡状态，滑轮组对汽车的拉力与汽车受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，即，则
则汽车受到的摩擦力
故滑轮组对汽车的拉力为
3．(1)40W
(2)80%
【详解】（1）工人所做的有用功为
则做有用功的功率为
（2）克服动滑轮重所做的功为
则额外功为
所以机械效率为
4．(1) 1000J；(2) 4m、120W；(3) 83.3%
【分析】利用W=Gh求提升货物所做的有用功；
(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做的总功；再利用P=求拉力做功的功率；
(3)动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比．
【详解】(1)提升货物所做的有用功：
W有用=Gh=500N×2m=1000J；
(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端通过的距离：
s=2h=2×2m=4m，
拉力F做的总功：
W总=Fs=300N×4m=1200J；
拉力做功的功率：
P===120W；
(3)动滑轮的机械效率：
η==×100%≈83.3%．
答：(1)提升货物所做的有用功为1000J；
(2)拉力通过的距离、拉力的功率分别为4m、120W；
(3)动滑轮的机械效率为83.3%．
【点睛】本题考查了使用动滑轮时功、功率、机械效率的计算，属于基础题目．
5．（1）10N；（2）2J， 80%
【详解】解：（1）由杠杆原理可知
Fl1=Gl2
因为重物悬挂在杠杆中点，根据几个知识可知，重力力臂是拉力力臂的一半。则
（2）提升重物做的有用功
W有用=Gh=20N×0.1m=2J
克服杠杆自重做的额外功
W额外=G杆h=5N×0.1m=0.5J
总功
W总=W有用+W额外=2J+0.5J=2.5J
则杠杆机械效率
答：（1）不计杠杆自重，拉力F的大小是10N；
（2）小明使用杠杆所做的有用功W有用为2J，机械效率η是 80%。
6．(1)1500J，25W
(2)18.75%
【详解】（1）根据题意，水平拉力F=30N，小车在拉力方向上移动的距离s=50m，所用时间t=60s。水平拉力对小车做的功W=Fs=30N×50m=1500J
水平拉力的功率P==25W
（2）根据题意，小车的质量m=5kg，沿斜面的拉力F'=20N，斜面长度s'=4m，斜面高度h=0.3m。小车的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N
克服小车重力做的功=Gh=50N×0.3m=15J
拉力做的功=F's'=20N×4m=80J
斜面的机械效率η=×100%=×100%=18.75%
7．(1)5000J
(2)520W
【详解】（1）物体M所受的摩擦力
因为细绳对物体M的拉力F和物体M所受的摩擦力f是一对平衡力，所以细绳对物体M的拉力
卷扬机所做的有用功即为拉力F所做的有用功
（2）卷扬机对绳子的拉力所做的功
卷扬机对绳子的拉力所做功的功率
8．(1)2.7×105J
(2)1×104N
(3)2×104W
(4)1800N
【详解】（1）提升重物做的有用功
W有=Gh=2.7×104N×10m=2.7×105J
（2）拉力做的总功
由图可知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×10m=30m
绳端的拉力
（3）拉力的功率
（4）额外功
W额=W总-W有=3×105J-2.7×105J=30000J
克服动滑轮做功
W额1=W额-W额2=30000J-12000J=18000J
动滑轮重
9．(1)
改变了动力方向
(2)400J
(3) 160J 160N
(4)200W
【详解】（1）[1]由图可知，小聪向下拉绳子，小聪拉的绳子必须与定滑轮相连，所以绳子的绕法如图所示：
[2]直接拉升物体时 ，拉力向上，小聪向下拉绳子，所以改变了动力方向。
（2）将物体提升了1m，有两根绳子连接动滑轮，所以拉力移动距离为2m，则该过程中总功是
（3）[1]此过程中滑轮组的机械效率为40%，所以有用功是
[2]物质上升高度为1m，物体重力为
（4）小聪做的总功是400J，时间是2s，所以功率为
10．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）水泥总重力为
则滑轮组对水泥做的功为
（2）滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为
则拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
（3）滑轮组的机械效率为
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)120N；(2)32W，80N；(3)75%
【详解】解：(1)货车受的摩擦力为
f=0.2G=0.2×600N=120N
因为货车做的是匀速直线运动，所以它受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以货车受到绳子的水平拉力为
F1=f=120N
(2)拉力F的功率
拉力移动距离
由W=Fs可得，拉力为
(3)拉力做的有用功为
W有用=fs=120N×8m=960J
滑轮组的机械效率
答：(1)货车A受到绳子的水平拉力F1为120N；
(2)拉力F的功率为32W，拉力F的大小为80N；
(3)滑轮组的机械效率为75%。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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