江苏省苏科版初三物理上学期 第十一章简单机械和功计算专练
一、计算题 1. 如图所示，工人用滑轮组提升重为400N的货物所用拉力恒为240N，
货物被匀速提升10m。求 （1）工人做的功
（2）滑轮组的机械效率
2. 杠杆在工业生产中有广泛的应用，如图为某杠杆示意图，物
体C为边长为50cm的正方体，其质量为65kg，杠杆AB可绕O点转动，AO：OB=2：1，一个体重为600N的人用竖直向下的力拉绳子，对杠杆B端产生一个竖直向下的拉力，杠杆在
水平位置保持静止，且物体C对地面的压强为2000Pa，杠杆自重、绳重及摩擦均不计。
（1）地面对物体C的支持力是多少？ （2）人对绳子的拉力是多少？
（3）若人与地面的接触面积为400cm2，则人对地面的压强是多少？
4
3. 如图是滑轮组提起重物装置的示意图，物体重G=6×10N滑轮组的机械效
率为80%，拉力F的功率为2.5KW，要把重物匀速提升1m求： （1）有用功和额外功分别是多少？ （2）需要的拉力F为多大？ （3）需要多长时间？
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4. 为了将放置在水平地面上、重G=84 N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）
所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）
-2 2
所示。若重物与地面的接触面积S=5×10m，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：
（1）在2~3s内，拉力F的功率P （2）在2~3s内，滑轮组的机械效率η （3）在1~2s内，拉力F做的功W （4）在0~1s内，重物对地面的压强p
5. 我国某种新型坦克，其质量为20t．（g=10N/kg）．求：
（1）坦克受到的重力；
（2）坦克以36km/h的速度行驶5min通过的路程；
（3）在某次任务中坦克发动机以500kW的功率工作了0.5h，求这次任务中发动机所做的功． 6. 如图所示为工地上利用卷扬机和滑轮组提升重物的情形。卷扬机对绳
的拉力为400N，用1min的时间将重900N的物体匀速提升5m。不计绳重和摩擦，求：
求：（1）动滑轮所受重力 （2）滑轮组的机械效率 （3）卷扬机拉力做功的功率
江苏省 苏科版 初三物理 上学期第十一章 简单机械和功 计算专练
7. 一辆卡车在平直公路上匀速行驶时发动机的功率为2×105W，速度为20m/s。若汽
车行驶600s，求： （1）发动机做的功； （2）卡车的牵引力
8. 如图所示，斜面高为2m，小兵同学用绳子在1min内将重
为450N的木箱沿斜面由底端匀速拉到顶端，物体沿斜面移动了4m，拉力大小为300N，绳重不计。求： （1）小兵对木箱做的有用功； （2）拉力做的功； （3）斜面的机械效率； （4）拉力做功的功率。
9. 如图所示，用滑轮组匀速提起放在地面上边长为20cm，质量为100kg的重物，拉力做功的功率为1200W，重物上升的速度为1m/s。（不计绳重和摩擦力）求：
（1）当物体静止在地面上时对地面的压强； （2）作用在绳子自由端的拉力为多大； （3）滑轮组的机械效率为多大；
（4）若用此滑轮组匀速提起2200N的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少。
10. 如图所示，某同学在做俯、卧撑运动，可将他视为一个杠
杆，支点在O点，他的重心在A点，重力为500N．求： （1）他将身体撑起时，地面对双手的支持力至少多大？ （2）若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为瓦？
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答案和解析
1.【答案】解：
（1）由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离： s=2h=2×10m=20m， 工人做的功：
W总=Fs=240N×20m=4800J； （2）提升物体做的有用功： W有=Gh=400N×10m=4000J， 则滑轮组的机械效率：
η= ×100%= ×100%≈83.3%。
总
有
答：（1）工人做的功为4800J； （2）滑轮组的机械效率83.3%。
【解析】（1）根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，然后根据W=Fs求出拉力做的总功，
（2）根据s=nh求出物体上升的高度，然后根据W=Gh求出有用功，最后根据η= ×100%
总
有
求出滑轮组的机械效率；
本题考查使用滑轮组功、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点知道根据动滑轮上绳子的段数求绳子自由端移动的距离，属于常考题型。
2.【答案】解：（1）地面对物体C的支持力等于物体C对地面的压力，即： F支=F压=pS=2000 Pa×（0.5 m）2=500 N （2）物体C对A端的拉力FA=G物-F支=65 kg×10 N/kg-500 N=150 N 由题知，AO：OB=2：1 由杠杆的平衡条件有：
FA•AO=FB•OB 150 N×2=FB×1 解得：FB=300 N 所以人对绳子自由端的拉力F拉=FB=300N （3）人对地面的压力大小等于地面对人的支持力，即：F压=G人-F拉=600 N-300 N=300N； 人对地面的压强： 。
人
压
故答案为：（1）地面对物体C的支持力是500N； （2）人对绳子的拉力是300N； （3）人对地面的压强是7500Pa。
【解析】（1）地面对物体C的支持力与物体对地面的压力是一对相互作用力，根据F支=F压=pS计算即可；
（2）首先根据FA=G物-F支计算出杠杆上A点产生的拉力，然后再根据杠杆平衡条件计算人对绳子的拉力即可；
（3）首先根据F压=G人-F拉=计算人对地面的压力，然后根据 计算人对地面的压强。 掌握杠杆的平衡条件，能够正确的对物体进行受力分析是解答此类题目的关键。
江苏省 苏科版 初三物理 上学期第十一章 简单机械和功 计算专练
3.【答案】解：（1）有用功：W有=Gh=6×104N×1m=6×104J 总功：W总=
有
=
=7.5×10J
4
4
4
4
额外功：W额=W总-W有=7.5×10J-6×10J=1.5×10J． （2）读图可知，s=3h=3×1m=3m， 需要的拉力F=
总
=
=2.5×10N．
4
（3）绳端移动的速度：由公式P=Fv得，
v= =
=0.1m/s
绳端需移动3m，则所需时间
t= = =30s．
答：（1）有用功为6×10J，额外功为1.5×10J；
4
（2）需要的拉力F为2.5×10N； （3）需要的时间为30s．
【解析】（1）在已知物重和提升高度的情况下，利用公式W=Gh可直接计算有用功的大小；根据有用功与机械效率可得出总功的大小，有用功占80%，则额功外占20%，可求出额外功；
（2）求出总功的大小，再根据拉力移动的距离，可利用公式W=Fs的变形，求出拉力F的大小；
（3）知道功率，根据公式P=Fv的变形，可求出绳子自由端移动的速度，再根据提升的高度可得出提升的时间．
本题主要考查了有用功、总功、额外功的求法，机械效率、功率、速度的计算等，虽然也用到的都是基本的常见公式，但考查的角度较为特殊，尤其最后的求提升物体的时间，有一定的新意，值得我们关注． 4.【答案】解：（1）由图丙可知在2～3s内，重物做匀速运动，v=2.50m/s，由图乙知，拉力F=35N，
从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n=3， 所以，拉力F′的作用点下降的速度v′=3v=3×2.50m/s=7.5m/s， 拉力做功功率（总功率）：
4
4
P总=
总
=Fv′=35N×7.5m/s=262.5W；
（2）滑轮组的机械效率： η=
；
（3）由图乙知，在1～2s内，拉力F=40N，由图丁知，重物上升高度h=1.25m 拉力F的作用点下降的距离s=3h=3×1.25m=3.75m， 拉力做的功：W=Fs=40N×3.75m=150J；
（4）在2～3s内，物体做匀速直线运动，根据F= （G+G动）得， 动滑轮重G动=3F-G=3×35N-84N=21N，
由F= （F拉+G动）得，在0～1s内，绳子对物体的拉力：
F拉=3F″-G动=3×30N-21N=69N，
物体对地面的压力：
F压=G-F拉=84N-69N=15N，
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重物对地面的压强：
p=
压
Pa。
答：（1）在2～3s内，拉力F的功率262.5W； （2）在2～3s内，滑轮组的机械效率80%； （3）在1～2s内，拉力F做的功150 J；
（4）在0～1s内，重物对地面的压强300 Pa。
【解析】本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率、二力平衡和压强，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。
由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h。 （1）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用
求拉力做功功率；
（2）知道拉力F和物重G大小，以及s与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率； （3）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功；
（4）在2～3s内，物体做匀速直线运动，根据F= （G+G动）求出动滑轮重；再根据F= （F拉+G动）求出绳子对物体的拉力，进而求出物体对地面的压力，然后根据p= 求出重物对地面的压强。 5.【答案】解：
（1）坦克受到的重力：
G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N；
（2）v=36km/h=10m/s，t=5min=5×60s=300s， 由v= 得通过的路程：
s=vt=10m/s×300s=3000m；
（3）由P= 可得，发动机所做的功：
W=Pt′=500×103W×0.5×3600s=9×108J． 答：（1）坦克受到的重力为2×105N；
（2）坦克以36km/h的速度行驶5min通过的路程为3×103m； （3）这次任务中发动机所做的功为9×108J．
【解析】（1）已知坦克的质量，利用G=mg可求得其重力；
（2）已知坦克的速度和行驶的时间，利用速度公式变形可求得通过的路程； （3）已知坦克发动机的功率和时间，利用P= 可求得这次任务中发动机所做的功． 此题以新型坦克为载体，考查重力的计算，速度公式及其应用，功的计算等知识点，综合性较强，难度不大，属于基础知识．
6.【答案】解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3， 不计绳重和摩擦，由F= （G+G动）得动滑轮所受重力：
G动=nF-G=3×400N-900N=300N。
（2）滑轮组做的有用功： W有=Gh=900N×5m=4500J，
江苏省 苏科版 初三物理 上学期第十一章 简单机械和功 计算专练
绳子自由端移动的距离： s=nh=3×5m=15m， 滑轮组做的总功：
W总=Fs=400N×15m=6000J， 则滑轮组的机械效率：
η= ×100%= ×100%=75%。
总
有
（3）工作时间t=1min=60s， 则卷扬机拉力做功的功率：
P=
总
=
=100W。
答：（1）动滑轮所受重力为300N； （2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）卷扬机拉力做功的功率为100W。
【解析】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数，不计绳重和摩擦，根据F= （G+G动）求出动滑轮所受重力；
（2）根据W有=Gh求出滑轮组做的有用功，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离， 利用W总=Fs求出滑轮组做的总功，最后根据η= ×100%求出滑轮组的机械效率；
总
有
（3）根据P=
总
求出卷扬机拉力做功的功率。
此题考查了滑轮组的特点、机械效率的计算和功率的计算，掌握基本公式或规律，正确判断连接动滑轮绳子的股数是解决滑轮组问题的关键。 7.【答案】解：
5
（1）由题知，卡车在平直公路上匀速行驶时，发动机的功率为2×10W，行驶时间600s， 由P= 可得，发动机做的功：
W=Pt=2×105W×600s=1.2×108J；
（2）由v= 可得，汽车行驶的路程：
s=vt=20m/s×600s=1.2×104m， 由W=Fs可得，卡车的牵引力：
F= ==1×104N。
答：（1）发动机做的功为1.2×10J； （2）卡车的牵引力为1×104N。
【解析】（1）已知功率和时间，由W=Pt计算发动机做的功； （2）先计算出卡车行驶路程，由W=Fs计算卡车的牵引力。
本题考查了功和功率公式的应用，难度不大，熟练运用公式即可解题。 8.【答案】解：
（1）小兵对木箱做的有用功： W有=Gh=450N×2m=900J； （2）拉力做的功：
W总=Fs=300N×4m=1200J， （3）斜面的机械效率：
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η= = ×100%=75%；
总
有用
（4）拉力做功的功率：
P=
总
=
=20W。
答：（1）小兵对木箱做的有用功为900J； （2）拉力做的功为1200J； （3）斜面的机械效率为75%； （4）拉力做功的功率为20W。
【解析】（1）知道货物的重力和斜面的高度，根据W=Gh求出有用功； （2）利用W=Fs求出总功；
（3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比； （4）利用P= 求拉力做功的功率。
本题考查了功的公式、功率公式、效率公式的应用，明确有用功和总功的含义是关键。 9.【答案】解：
（1）物体静止在地面上时对地面的压力： F压=G=mg=100kg×10N/kg=1000N， 受力面积：
S=（0.2m）2=0.04m2， 则物体对地面的压强：
p=压= =2.5×104Pa；
（2）由图知，n=3，则绳端移动的速度： v=3v物=3×1m/s=3m/s，
由P= = =Fv可得绳子自由端的拉力：
F= = =400N；
（3）滑轮组的机械效率：
η= = = = = =×100%≈83.3%。
总
有用
（4）不计绳重和摩擦力，绳子自由端的拉力：F= （G+G动）， 则动滑轮重力：
G动=3F-G=3×400N-1000N=200N，
匀速提起2200N的重物时，作用在绳子自由端的拉力：
F′= （G′+G动）= （2200N+200N）=800N。
答：（1）当物体静止在地面上时对地面的压强为2.5×10Pa； （2）作用在绳子自由端的拉力为400N； （3）滑轮组的机械效率为83.3%；
（4）若用此滑轮组匀速提起2200N的重物，作用在绳子自由端的拉力为800N。
【解析】（1）物体静止在地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，知道正方体的边长，求出其底面积，再根据压强公式p= 求出对地面的压强；
4
江苏省 苏科版 初三物理 上学期第十一章 简单机械和功 计算专练
（2）由图可知使用滑轮组时承担物重的绳子股数n=3，由v=3v物求出绳端移动的速度，已知拉力做功的功率，根据P= = =Fv计算绳子自由端的拉力；
（3）知道了物重和拉力，根据η= = = = 求出滑轮组的机械效率；
总
有用
（4）不计绳重和摩擦力，绳子自由端的拉力F= （G+G动），据此求动滑轮重力；用此滑轮组匀速提起2200N的重物时，利用公式F= （G+G动）求此时作用在绳子自由端的拉力。
本题主要考查了重力公式、压强公式、功率公式、机械效率公式的综合应用，同时也考查了滑轮组的特点，综合性较强，有一定难度。 10.【答案】解：
（1）动力臂L1=0.9m+0.6m=1.5m， 由杠杆平衡知识可知： F1L1=F2L2
F1×1.5m=500N×0.9m， F1=300N；
（2）他1min做功：
W=nW0=nF1s=30×300N×0.4m=3600J；
P= =
=60W。
答：（1）他将身体撑起时，地面对双手的支持力至少300N；
（2）若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为60瓦。
【解析】（1）求出动力臂和阻力臂，利用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的支持力； （2）根据W=Fs求出1min做的功，利用P= 求出做功功率。
本题考查了杠杆的平衡条件、功的计算、功率的计算，这是一道结合学生实际的题目，要学会分析题目所给的图形，从图形上找到解题的信息。
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