《2025年通城学典暑期升级训练八年级物理人教版》

1. 某款新型机器人,其质量为80kg,内置智能系统,可以给孩子讲故事,可以陪老人聊天、散步,还具有净化空气等功能。若机器人在50s内可水平匀速直线运动30m,运动时所受阻力为自重的$\frac {1}{20}$,g取10N/kg,则:
(1) 机器人所受重力是多少?
(2) 此过程中牵引力做功是多少?
(3) 此过程中牵引力做功的功率是多少?

答案： （1）质量为 80 kg 的机器人所受重力 G=mg=80 kg×10 N/kg=800 N （2）由题可知，运动时所受阻力$f=\frac{1}{20}G=\frac{1}{20}×800\ \text{N}=40\ \text{N}$；匀速直线运动时受力平衡，根据二力平衡可得，此过程中牵引力和阻力大小相等，即 F=f=40 N；此过程中牵引力做功 W=Fs=40 N×30 m=1 200 J （3）此过程中牵引力做功的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{1200\ \text{J}}{50\ \text{s}}=24\ \text{W}$

2. (扬州广陵期末)用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N、货物重360N,货物上升3m,上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180W(不计绳重)。求:
(1) 做的有用功。
(2) 拉力F做的功。
(3) 滑轮组的机械效率。

答案： （1）克服物体重力做的有用功$W_{\text{有用}}=Gh=360\ \text{N}×3\ \text{m}=1080\ \text{J}$ （2）根据$v=\frac{s}{t}$和 W=Pt 可得，拉力 F 做的功，即总功$W_{\text{总}}=Pt=P×\frac{h}{v}=180\ \text{W}×\frac{3\ \text{m}}{0.3\ \text{m/s}}=1800\ \text{J}$ （3）滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}}×100\%=\frac{1080\ \text{J}}{1800\ \text{J}}×100\%=60\%$

3. 如图所示,OA为长0.6m且质量分布均匀的杠杆,其B点处挂一180N的物体,用竖直向上的130N的力将物体提升0.2m时,杠杆刚好绕O点旋转了$30^{\circ }$,若不计摩擦,求:
(1) 有用功。
(2) 总功。
(3) 杠杆的重力。

答案： （1）克服物体重力所做的有用功$W_{\text{有用}}=Gh=180\ \text{N}×0.2\ \text{m}=36\ \text{J}$ （2）根据数学知识可知，杠杆 A 点上升的高度$s=\frac{1}{2}OA=\frac{1}{2}×0.6\ \text{m}=0.3\ \text{m}$，力对杠杆所做的总功$W_{\text{总}}=Fs=130\ \text{N}×0.3\ \text{m}=39\ \text{J}$ （3）不计摩擦，克服杠杆重力所做的功即为额外功，$W_{\text{额外}}=W_{\text{总}}-W_{\text{有用}}=39\ \text{J}-36\ \text{J}=3\ \text{J}$，杠杆重心上升的高度$h'=\frac{1}{2}s=\frac{1}{2}×0.3\ \text{m}=0.15\ \text{m}$，由 W=Gh 可知，杠杆的重力$G_{\text{杆}}=\frac{W_{\text{额外}}}{h'}=\frac{3\ \text{J}}{0.15\ \text{m}}=20\ \text{N}$

4. (德阳中考)小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示,她查阅相关资料后,画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的情况下,塔吊将底面积为$2m^{2}$、重为$8×10^{3}N$的长方体建筑材料沿竖直方向匀速提高20m,绳子自由端的拉力为$5×10^{3}N$。求:
(1) 长方体建筑材料放在水平地面静止时,对地面的压强。
(2) 该过程克服长方体建筑材料重力所做的功。
(3) 塔吊机械部分(如图乙)的机械效率。

答案： （1）长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压力等于长方体建筑材料的重力，即$F_{\text{压}}=G=8×10^{3}\ \text{N}$，则长方体建筑材料对地面的压强$p=\frac{F_{\text{压}}}{S}=\frac{8×10^{3}\ \text{N}}{2\ \text{m}^{2}}=4×10^{3}\ \text{Pa}$ （2）该过程克服长方体建筑材料重力所做的功$W_{\text{有用}}=Gh=8×10^{3}\ \text{N}×20\ \text{m}=1.6×10^{5}\ \text{J}$ （3）由图乙可知，n=2，该滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{Gh}{Fnh}×100\%=\frac{G}{nF}×100\%=\frac{8×10^{3}\ \text{N}}{2×5×10^{3}\ \text{N}}×100\%=80\%$