沪科版八年级物理下册同步练习第十章机械和人计算题练习一有答案和解析共12题

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沪科版八年级物理下册同步练习第十章机械和人计算题练习一有答案和解析共 12 题
沪科版八年级物理 下册同步练习 第十章 机械与人 计算题练习一 有答案和解析 共 12 题
1．为了美化城市环境，同时又减小对市民出行的影响，济南城管对洒水车喷水位置、
洒水角度和方向、洒水时间等进行了改良， 改出”了济南的人情味， 洒出”了济南的
城市温度。

如图所示是一辆“东风”牌洒水车，车自身质量 12000kg ，罐体有效容积 10m 3．完
成一次洒水任务后，该车沿平直路面匀速返回，10min 从距驻地 10km 处的位置返回，
若返回途中洒水车受到的阻力大小是 1.2×104N ，g 取 10Nkg ．通过计算回答
（1）罐中装满水时，水的重力是多少？
（2）返回途中牵引力做了多少功？
（3）牵引力做功的功率是多少？
2．如图所示是利用 5G 网络实现远程驾驶的汽车，其质量为 1.5t ，车轮与地面接触的
总面积为 750cm 2，该车在水平路面上匀速直线行驶 13.8km ，用时 10min ，消耗汽油 2kg ，
这一过程中汽车发动机的输出功率为 46kW ．求：（汽油热值为 q 汽＝4.6×107J/kg ，g 取
10N/kg ）
（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强。

（2）在这一过程中汽车受到的阻力。

（3）在这一过程中汽车发动机的效率。

3．小明骑自行车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时 12s ，小明体重 500N ，
图乙是动力F随时间t变化的图象．求：
（1）小明骑自行车在水平地面上行驶时，对地面的压强多大？
（2）在5～12s内，小明骑自行车的过程中动力F做了多少功？功率是多少？
4．如图甲所示，质量为20kg的小车受到90N的水平推力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动，其距离随时间变化的图象如图乙所示。

求：
（1）小车受到的重力是多少？取g=10N/kg
（2）小车受到的阻力是多少？
（3）小车运动的速度是多大？
（4）5s内人对小车做多少的功？推力做功的功率是多大？
5．如图所示，在纪念中国抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大阅兵中，我国展示了国产05式高速两栖突击车，它是当今世界上水上速度最快的中型两栖突击车．该两栖突击车的总质量为2.9×104kg，发动机的功率为106W，每条履带与地面接触面积为2m2，海上最大行驶速度为40km/h．g取10N/kg，求：
沪科版八年级物理下册同步练习第十章机械和人计算题练习一有答案和解析共12题（2）突击车停在水平地面上，对地面的压强多大？
（3）突击车在海上以最大速度行驶0.8km，发动机做功多少？
6．如图所示，重为800N的物体放在水平地面上，物体的底面积为0.04m2，搬运工人用重为240N滑轮组将物体匀速提升，工人所用的拉力F为400N，物体在10s上升了4m。

求：
（1）未提物体时，物体对水平地面的压强。

（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）拉力F所做的功的功率为多少W？
7．已知小汽车的总质量为1300kg，与地面接触的总面积为0.13m2，现该车在200s内
水平匀速直线前进了5000m，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍（g=10N/kg）求：
（1）小车行驶的速度；
（2）小汽车静止时对地面的压强；
（3）在此过程中汽车牵引力做功的功率。

8．建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图1的装置，已知斜面长为6m，高为3m，且固定在在水平面上。

运送货物时，工人用200N的力拉绳子，将重为500N的货物在20s内沿斜面由底部拉到顶端，求此过程中：
（1）工人拉力的功率；
（2）该装置的机械效率；
（3）若不用斜面直接用滑轮组将货物匀速拉起来，如图2，每个滑轮重为20N，不计绳子与滑轮之间的摩擦，求拉力的大小。

9．如图所示，用滑轮组拉重400N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动，滑轮组的机械效率为80%运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N，人对地面的压强为2×104Pa．(不计绳重、滑轮摩擦)，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上．已知人与地的接触面积为300cm2．求：
(1)拉力的功率；
(2)动滑轮的重力；
(3)人的重力．
10．如图所示，工人准备用一根最多能承受400N力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B．完全露出水面的物体A 被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力．已知动滑轮的质量为20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，（g＝10N/kg）．求：
沪科版八年级物理下册同步练习第十章机械和人计算题练习一有答案和解析共12题
（1）物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时，物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少．
（2）在物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为75%，物体A的密度是多少．
（3）若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时，物体B最多露出多少体积时绳子将断裂．
11．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760N，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F，将物体M以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度。

拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。

求：
(1)滑轮组提升重物所做的有用功；
(2)滑轮组提升重物的机械效率；
(3)绳子自由端的拉力的功率；
(4)动滑轮的重力。

12．以步代车是一种健康的生活方式。

小明步行的速度是1.2m/s，他根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析：当两脚一前一
后着她时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功，如果小明的质量为50kg，试求（g取10N/kg）
（1）他每走一步克服重力所做的功；
（2）他走路时克服重力做功的功率；
（3）小明在水平路面上正常行走1h，手机上的运动软件显示他消耗了7.2105J的能量，则小明走路时身体克服重力做功的效率是多少？
13．一辆汽车以72km/h的速度在一段水平的公路上匀速行驶了8km，消耗汽油2kg。

假设汽油机的效率为40%，汽油的热值取4.5×107J/kg，求这段运动过程中：
（1）该汽车发动机做的有用功；
（2）汽车匀速行驶时受到的阻力f；
（3）该汽车发动机的输出功率。

m G
参考答案
1．（1）1×105N ；（2）1.2×108J ；（3）2×105W 。

【解析】
【详解】
（1）罐中装满水时，水的体积等于罐体的容积，即 V 水＝V ＝10m 3,根据ρ＝
m V
可得，水的
质量： 水＝ρ水 V 水＝1×103kg/m 3×10m 3＝1×104kg ，则水的重力： 水＝m 水 g ＝1×104kg×10N/kg
＝1×105N ；
（2）该车沿平直路面匀速返回，则牵引力 F ＝f ＝1.2×104N ，返回途中牵引力做的功：W ＝
Fs ＝1.2×104N×10×103m ＝1.2×108J ；
W 1.2 ⨯108J
（3）牵引力做功的功率：P ＝ ＝ ＝2×105W 。

t 10 ⨯ 60s
2．（1）2×105Pa （2）2000N （3）30%
【解析】
【详解】
(1)该汽车静止在水平路面上时，对路面的压力：
F 压＝
G ＝mg ＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N ，
对路面的压强：
F 1.5? 104 N p = = = 2? 105 Pa ；
S 750? 10-4 m 2
(2)汽车行驶的速度：
s 13.8? 103 m v = = = 23m / s ，
t 10? 60s
根据 P =Fv 可得汽车的牵引力：
=
×100%＝30% 。

p = F
P 46? 103W
F ' = = = 2000N ，
v 23m / s
因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，阻力
f ＝F ′＝2000N ；
(3)牵引力做的有用功：
W 有用＝Fs ＝2000N×13.8×103m ＝2.76×107J ，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q 放＝mq ＝2kg×4.6×107J/kg ＝9.2×108J ，
这段时间内该发动机所做的有用功：
η =
W
有用
Q
放
2.76?10 7 J
9.2?10 8 J
答：(1)汽车静止在水平地面上时，对地面的压强 2×105Pa ；
(2)在这一过程中汽车受到的阻力 2000N ；
(3)在这一过程中汽车发动机的效率为 30%。

3．(1)3.5×105Pa ；(2)1260J ；180W
【解析】
【详解】
(1)小明骑自行车在水平地面行驶时，对地面的压力：
F ＝
G 总＝G 小明+G 车＝500N+200N ＝700N ，
对地面的压强：
700N
= =3.5×105Pa ；
S 20 ⨯10-4 m 2
P=W
(2)由v﹣t图象可知，自行车在5～12s做匀速直线运动，速度v＝6m/s，由F﹣t图象可知，在5～12s自行车的动力F＝30N，在5～12s自行车行驶的时间
t＝12s﹣5s＝7s，
在5～12s自行车行驶的路程：
s＝vt＝6m/s×7s＝42m，
自行车动力F做的功：
W＝Fs＝30N×42m＝1260J，
此时的功率：
1260J
==180W．
t7s
答：(1)小明骑自行车在水平地面上行驶时，对地面的压强3.5×105Pa；
(2)在5～12s内，小明骑自行车的过程中动力F做了1260J的功；功率是180W．4．(1)200N；(2)90N；(3)1.2m/s；(4)540J，108W。

【解析】
【详解】
(1)小车受到的重力是
G=mg=20kg?10N/kg=200N；
(2)因为小车在水平地面上做匀速直线运动，因此二力平衡，水平推力F等于阻力为90N；
(3)由图像可知小车运动的速度是
v=s12m
==1.2m/s；t10s
(4)5s内人对小车做的功为：
F
W = Fs = Fvt = 90N?1.2m / s? 5s = 540J ，
推力做功的功率是
P = W 540J
= = 108W 。

t 5s
答：(1) 小车受到的重力是 200N ；
(2) 小车受到的阻力是 90N ；
(3) 小车运动的速度是 1.2m/s ；
(4) 5s 内人对小车做的功为 540J ，推力做功的功率是 108W 。

5．（1）2.9×105N ；（2）7.25×104Pa ；（3）7.2×107J ．
【解析】
【详解】
（1）突击车静止在水面上时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，即浮力是： 浮
=G=mg =2.9×104 kg×10N/kg=2.9×105 N ；
（2）突击车停在水平地面上，对地面的压力是：F=G =2.9×105 N ，
F 2.9 ⨯105 N
对地面的压强是： p = = = 7.25 ⨯104 Pa
S 2m 2 ⨯ 2
（3）由 v =
s
t
=0.02h=72s ，
s 0.8km
知道，突击车在海上以最大速度行驶 0.8km 行驶的时间是：v = = t 40km/h
由 P = W
t
知道，发动机做的功是：W=Pt =106 W×72s=7.2×107 J 。

6．（1）20000Pa ；（2）66.7%；（3）480
【解析】
【详解】
（1）v=s
（1）未提物体时，物体对水平地面的压力是：F=G=800N，又因为物体的底面积为0.04m2，
所以，物体对水平地面的压强是：p=F800N
==20000Pa；S0.04m2
（2）由图知道，n=3，故s=3h=3×4m=12m，拉力F所做的功是：W
总
=Fs=400N×12m=4800J，
克服物体重力做的功是：W
有用
=Gh=800N×4m=3200J，所以，滑轮组的机械效率是：
η=W
有用=
W
总
3200J
4800J⨯100%=66.7%
（3）拉力F所做的功的功率是：P=W4800J
总=
t10s
=480W。

7．（1）25m/s（2）1 105Pa（3）5.2 104W
【解析】
【详解】
5000m
==25m/s
t200s
（2）F=G=mg=1300kg⨯10N/kg=1.3⨯104N
F 1.3⨯104N
p===1⨯105Pa
S0.13m2
（3）因为匀速行驶
F=F=0.16⨯G=0.16⨯1.3⨯104N=2080N
牵阻
P=Fv=2080N⨯25m/s=5.2⨯104W
【点睛】
计算功率时注意速度单位必须为m/s。

8．（1）120W；（2）62.5%；（3）260N。

F = f
【详解】
（1）由图 1 知，n ＝2，则绳子自由端移动距离：s 绳＝2s 物＝2×6m＝12m ，工人所做总功：W
总
＝Fs 绳＝200N×12m＝2400J ，工人拉力的功率：P ＝ W
总 ＝ t
2400J 20s
＝120W ；
（2）有用功：W 有用＝Gh ＝500N×3m＝1500J ，该装置的机械效率：η＝ W
有 W
总
×100%＝
1500J
2400J
×100%＝62.5%；
1
（3）图 2 中，n ＝2，不用斜面直接用滑轮组将货物匀速拉起来，此时的拉力：F ′＝ （G +G
2
动
）＝ 1
2
×（500N+20N ）＝260N 。

9．（1）5W （2）50N （3）725N
【解析】
【详解】
（1）因为物体 A 沿水平方向速度匀速运动，所以二力平衡滑轮组对物体的拉力等于摩擦力，
分析图中的装置可知，摩擦阻力由 2 段绳子承担，且滑轮组的机械效率为 80%，则η =
f
2F
,
200N = = 125N ，绳子自由端移动的速度为v = 2v = 2 ⨯ 0.02m / s = 0.04m / s ，
2η 2 ⨯ 0.8
A
拉力的功率为 P = Fv = 125N ⨯ 0.04m / s = 5W ；
（2）F =125N ，则所用的总的拉力为 125N×2=250N，动滑轮的重 G 轮=F 总-f =250N-200N=50N ；
（3）人拉绳时对地面的压力 F =Ps =20000Pa×300×10-4m 2=600N ，人的重力 G =600N+125N=725N ．
10．（1）1000N （2）600W （3）2.5×103kg/m 3（4）25dm 3
【解析】
【分析】
F = 400 N = 1 (
G + G ) = (G + 200N )
n 3
（1）．滑轮的重力是：
G 动＝m 动 g ＝20kg×10Nkg＝200N
由图知道，有三段绳子承担物重，n ＝3，
1
A 动 A
所以，物体 A 的重力是：
G A ＝1000N
绳子自由端移动的速度是：v ＝nv '＝3×＝0.5m/s ＝1.5m/s ；
工人拉力的功率是：P ＝Fv ＝400N×1.5m/s＝600W ．
（2）．物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组提起的力是 ：
F '＝
G A ﹣F 浮＝1000N ﹣ρ水 gV A ，
滑轮组的机械效率是：
η = W
有用 = W
总
F 'h
(F ' + G 动
)h =75%
代入数据解得：
V A ＝4×10﹣2m 3
又因为 G A ＝ρA gV A ，所以，
ρA ＝2.5×103kg/m 3
（3）．物体 B 的重力是：
G B ＝ρB gV B ＝2.5×103kg/m 3×10N/kg×50×10﹣3m 3＝1250N
绳子即将断裂时的拉力是：
3 ( )
V = = ＝2.5×10﹣2m 3＝25dm 3 3 3ρ g 1.0 ⨯10 k g /m ⨯10N/kg
t = s
有用 =
F = 1
G - F ' + G =400N
B 浮 动
解得：F '浮＝250N ，
由阿基米德原理知道，此时排开水的体积是：
F '
250N
浮 排 水
物体 B 最多露出的体积是：V 露＝V B ﹣V 排＝50dm 3﹣25dm 3＝25dm 3．
答：（1）．物体 A 的重力是 1000N ，工人拉力的功率是 600W ．
（2）．物体 A 的密度是 2.5×103kg/m 3．
（3）．物体 B 最多露出 25dm 3 时绳子将断裂．
11．(1)7600J ；(2)95%；(3)400W ；(4)40N
【解析】
【详解】
(1)滑轮组提升重物所做的有用功
W 有用=Gh ＝760N×10m＝7600J
滑轮组提升重物所做的有用功是 7600J 。

(2)重物运动的时间
10m
= =20s
v 0.5m/s
由图乙可知，此时 20s 拉力做的总功是 8000J ，滑轮组提升重物的机械效率
W
7600J η=
=95%
W
8000J
总
滑轮组提升重物的机械效率是 95%。

P= W
F=P
(3)绳自由端拉力的功率
W8000J
P=总=
t20s=400W
绳自由端拉力的功率是400W。

(4)功率的公式
Fs
==Fv，
t t
由图可知滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳自由端的拉力
400W
==400N
v0.5m/s⨯2
不计绳的重、摩擦力，动滑轮的重力
G
动
=2F-G=2×400N-760N=40N 动滑轮的重力是40N。

答：(1)滑轮组提升重物所做的有用功是7600J；
(2)滑轮组提升重物的机械效率是95%；
(3)绳子自由端的拉力的功率是400W；
(4)动滑轮的重力是40N。

12．(1)25J；(2)60W；(3)30%。

【解析】
【详解】
(1)小明的重力：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，设走一步重心上升的高度为h，则：
t=
s
s=60W；
⨯100%=2.16⨯10J
⨯100%=30%。

(65cm)2-(50cm
2)2=(65cm-h)2
解得：
h=5cm=0.05m，
走一步克服重力做功：
W=Gh=500N×0.05m=25J；
(2)由v=s
t得每走一步的时间：
0.5m5
==s，
v 1.2m/s12
每走一步克服重力做功的功率：
25J
W
P==5
t
12
(3)行走1h克服重力做的功：
W′=Pt′=60W⨯3600s=2.16⨯105J；克服重力做功的效率：
η=W'5
Q7.2⨯105J
答：(1)他每走一步克服重力所做的功为30J；
(2)每走一步克服重力做功的功率为72W；
(3)小明走路时身体克服重力做功的效率是30%。

13．(1)3.6×107J；(2)4500N；(3)90kW。

【解析】
【详解】
t=s
(1)汽油完全燃烧放出的热量：
Q
放
=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J，
W
由η=放得该汽车发动机做的有用功是：
Q
W=ηQ
放
=40%×9×107J=3.6×107J；
(2)由W=Fs得汽车发动机的牵引力：
W 3.6⨯107J
F===4500N，
s8⨯103m
汽车受到的阻力：
f=F=4500N；
(3)由v=s
t得汽车运动的时间：
8km1
==h=400s；
v72km/h9
该汽车的输出功率：
W 3.6⨯107J
P===9×104W=90kW。

t400s
答：(1)该汽车发动机做的有用功为3.6×107J；
(2)汽车受到的阻力为4500N；
(3)该汽车的输出功率为90kW。