第十二章 简单机械单元复习+单元测试卷 2023-2024学年人教版物理八年级下册

第十二章 简单机械 单元专题复习 章末专题 专题1 杠杆平衡条件与压强综合运用 例1 如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为3m，均匀正方体甲的边长为10cm，物体乙的质量为5.6kg。当把甲乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为3000Pa，支点O距A点1.6m。求： （1）物体乙受到的重力； （2）物体甲受到的支持力； （3）物体甲的密度。 拓展练习1 图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙。轻质杠杆的支点O距左端l1=0.5m，距右端l2=0.2m．在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求： （1）此时杠杆左端所受拉力大小为多少N？ （2）正方体B的密度为多少kg/m3？ （3）若该处为松软的泥地，能承受最大压强为4×103Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力至少为多少N？ 甲 乙 专题2 滑轮组特点的应用 例2 用下列所示的滑轮组匀速拉动物体，在不计绳重及摩擦的情况下完成下列各空。 F1= F2= F3= S1= S物 S2= S物 S3= S物 V1= V物 V2= V物 V3= V物 拓展练习2 用如图所示的滑轮组（绳重与摩擦阻力不计）匀速提升重力为60N的物体，在物体上升4m的过程中，拉力F做的功为300J，所用的时间为5s，求： （1）绳子末端移动的速度； （2）动滑轮的重力； （3）若再增加15N的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力是多大？ 专题3 滑轮组机械效率的相关计算 例3 用如图所示的滑轮组提升G1＝600N的重物， 在重物匀速上升2m的过程中，拉力F1所做的功是1500J。忽略摩擦和绳重。求： （1）滑轮组做的有用功W有用； （2）滑轮组的机械效率； （3）若用此滑轮组提升G2＝1200N的重物，使G2以0.5m/s的速度匀速升高时，所用拉力F2的功率。 拓展练习3 某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物G1=150N时，人竖直向上拉绳的力为F1，人对高台的压强为p1；第二次他匀速提升另一重物G2=270N时，人竖直向上拉绳的力为F2，人对高台的压强为p2。两次物体匀速上升的速度均为0.5m/s，人的重力G人=500N，且p1：p2=14：15。求： （1）若人的双脚与高台的总接触面积为4×10﹣2m2，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强； （2）第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率； （3）第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。 章末练习 一、选择题 1．图中正在使用的机械，属于费力杠杆的有（ ） ①钓鱼竿 ②羊角锤 ③筷子 ④核桃夹 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 2．用下列简单机械，使重同为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是（均不计摩擦）（ ） A． F1 B． F2 C． F3 D． F4 3．如图所示，绳子OO′悬吊着质量忽略不计的杆，在杆的a点挂上重物G，在O右侧某点b处挂上钩码。重物G的质量及a到O的距离不变，要使杆保持水平，b点挂的钩码个数（各个钩码质量相同）和b到O的距离的关系是下图中哪一幅图（ ） A B C D 4．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（　 　） A． 不变 B．变小 C．变大 D．先变大后变小 5．用右图的甲、乙两滑轮组分别把相同的物体匀速提升相同的高度，两装置的机械效率分别为η甲、η乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，若滑轮规格相同，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ） 　甲　　　　乙 A．W甲<W乙　η甲<η乙 B．W甲>W乙　η甲>η乙 C．W甲＝W乙 η甲＝η乙 D．W甲<W乙　η甲>η乙 6．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ 　　） A． 甲乙两种方式都省一半的力 B．甲方式F1由150N逐渐变大 C．乙方式机械效率约为83.3% D．乙方式F2的功率为3W 7． 在等臂杠杆两端各挂一个实心铜球P和Q，已知P的半径大于Q，其中一个浸没水中，另一个浸没煤油中，杠杆恰好平衡如图所示，那么（　 ） 　 　 A．P浸没在水中，Q浸没在煤油中　　　 B．Q浸没有水中，P浸没在煤油中 C．Q受到的浮力大　　　　　　 　　　 D．两球受到的浮力一样大 8．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（ ） A．1s～2s内，拉力F做的功是62.5J B．0s～1s内，地面对物体的支持力是30N C．2s～3s内，拉力F的功率是100W D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是62.5% 二、填空题 9．小明和小华玩跷跷板，小华坐在离支点1.5m处，当小明坐在离支点2m处时，刚好能撬动小华，此时跷跷板在水平位置平衡。已知小明体重为G1=300N，则小华体重G2为__________N。若两人再拿同样重的铁球，则__________（填“小明”或“小华”）将下降。 10．有一杠杆经过调节，处于水平平衡状态。如图所示，在A点悬挂三个钩码（每个钩码重均为0.5N），要使杠杆水平平衡，需在B点悬挂 个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，测力计的拉力为 N；如改变测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平平衡，测力计的读数 将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 O A BA CA 11．如图所示，工人用滑轮组匀速提升重600N的货物，所用的拉力F为400N，货物在50s内匀速上升5m。在此过程中，货物上升的速度是 m/s，所做的有用功是 J，拉力做功的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。 12．建筑工人用如图所示的滑轮组将重为600N的物体沿水平方向匀速拉动4m，所用的时间为5s，所施加的拉力大小为为150N，物体受到的摩擦阻力为重力的0.4倍，则工人做的有用功的功率为 W，滑轮组的机械效率是 。 13．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，如图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为 N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是 N，滑轮组的机械效率为 。（不考虑绳重和摩擦） 14．用不等臂天平来称量某物体，当物体放在左盘，右盘中加m1的砝码天平平衡；若把同一物体放在右盘中时，要往右盘加m2的砝码，天平平衡，那么，物体实际质量应是 （用字母表示）。 15．（1）如图甲所示的杠杆中，已知动力F1和阻力臂L2，请作出动力臂L1和阻力F2； （2）如图乙所示，为了让杠杆静止在图中位置，请画出在最小动力F及其力臂L； （3）如图乙所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法． 甲 乙 丙 三、实验题 16．用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验． （1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于 或匀速转动状态．实验前没有挂钩码时，杠杆的平衡位置如图甲所示。应将杠杆左端螺母向 边旋一些,使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是 。 （2）如图乙所示，在刻度线“2”处挂2个钩码，在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为F1，将弹簧力计斜向左拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数F2 _____ F1（选填“>”、“=”或“<”，下同）；再将弹簧测力计斜向右拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数F3 _____ F1。 （3）得到实验结论后，利用图乙所示的装置，只借助杠杆上刻度线，右侧只使用弹簧测力计，左侧只悬挂重物，若弹簧测力计的量程是0 ~ 2.5N，当杠杆在水平位置平衡时，通过计算可知，悬挂的重物最重可达______ N。 17．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表： 序号 动滑轮重 G动/N 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳的拉力F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率η ① 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6% ② 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7% ③ 0.5 4 0.1 0.3 （1）根据表格中的数据，在图甲种画出滑轮组的绕绳方法。 （2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应　　　　　　（选填“保持静止”或“匀速上升”）。 （3）第三次试验时，测力计实数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为　　　　　　N，滑轮组的机械效率为　　　　　　%。 （4）根据表格中的数据分析可知： ①随着物重的增大，额外功　　　　　　（选填“变小”、“不变”或“变大”）； ②要提高同一滑轮组机械效率，可以采取　　　　　　的措施； ③分析表中数据可知，，可能的原因是： ． 四、计算题 18．如图所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F1=30N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2×103Pa。（OB=3OA，g取10N/kg） （1）画出F2的力臂； （2）求合金块的质量； （3）求F2的大小。 19．质量为50kg的小强用如图所示滑轮组提升物体（不计绳重和摩擦）。物体高0.5m，底面积为200cm2，密度为3×103kg/m3，物体在5s内匀速上升4m时，小强的拉力恰好为200N。求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）物体对水平地面的压强为5000Pa时，拉力为多大。 20．甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体，重力都为5.4N。甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着轻质杠杆的A端。当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时，杠杆在水平位置平衡，且AO：OB=2：1，如图1所示，此时甲对地面的压强为1350Pa；当把圆柱体乙放入底面积为30cm2的薄壁圆柱形容器M中，将质量为450g的水注入容器，圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中，水在容器中的深度为20cm，如图2所示。（已知：ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）圆柱体甲的底面积是多少cm2； （2）当圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中时，所受到的浮力是多少N； （3）圆柱体甲的密度是多少kg/m3。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案 第十二章 简单机械 章末复习专题 章末专题 例1 分析求解 动力、阻力是作用在杠杆上的力，本题中阻力、动力是绳子对A、B点的拉力。解答：（1） 根据重力计算公式G=mG即可解决；（2）根据压力计算公式F=PS先算出甲对地面的压力，再根据压力、支持力是一对相互作用力，大小是相等的即可求出甲受到的支持力；（3）根据杠杆平衡条件求出绳子对A点向下的拉力，再根据甲处于静止状态合力为零求出甲的重力，最后根据密度公式求出甲的密度。 答案 （1）56N （2）30N （3）7.9×103kg/m3 点拨提炼 本题主要考察杠杆平衡条件和压强的综合运用。 拓展练习1 （1）20N （2）7×103kg/m3 （3）12N 例2 分析求解 竖直滑轮组在不计绳重及摩擦的条件下，滑轮组绳子末端的拉力F=1/n（G物+G动），n为动滑轮上绳子的段数。在不管考不考虑摩擦的条件下距离和速度关系都有S=nh物，V=nV物。 答案 1/3（G物+G动） 1/2（G物+G动） 1/5（G物+G动） 3 2 5 3 2 5 点拨提炼 本题主要考查滑轮组特点的应用。 拓展练习2 （1）2.4m/s （2）15N （3）30N 例3 分析求解 （1）根据公式W=Gh即可计算；（2）根据η=W有用/W总即可计算；（3）先求出动滑轮重力，在求出提升G2所对应的拉力，最后根据P=Fv即可求解。 答案 （1）1200J （2）80% （3）675W 点拨提炼 本题主要考查滑轮组的功、功率和机械效率的计算。 拓展练习3 （1）1.25×104Pa （2）75W （3）90% 单元测试卷 一、选择题 1．A 2．B 3．B 4．C 5．C 6．C 7．A 8．B 二、填空题 9．400 小明 10．2 3 变大  11．0.1 3×103 120 50% 12．192  80%  13．100 250 80% 14． 15．略 三、实验题 16．（1）静止 右 便于在杠杆上读出力臂的大小 （2）＞ ＞（3）12.5 17．（1）略 （2）匀速上升 （3）1.8 74.1 （4）①变大 ②增大物重 ③绳与滑轮间有摩擦 四、计算题 18．（1）略 （2）9kg （3）52N 19．（1）320W （2）75% （3）150N 20．（1）20cm2 （2）1.5N （3）2.7×103kg/m3 学科网（北京）股份有限公司 $$