内容正文:
专题01 简单机械和功
【题型1 生活中常见的杠杆模型】 1
【题型2 杠杆五要素及其判断】 3
【题型3 杠杆的平衡条件】 4
【题型4 杠杆的动态平衡分析】 5
【题型5 杠杆的分类】 7
【题型6 定滑轮的概念、实质及特点】 9
【题型7 动滑轮的概念、实质及特点】 10
【题型8 功的概念和单位】 11
【题型9 力做功的必要因素】 12
【题型10 功的估算】 14
【题型11 功率的定义及意义】 14
【题型12 比较功率的大小】 15
【题型13 有用功和额外功】 16
【题型14 机械效率大小的影响因素】 17
【题型1 生活中常见的杠杆模型】
1.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书,蕴含了大量的物理知识,下列是《天工开物》的场景中,说法不正确的是( )
A.拉弓:拉弓拉满了,说明力可以改变物体的形状
B.独轮推车:独轮推车,匀速推动,此时推力大于阻力
C.制糖:往桶里加水,水对桶底压强逐渐变大
D.桔槔:用桔槔提水,运用了杠杆原理
2.(23-24八年级下·陕西安康·期末)如图是我国空间站的机械臂,它类似于人的手臂,可以省距离,下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是( )
A.用筷子夹食物 B.用羊角锤起钉子 C.用钳子夹导线 D.用瓶盖起子起瓶盖
3.(23-24八年级下·广西南宁·期末)下列所示的工具在正常使用过程中,属于省力杠杆的是( )
A.天平 B.筷子
C.核桃夹 D.镊子
4.(23-24八年级下·吉林长春·期末)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)。如图所示,脚踏碓属于 杠杆;碓头比较尖,是为了增大对稻壳的 。(选填“压力”或“压强”)
5.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,园艺工人用来修剪树枝的剪刀属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。手握的位置刻有花纹可以 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
【题型2 杠杆五要素及其判断】
6.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)如图是工人利用独轮车搬运砖头时的情景。车厢和砖头的总重力为,车轮和支架与地面的接触面积为,作用在A点的力F始终竖直向上,独轮车有关的尺寸在图中已经标出。下列描述错误的是( )
A.图中情景所示时,支点在车轮的轴上
B.搬运前,装满砖头的独轮车静止在水平地面上,此时对地面的压强为
C.推车时,工人的手竖直向上的力F为420N
D.推车时,为了更省力,可以将双手的位置远离A点向右移动
7.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态,以下关于它的说法错误的是( )
A.提纽相当于支点
B.“权”“重”表示力
C.“标”“本”表示力臂
D.增大“重”时,应把“权”靠近O点,杠杆会平衡
8.(23-24八年级下·山东临沂·期末)小明伸出手臂对老师说:“看,我的肌肉很发达”,老师夸奖小明说:“真棒!你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”如图,以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析不合理的是( )
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处 B.肱二头肌给桡骨的力是动力
C.重物给前臂的力是阻力 D.前臂是一根省力杠杆
9.(23-24八年级下·上海·期末)如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。已知AB长40cm,AC长30cm,室外机的重力为300N,重心恰好处在AB中点正上方。
(1)如果A处螺钉松脱,则支架会绕 点倾翻;
(2)A处螺钉的水平拉力为 N(支架重力不计);
(3)为了安全,室外机的位置应尽量 (填“靠近”或“远离”)墙壁。
10.(23-24八年级下·北京丰台·期末)(1)如图甲所示,温度计的示数为 ℃。
(2)如图乙所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB。线段 (选填“OA”或“AB”)表示力F的力臂。
【题型3 杠杆的平衡条件】
11.(23-24八年级下·广西河池·期末)关于在学习中用过的科学方法,下列说法错误的是( )
A.探究杠杆的平衡条件时,用了比值定义法
B.由增大摩擦的方法想到减小摩擦的方法,用了逆向思维法
C.通过音叉弹开乒乓球说明发声的物体在振动,用了转换法
D.探究物体受到的浮力大小与排开液体体积的关系时,用了控制变量法
12.(23-24八年级下·山东聊城·期末)如图所示为指甲剪的示意图,下列说法正确的是( )
A.指甲剪可以看作是镊子和羊角锤的合体
B.指甲剪的剪刀片很锋利,是为了减小压强
C.ABC杠杆是费力杠杆
D.指甲剪由两个杠杆组成
13.(23-24八年级下·河南鹤壁·期末)古希腊伟大的科学家 ,在物理学方面的贡献主要有两项:其一是关于浮力问题;其二是关于杠杆平衡问题。牛顿第一定律的一个重要成果是揭示了任何物体都有保持原来的静止或 状态的性质,物理学上把物体的这种性质称为 。
14.(2024·江西吉安·二模)我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的春,“横木穿插头,雄嘴为铁,足踏其末而春之”,如图甲所示,图乙为脚用力向下踩时在某一位置的示意图,O点为支点,F2为阻力(即碓头重力大小),不计横木的重力和摩擦,此时堾属于 (选填“省力““等臂”或“费力”)杠杆,为了省力些,可将脚踩点适当 (选填“远离”或“靠近”)O点。
【题型4 杠杆的动态平衡分析】
15.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F,使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力的力臂先变小后变大 B.阻力的力臂逐渐变小
C.拉力F先变小后变大 D.拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆
16.(23-24八年级下·河南周口·期末)如图所示,在工地上有一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,需要用一个竖直向上的力,使其一端抬离地面,观察如图所示的两种方式,则( )
A.,因为乙方法中动力臂长
B.,因为乙方法中阻力臂长
C.,因为甲方法中阻力臂短
D.,因为都能省一半力
17.(23-24八年级下·北京顺义·期末)我国民俗活动丰富多彩。在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图所示,小孩坐在篮子里,若小孩和篮子的总质量为16kg,提纽在O点处,当用轻质线将秤砣挂在B点处时,杆秤处于水平平衡状态(忽略杆及秤钩重),此时OA=5cm,OB=40cm。下列说法正确的是( )
A.该秤砣的质量为4kg
B.提纽位置保持在O 点处不变,若小孩和篮子总质量小于16kg,杆秤水平平衡时,秤砣的悬挂点在 B 点左侧
C.称量质量保持16kg不变,若将提纽改在 O'点处进行称量,杆秤水平平衡时,秤砣的悬挂点在 B 点左侧
D.若提纽在 O'点处进行称量,杆秤量程将变大
18.(23-24八年级下·山东烟台·期末)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示,硬杆用细绳悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用细绳将桶悬挂在B端,在A端拗石的辅助下,人可轻松地将一桶水从井中提起。若提同样多的水,为了减小人向上提水的力,可以 (选填“增大”或“减小”)拗石的质量,也可将支点O向 (选填“A”或“B”)移动。已知OA:OB=3:2,拗石的重力为120N,悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力。一重力为480N的人用桔槔将总重为300N装满水的桶提出水面后,桔槔处于水平平衡状态时,人对地面的压力为 N。
19.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)图甲(如图)中均匀木板AB重为8N、长为20cm,恰好有一半伸出水平桌面静止。在B端施加一个始终竖直向上的力F,AB木板可以看作一根围绕固定点A转动的杠杆。木板所受重力方向为 ,抬起过程中F的力臂将 。如图乙,若在A端放一重为10N、边长为2cm的均匀正方体物块M,M左端与木板A端对齐,则最多推动 cm,木板B端会下沉,木板AB恰好翻倒。
【题型5 杠杆的分类】
20.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)如图所示的物品,在使用中属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.取碗夹
C.核桃夹 D.赛艇的船桨
21.(23-24八年级下·山东临沂·期末)2024年4月20日上午,临沂市第八届万人健步行活动在五洲湖广场正式开启,人们打着旗子、喊着口号在整洁的城市道路上阔步向前,感受临沂的蝶变.下列生活用具,正常使用时,与旗杆属于同一类杠杆的是( )
A.剪子 B.起子
C.钳子 D.镊子
22.(23-24八年级下·云南普洱·期末)如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.撬棒
C.核桃夹 D.筷子
23.(23-24八年级下·河北唐山·期末)端午节赛龙舟是我国民间传统习俗。如图甲所示,在龙舟比赛中,划龙舟时,桡手一只手握紧船桨上端,另一手握住船桨的中部向后划水使船前进,使龙舟前进的力的施力物体是 (选填“队员”“桨”或“水”);此时的船桨可看作是一个杠杆,如图乙所示为船桨杠杆模型图,船桨相当于一个 (选填“费力”、“省力”或“等臂”)杠杆,请画出动力的力臂 。比赛时,并排前进的龙舟不能离得太近,是由于两龙舟间水的流速越大,压强 ,容易相撞。
24.(23-24八年级下·辽宁沈阳·期末)简单机械的使用给人们生活带来很多便利。如图甲所示,插入锁孔的钥匙转动时,锁芯随之转动可打开门,此时钥匙相当于 (选填“轮轴”、“滑轮”或“斜面”);如图乙所示,使用镊子夹取物体时,将手压在B处,则该杠杆的支点是 (选填“A”、“B”或“C”)点。如图丙所示,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
【题型6 定滑轮的概念、实质及特点】
25.(23-24八年级下·广东清远·期末)小明同学按题图所示进行实验操作(不计绳重和轮的摩擦),则下列几种描述中正确的是( )
A.F1<F2<F3 B.F1>F2>F3
C.F1>F2<F3 D.F1=F2=F3
26.(23-24八年级下·山东济宁·期末)现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”(图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2),使同一重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.甲拉力做的功等于乙拉力做的功
B.该滑轮本质上相当于一个等臂杠杆
C.使用这个滑轮能改变力的方向但不能省力
D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
27.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,则( )
A. B. C. D.
28.(23-24八年级下·吉林·期末)定滑轮相当于 杠杆,它的主要作用是 。
29.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图是一座吊桥的结构示意图,图中定滑轮的作用是 。吊桥可以看作杠杆,钢索对它的拉力F是动力,吊桥的重力是阻力,不计绳重及摩擦,将吊桥从A位置匀速拉起至B位置的过程中,拉力F将变 。
【题型7 动滑轮的概念、实质及特点】
30.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图所示,用这个滑轮组提起重物,忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦,绳的拉力为F,重物的重力为G,则( )
A. B. C. D.
31.(23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重物,物体重400N,不考虑滑轮重、绳重和摩擦,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向
B.省力, 所用力为200N
C.省力, 所用力为400N
D.不省力,但改变施力的方向
32.(23-24八年级下·山东淄博·期末)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。常用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为,重为的水泥块被匀速拉升的高度为(不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦)。下列说法正确的是( )
A.使用滑轮M是为了省力 B.拉力的大小为
C.拉力移动的距离为 D.使用该装置能够省功
33.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,工人用动滑轮将重为600N的物体匀速提升到3m的平台上,所用拉力F为310N,若不计滑轮轴的摩擦及绳重,则动滑轮重为 N。动滑轮实质相当于一根省力杠杆,则在提升物体的过程中,这根杠杆的支点是 (选填“A”“B”或“C”)。
34.(23-24八年级下·青海果洛·期末)如图为塔式起重机的起重结构简化示意图,a属于 (选填“定”或“动”)滑轮,b能起到 (选填“改变力的方向”或“省力”)的作用。
【题型8 功的概念和单位】
35.(23-24八年级下·北京石景山·期末)如图所示的情景中,人对物体施加的力对物体(加点的物体)做功的是( )
A.学生背着书包随车水平匀速运动
B.运动员举着杠铃静止不动
C.妈妈推着婴儿车在水平地面上前行
D.脱手后的冰壶继续向前滑行
36.(23-24八年级下·辽宁抚顺·期末)如图是排球运动员训练时的情景,用手臂将球垫向墙壁,被墙壁反弹回来后再重复垫球。关于这一过程下列说法正确的是( )
A.手臂垫球时,手对球的力大于球对手的力
B.垫球后,球离开手臂上升过程中,手臂依然在对球做功
C.垫出去的球上升到最高点受到的力是平衡力
D.球撞击墙壁后反弹回来,说明力可以改变物体的运动状态
37.(23-24八年级下·四川甘孜·期末)小双拉着一袋土豆在水平路面上前进了一段距离,关于该过程中力对物体做功的说法。正确的是( )
A.土豆所受重力做了功 B.土豆所受支持力做了功
C.人的拉力做了功 D.没有力做功
38.(23-24八年级下·河南南阳·期末)为了纪念在科学历程中做出杰出贡献的科学家,人们常用他们的名字作为物理量的单位。如:以物理学家牛顿的名字作为力的单位。请再举出一例:以物理学家 的名字作为 的单位(合理即可)。
39.(22-23九年级上·江苏无锡·阶段练习)做功包括两个必要因素,它们是: 和 。
【题型9 力做功的必要因素】
40.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)下列现象中,人对物体做功的是( )
A.掷出的铅球在空中飞行
B.将书包背上楼
C.用力推课桌没有推动
D.提着水捅在水平地面上匀速前进
41.(23-24八年级下·山东济宁·期末)国际中体联足球世界杯是国际中学生体育联合会主办的全球水平最高、规模最大、关注度最高、影响力最强的中学生足球赛。该赛事是世界各地中学生相互交流、了解的桥梁和平台。5月26日,2024年国际中体联足球世界杯女子组决赛在大连梭鱼湾足球场举行,中国女子二队经过点球大战,以总比分6:4战胜肯尼亚队,夺得冠军。关于足球赛,下列说法不正确的是( )
A.静止在水平草地上的足球所受重力和支持力是一对相互作用力
B.在空中飞行的足球到最高点时所受合力不为零
C.草地上滚动的足球受到摩擦力速度变慢,惯性不变
D.将足球踢飞后,运动员脚对足球不再做功
42.(23-24八年级下·广东梅州·期末)小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子),但没有推动(如图),则此时( )
A.小虎对箱子做了功
B.小虎对箱子没有做功
C.小虎的推力大于箱子受到的阻力
D.小虎的推力小于箱子受到的阻力
43.(23-24八年级下·河南郑州·期末)如图所示,很多地方设有轮椅专用通道,为残疾人通行提供方便。该通道实际上是 (选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”)。当轮椅沿着通道向上运动时,受到的支持力 (选填“不做功”或“做功”),你的判断依据是 。
44.(23-24八年级下·青海果洛·期末)体育考试中,如图甲,投掷实心球时,球离开手后到落地过程中 (选填“有”或“没有”)力对它做功。如图乙,质量为60kg的小伟完成一个引体向上时,从最低点到最高点的过程中,重心升高50cm,用时2s,则他一次引体向上的上升过程中,克服重力做功是 J(g=10N/kg)。
【题型10 功的估算】
45.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)下列数据中最接近实际情况的是( )
A.一个中学生受到的重力约为50N
B.两个鸡蛋平放在手中对手的压力大小约为1N
C.一标准大气压能支持0.76m高水柱
D.你从一楼走到二楼做的功大约是15000J
46.(23-24八年级下·云南德宏·期末)为了让同学们养成关注生活的好习惯,老师倡导同学们留意身边常见的物理知识,以下是同学们交流时的一些估测数据,其中符合事实的是( )
A.托起2个鸡蛋的力约为1N
B.一本八年级物理课本平放在水平桌面上时对桌面的压强约为1x105Pa
C.我们把地上的物理课本捡起来放到桌面做的功约为2000J
D.站立时,某初中同学对地面的压力约为50N
47.(23-24八年级下·山东威海·期末)下列数据中与实际情况基本相符的是( )
A.一瓶 500mL 的矿泉水质量约为5kg
B.一个鸡蛋所受重力约为0.5N
C.泰山山顶上的大气压约为 1.01×105Pa
D.中学生从一楼走到三楼克服重力做功约为300J
48.(23-24八年级下·河南许昌·期末)用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F,将质量为m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A点推到B点,圆弧AB对应的圆心角为60°,如图所示,则在此过程中,力F对物体做的功为 ;若将推力改为水平恒力F,则此过程中力F对物体做功为 。
49.(23-24八年级下·甘肃庆阳·期末)一个人用50N 的推力沿水平方向匀速推一辆重200N 的车前进2m,用时5s,此过程中推力对车做功为 J,重力对车做功为 J。
【题型11 功率的定义及意义】
50.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)踢毽子起源于汉代,踢毽子是孩子们特别爱玩的一项游戏。在如图所示的某次游戏中,毽子被竖直向上踢出,上升过程中,下列说法正确的是( )
A.只受重力的作用 B.运动状态改变
C.重力做功越来越快 D.运动到最高点时受到平衡力
51.(23-24八年级下·上海·期末)甲机器功率为4000瓦,乙机器功率为5000瓦,则( )
A.甲机器做功一定快 B.乙机器做功一定快
C.甲机器做功一定多 D.乙机器做功时间一定少
52.(23-24八年级下·河北唐山·期末)有两台机械甲和乙,甲的功率为,乙的功率为,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙做功多 B.乙一定比甲做功多
C.甲一定比乙做功慢 D.相同时间内,甲一定比乙做功多
53.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)“掬”是我国古代的计量方法之一,“掬”即为双手捧。如图为一成年人从平放在地上的米袋中“掬”起0.3kg米放到厨房台面上电饭锅内的情景。电饭锅内胆底部距地面1m,整个过程用时2s,则此过程中人对米做功的功率为 W。
54.(23-24八年级下·陕西商洛·期末)液体压强计算公式 ;功率的表达式为 ;物理学中,力的单位是 (填符号);国际单位制中,功的单位有个专门名称 (填符号)。
【题型12 比较功率的大小】
55.(23-24八年级下·山东威海·期末)星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山,一种是从东面陡坡下山,需用时7min;另一种是从西面缓坡下山,需用时15min(设山下地面相平,不计摩擦)。则下列说法正确的是( )
A.从东面下山,自身重力做功多一些
B.从东面下山和从西面下山,自身重力做功一样多
C.从西面下山,重力做功的功率大
D.两种下山方式重力做功的快慢一样
56.(22-23九年级上·江苏苏州·期末)如右图,一个物体在空中下落,速度越来越大,已知AB=BC,在AB段重力做功W1、功率P1,在BC段重力做功W2、功率P2,则( )
A.W1>W2 P1>P2 B.W1<W2 P1<P2
C.W1=W2 P1>P2 D.W1=W2 P1<P2
57.(23-24八年级下·河北衡水·期末)某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大。讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;②爬楼的时间t;③每个同学的体重G。下面比较方案中可行是( )
A.比较t的大小 B.比较G的大小 C.比较的大小 D.比较的大小
58.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图是世界女子攀岩大赛的比赛情境,右边的中国选手先登顶。若两位选手体重相同,当她们都登顶后,所做功为W1和W2,则W1 W2,对应的功率大小关系是P1 P2(两空均选填“<”、“>”或“=”)。
59.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力和运动方向始终一致,运动时间,运动距离,比较两种情况下拉力做的功 ,功率 。
【题型13 有用功和额外功】
60.(23-24八年级下·河北唐山·期末)关于功和机械效率,下列说法中正确的是( )
A.完成同一项工作,有用功越少,机械效率越大
B.使用机械,要尽可能减小额外功,也可能让额外功为0
C.使用滑轮组提升物体,所用力越大,功率越大,机械效率越大
D.用机械做功时,有用功总是会小于总功,因此机械效率总是小于1
61.(23-24八年级下·湖北恩施·期末)如图是某地区临时停水时,居民利用滑轮提水的情景。下列说法中正确的是( )
A.对水做的功是有用功 B.对桶做的功是有用功
C.用此滑轮是为了省力 D.此装置的机械效率为
62.(23-24八年级下·山西大同·期末)如图是中国古代取水工具——辘轳,是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架,转轴一端装有曲柄,转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄,即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是( )
A.辘轳相当于一个动滑轮
B.人对水平转轴做的功是有用功
C.利用辘轳取水的机械效率可达100%
D.取水时水越多,辘轳的机械效率越高
63.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图所示,小杨用大小为110N的拉力,通过动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m。他做的有用功为 J,动滑轮重为 N。(不计绳重和摩擦)
64.(23-24八年级下·陕西榆林·期末)俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,对水做的功是 (选填“有用”或“额外”)功,对竹篮做的功是 (选填“有用”或“额外”)功,这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率 (选填“高”或“低”)。
【题型14 机械效率大小的影响因素】
65.(23-24八年级下·云南昆明·期末)下列关于功、功率和机械效率的说法中,错误的是( )
A.一个力做功多少,是由这个力和在这个力方向上通过的距离的乘积决定的
B.一个力做功的功率是由这个力做功的多少与做这些功所需的时间的比决定的
C.机械效率的高低,是由有用功与总功的比决定的
D.做功越多、效率越高,做功就越快
66.(23-24八年级下·河北承德·期末)如图所示,工人用滑轮组提货物,使重为600N的货物以0.2m/s的速度匀速提升,忽略摩擦及绳重,该过程中滑轮组的机械效率为80%,则:( )
A.工人作用在绳自由端的拉力为200N
B.动滑轮所受重力为100N
C.工人对绳自由端拉力的功率为150W
D.提升重力不同的货物时,此滑轮组机械效率不变
67.(23-24八年级下·河北保定·期末)小明用如图装置测量动滑轮的机械效率,下列说法正确的是( )
A.实验原理是二力平衡的条件
B.实验中弹簧测力计应在保持静止时读数
C.增大物体被提升的高度,可以提高动滑轮的机械效率
D.增大物体重力与动滑轮重力的比值,可以提高动滑轮的机械效率(不计绳重和摩擦)
68.(23-24八年级下·吉林·期末)工人用如图所示的滑轮组,用12.5N的拉力将重力为20N的物体匀速提升了2m,该滑轮组的机械效率为 ;请写出一种提高该滑轮组机械效率的方法 。
69.(23-24八年级下·福建泉州·期末)“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备,其滑轮组部分如图。某货物质量为,用“龙门吊”的滑轮组将该货物匀速竖直吊起,内货物被提升,则此过程中,克服货物重力做功的功率为 W;若增大匀速提升货物的速度,“龙门吊”滑轮组的机械效率 。
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专题01 简单机械和功
【题型1 生活中常见的杠杆模型】 1
【题型2 杠杆五要素及其判断】 3
【题型3 杠杆的平衡条件】 7
【题型4 杠杆的动态平衡分析】 8
【题型5 杠杆的分类】 12
【题型6 定滑轮的概念、实质及特点】 15
【题型7 动滑轮的概念、实质及特点】 17
【题型8 功的概念和单位】 19
【题型9 力做功的必要因素】 21
【题型10 功的估算】 23
【题型11 功率的定义及意义】 26
【题型12 比较功率的大小】 27
【题型13 有用功和额外功】 30
【题型14 机械效率大小的影响因素】 32
【题型1 生活中常见的杠杆模型】
1.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书,蕴含了大量的物理知识,下列是《天工开物》的场景中,说法不正确的是( )
A.拉弓:拉弓拉满了,说明力可以改变物体的形状 B.独轮推车:独轮推车,匀速推动,此时推力大于阻力
C.制糖:往桶里加水,水对桶底压强逐渐变大 D.桔槔:用桔槔提水,运用了杠杆原理
【答案】B
【详解】A.拉弓:拉弓拉满了,弓在力的作用下,形状发生改变,说明力可以改变物体的形状,故A正确,不符合题意;
B.独轮推车:独轮推车,匀速推动,此时独轮推车处于平衡状态,推力等于阻力,故B错误,符合题意;
C.制糖:往桶里加水,水的深度增大,由得,水对桶底压强逐渐变大,故C正确,不符合题意;
D.桔槔:用桔槔提水,桔槔绕着固定点运动,运用了杠杆原理,故意D正确,不符合题意。
故选B。
2.(23-24八年级下·陕西安康·期末)如图是我国空间站的机械臂,它类似于人的手臂,可以省距离,下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是( )
A.用筷子夹食物 B.用羊角锤起钉子 C.用钳子夹导线 D.用瓶盖起子起瓶盖
【答案】A
【详解】人的手臂和机械臂使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A.用筷子夹食物时,动力臂小于阻力臂,筷子是费力杠杆。故A符合题意;
B.用羊角锤起钉子时,动力臂大于阻力臂,羊角锤是省力杠杆,故B不符合题意;
C.用钳子夹导线时,动力臂大于阻力臂,钳子是省力杠杆,故C不符合题意;
D.用瓶盖起子起瓶盖时,动力臂大于阻力臂,起子是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
3.(23-24八年级下·广西南宁·期末)下列所示的工具在正常使用过程中,属于省力杠杆的是( )
A.天平 B.筷子
C.核桃夹 D.镊子
【答案】C
【详解】A.天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故A不符合题意;
B.筷子的动力臂比阻力臂短,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹的动力臂比阻力臂长,是省力杠杆,故C符合题意;
D.镊子的动力臂比阻力臂短,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
4.(23-24八年级下·吉林长春·期末)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)。如图所示,脚踏碓属于 杠杆;碓头比较尖,是为了增大对稻壳的 。(选填“压力”或“压强”)
【答案】 费力 压强
【详解】[1]由图可知,用脚连续踏木杠时,O点为支点,支点到脚施加的动力的距离为动力臂,支点到碓头的重力作用线的距离为阻力臂,由于动力臂小于阻力臂,所以脚踏碓属于费力杠杆。
[2]碓头部较细,是为了减小受力面积,这是通过减小受力面积来增大压强。
5.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,园艺工人用来修剪树枝的剪刀属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。手握的位置刻有花纹可以 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
【答案】 省力 增大
【详解】[1]园艺工人用来修剪树枝的剪刀,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,属于省力杠杆。
[2]手握的位置刻有花纹可以增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力。
【题型2 杠杆五要素及其判断】
6.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)如图是工人利用独轮车搬运砖头时的情景。车厢和砖头的总重力为,车轮和支架与地面的接触面积为,作用在A点的力F始终竖直向上,独轮车有关的尺寸在图中已经标出。下列描述错误的是( )
A.图中情景所示时,支点在车轮的轴上
B.搬运前,装满砖头的独轮车静止在水平地面上,此时对地面的压强为
C.推车时,工人的手竖直向上的力F为420N
D.推车时,为了更省力,可以将双手的位置远离A点向右移动
【答案】C
【详解】A.独轮车在使用时绕车轮的轴上这一固定点转动,则支点在车轮的轴上,故A正确,不符合题意;
B.搬运前,装满砖头的独轮车静止在水平地面上,独轮车对地面的压力
此时对地面的压强为
故B正确,不符合题意;
C.由杠杆的平衡条件可知,工人的手竖直向上的力
故C错误,符合题意;
D.为了更省力,由杠杆平衡条件可知,应该增加动力臂的长度,即将手向右移动,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态,以下关于它的说法错误的是( )
A.提纽相当于支点
B.“权”“重”表示力
C.“标”“本”表示力臂
D.增大“重”时,应把“权”靠近O点,杠杆会平衡
【答案】D
【详解】ABC.从杆秤的结构看,杆秤是典型的利用杠杆原理制成的,“标”“本”分别表示动力臂和阻力臂,“权”“重”分别表示动力和阻力,提纽O点是支点,故ABC正确,不符合题意;
D.增大“重”时,阻力臂不变,动力不变,由杠杆平衡条件可知应把“权”远离O点,杠杆平衡,故D错误,符合题意。
故选D。
8.(23-24八年级下·山东临沂·期末)小明伸出手臂对老师说:“看,我的肌肉很发达”,老师夸奖小明说:“真棒!你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”如图,以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析不合理的是( )
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处 B.肱二头肌给桡骨的力是动力
C.重物给前臂的力是阻力 D.前臂是一根省力杠杆
【答案】D
【详解】在前臂这个杠杆中,肘关节是杠杆的支点,肱二头肌给给桡骨的力F1是动力,重物给前臂的力F2是阻力,由此可以知道该杠杆动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故ABC正确,不符合题意;D错误,符合题意。
故选D。
9.(23-24八年级下·上海·期末)如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。已知AB长40cm,AC长30cm,室外机的重力为300N,重心恰好处在AB中点正上方。
(1)如果A处螺钉松脱,则支架会绕 点倾翻;
(2)A处螺钉的水平拉力为 N(支架重力不计);
(3)为了安全,室外机的位置应尽量 (填“靠近”或“远离”)墙壁。
【答案】 C 200 靠近
【详解】(1)[1]用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机,如果A处螺钉松脱,则支架在室外机的压力作用下会绕C点倾翻。
(2)[2]C点是支点,室外机处在AB中点处,则室外机对支架压力的力臂为,A处螺钉水平拉力的力臂为AC,由杠杆平衡条件可得
则A处螺钉的水平拉力为
(3)[3]为了安全,根据杠杆平衡条件,应减小阻力臂,从而减小A处的拉力,即空调室外机应尽量靠近墙壁。
10.(23-24八年级下·北京丰台·期末)(1)如图甲所示,温度计的示数为 ℃。
(2)如图乙所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB。线段 (选填“OA”或“AB”)表示力F的力臂。
【答案】 39 OA
【详解】(1)[1]如图温度计的分度值为1℃,且大于0℃,由液面位置可知其示数为39℃。
(2)[2]力臂是支点到力的作用线的距离;如图,O点到力F的作用线的距离是OA的长度,故线段OA表示力F的力臂。
【题型3 杠杆的平衡条件】
11.(23-24八年级下·广西河池·期末)关于在学习中用过的科学方法,下列说法错误的是( )
A.探究杠杆的平衡条件时,用了比值定义法
B.由增大摩擦的方法想到减小摩擦的方法,用了逆向思维法
C.通过音叉弹开乒乓球说明发声的物体在振动,用了转换法
D.探究物体受到的浮力大小与排开液体体积的关系时,用了控制变量法
【答案】A
【详解】A.研究杠杆平衡条件时,反复多次做实验,通过分析得出结论,目的是避免实验结论的偶然性,总结普遍规律,运用了归纳法,故A错误,符合题意;
B.根据增大摩擦力的方法想到减小摩擦力的方法,运用了逆向思考法,故B正确,不符合题意;
C.音叉发声时在振动。但振动幅度太小,无法直接观察。通过乒乓球弹开较大的幅度显示音叉较小的振动,运用了放大法,故C正确,不符合题意;
D.探究物体受到的浮力大小与排开液体体积的关系时,控制排开液体的密度不变,只改变排开液体体积,控制变量法,故D正确,不符合题意。
故选A。
12.(23-24八年级下·山东聊城·期末)如图所示为指甲剪的示意图,下列说法正确的是( )
A.指甲剪可以看作是镊子和羊角锤的合体
B.指甲剪的剪刀片很锋利,是为了减小压强
C.ABC杠杆是费力杠杆
D.指甲剪由两个杠杆组成
【答案】A
【详解】A.由指甲刀的示意图可知,它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,杠杆ABC可以看作是一个羊角锤;镊子是由OBD和OED两个杠杆组成,所以指甲剪可以看作是镊子和羊角锤的合体,故A正确,D错误;
B.指甲剪的剪刀片很锋利,是为了在压力大小一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C.ABC杠杆动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,故C错误。
故选A。
13.(23-24八年级下·河南鹤壁·期末)古希腊伟大的科学家 ,在物理学方面的贡献主要有两项:其一是关于浮力问题;其二是关于杠杆平衡问题。牛顿第一定律的一个重要成果是揭示了任何物体都有保持原来的静止或 状态的性质,物理学上把物体的这种性质称为 。
【答案】 阿基米德 匀速直线运动 惯性
【详解】[1]古希腊伟大的科学家阿基米德,在物理学方面有许多贡献。其中主要有两项:其一是关于浮力问题的阿基米德原理;其二是关于杠杆平衡条件。
[2][3]牛顿第一定律的一个重要成果是揭示了任何物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质,物理学上把物体的这种性质称为惯性,把这一定律称为惯性定律。
14.(2024·江西吉安·二模)我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的春,“横木穿插头,雄嘴为铁,足踏其末而春之”,如图甲所示,图乙为脚用力向下踩时在某一位置的示意图,O点为支点,F2为阻力(即碓头重力大小),不计横木的重力和摩擦,此时堾属于 (选填“省力““等臂”或“费力”)杠杆,为了省力些,可将脚踩点适当 (选填“远离”或“靠近”)O点。
【答案】 费力 远离
【详解】[1]由图可知,O是支点,从O点向阻力F2的作用线引垂线,可得阻力臂L2,同理可知动力臂为L1,堾在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
[2]如果想省力些,在阻力臂、阻力不变的情况下,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,需要增大动力的力臂,所以脚踩点适当远离O点。
【题型4 杠杆的动态平衡分析】
15.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F,使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力的力臂先变小后变大 B.阻力的力臂逐渐变小
C.拉力F先变小后变大 D.拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆
【答案】D
【详解】ABC.根据杠杆平衡条件分析,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大;当杠杆从水平位置拉到最终位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力变小;所以拉力的力臂始终不变,阻力的力臂先变大后变小,拉力F先变大后变小。故ABC错误;
D.由题可知动力臂始终大于阻力臂,所以拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆,故D正确。
故选D。
16.(23-24八年级下·河南周口·期末)如图所示,在工地上有一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,需要用一个竖直向上的力,使其一端抬离地面,观察如图所示的两种方式,则( )
A.,因为乙方法中动力臂长
B.,因为乙方法中阻力臂长
C.,因为甲方法中阻力臂短
D.,因为都能省一半力
【答案】D
【详解】两次抬起水泥板时的情况如图所示:
在上述两种情况下,动力为F,阻力均为水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以动力臂都等于阻力臂的2倍;
根据杠杆的平衡条件可得
所以前后两次所用的力相同,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
17.(23-24八年级下·北京顺义·期末)我国民俗活动丰富多彩。在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图所示,小孩坐在篮子里,若小孩和篮子的总质量为16kg,提纽在O点处,当用轻质线将秤砣挂在B点处时,杆秤处于水平平衡状态(忽略杆及秤钩重),此时OA=5cm,OB=40cm。下列说法正确的是( )
A.该秤砣的质量为4kg
B.提纽位置保持在O 点处不变,若小孩和篮子总质量小于16kg,杆秤水平平衡时,秤砣的悬挂点在 B 点左侧
C.称量质量保持16kg不变,若将提纽改在 O'点处进行称量,杆秤水平平衡时,秤砣的悬挂点在 B 点左侧
D.若提纽在 O'点处进行称量,杆秤量程将变大
【答案】B
【详解】A.作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力,作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力,根据杠杆平衡条件可得
解得,故A错误;
B.提纽位置保持在O 点处不变,若小孩和篮子总质量小于16kg,动力减小,在动力臂和阻力不变时,根据杠杆平衡条件,阻力臂变小,则秤砣的悬挂点在 B 点左侧,故B正确;
C.称量质量保持16kg不变,若将提纽改在 O'点处进行称量,动力大小不变,动力臂变大,在阻力不变时,根据杠杆平衡条件,阻力臂变大,则秤砣的悬挂点在 B 点右侧,故C错误;
D.若提纽在 O'点处进行称量,与支点在O 点处相比,当秤砣在最大刻度时,左侧动力臂增大,右侧阻力臂减小,由可得
动力臂增大,阻力臂减小,杆秤量程将变小,故D错误。
故选B。
18.(23-24八年级下·山东烟台·期末)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示,硬杆用细绳悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用细绳将桶悬挂在B端,在A端拗石的辅助下,人可轻松地将一桶水从井中提起。若提同样多的水,为了减小人向上提水的力,可以 (选填“增大”或“减小”)拗石的质量,也可将支点O向 (选填“A”或“B”)移动。已知OA:OB=3:2,拗石的重力为120N,悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力。一重力为480N的人用桔槔将总重为300N装满水的桶提出水面后,桔槔处于水平平衡状态时,人对地面的压力为 N。
【答案】 增大 B 600
【详解】[1]设人向上提水的力为F,由杠杆平衡原理可知
动力臂和阻力臂不变,动力越大,阻力也越大,桶和水的总重力不变,拗石的重力增大时,桶和水的总重力减去人向上提水的力也增大,人向上提水的力会减小,故提同样多的水,为了减小人向上提水的力,可以增大拗石的重力,由G=mg可知,需增大拗石的质量。
[2]设人向上提水的力为F,由杠杆平衡原理可知
当拗石的重力不变,桶和水的总重力也不变时,若要使人向上提水的力F减小,即此时动力不变,阻力增大,可以增大动力臂,减小阻力臂,即将支点O向B移动。
[3]由题意和杠杆平衡原理可知
由于OA:OB=3:2,解得F=120N。则人向上提水的力为120N,由力的作用是相互的可知,绳对人有向下的作用力,大小也为120N,由于人处于静止状态,受力平衡,向下的重力加上绳对人向下的作用力等于地面对人向上的支持力,则地面对人向上的支持力为
地面对人向上的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,故人对地面的压力也为600N。
19.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)图甲(如图)中均匀木板AB重为8N、长为20cm,恰好有一半伸出水平桌面静止。在B端施加一个始终竖直向上的力F,AB木板可以看作一根围绕固定点A转动的杠杆。木板所受重力方向为 ,抬起过程中F的力臂将 。如图乙,若在A端放一重为10N、边长为2cm的均匀正方体物块M,M左端与木板A端对齐,则最多推动 cm,木板B端会下沉,木板AB恰好翻倒。
【答案】 竖直向下 变小 5
【详解】[1][2]重力的方向竖直向下;由于重力G和F都是竖直方向,将B端缓缓抬起的过程中F和G的力臂都变小。
[3]如图乙所示,若在A端放一重为10N,长为2cm的均匀物体M,M的左端与木板的A端对齐,
设向右缓慢推动木板移动的距离为L时,该装置恰好翻倒,此时桌子边缘的C点为支点,木板的重心O向右移动的距离也为L(见上图),GAB=8N,动力臂为L,阻力F2=GM=10N,阻力臂
L2=AO﹣L﹣LM=×20cm-L-×2cm=9cm-L
根据杠杆平衡条件有
GABL=F2L2
代入数据可得
8N×L=10N×(9cm﹣L)
解得L=5cm。
【题型5 杠杆的分类】
20.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)如图所示的物品,在使用中属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.取碗夹
C.核桃夹 D.赛艇的船桨
【答案】C
【详解】A.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,因此是费力杠杆,故A不符合题意;
B.取碗夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,因此也是费力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,因此是省力杠杆,故C符合题意;
D.赛艇的船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,因此是费力杠杆,但能够省距离,故D不符合题意。
故选C。
21.(23-24八年级下·山东临沂·期末)2024年4月20日上午,临沂市第八届万人健步行活动在五洲湖广场正式开启,人们打着旗子、喊着口号在整洁的城市道路上阔步向前,感受临沂的蝶变.下列生活用具,正常使用时,与旗杆属于同一类杠杆的是( )
A.剪子 B.起子
C.钳子 D.镊子
【答案】D
【详解】人们打着旗子,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
A.剪子的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.起子的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.钳子的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.镊子的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
22.(23-24八年级下·云南普洱·期末)如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.撬棒
C.核桃夹 D.筷子
【答案】D
【详解】动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。核桃夹、撬棒、羊角锤的动力臂都大于阻力臂,所以它们属于省力杠杆,筷子的动力臂小于阻力臂,所以筷子属于费力杠杆。故D符合题意,ABC不符合题意
故选D。
23.(23-24八年级下·河北唐山·期末)端午节赛龙舟是我国民间传统习俗。如图甲所示,在龙舟比赛中,划龙舟时,桡手一只手握紧船桨上端,另一手握住船桨的中部向后划水使船前进,使龙舟前进的力的施力物体是 (选填“队员”“桨”或“水”);此时的船桨可看作是一个杠杆,如图乙所示为船桨杠杆模型图,船桨相当于一个 (选填“费力”、“省力”或“等臂”)杠杆,请画出动力的力臂 。比赛时,并排前进的龙舟不能离得太近,是由于两龙舟间水的流速越大,压强 ,容易相撞。
【答案】 水 费力 越小
【详解】[1]运动员手持船桨奋力向后划水,对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,所以水会对船桨施加向前的力,则龙舟就会快速前进,即使龙舟向前运动的力的施力物体是水。
[2][3]运动员用桨划船时,桨的动力臂小于阻力臂,则船桨是费力杠杆。过支点O作力F1的垂线段l1即为F1的力臂,如图所示
[4]流体流速越大的位置,压强越小。故并排前进的龙舟不能离得太近,是由于两龙舟间水的流速越大,压强越小,容易相撞。
24.(23-24八年级下·辽宁沈阳·期末)简单机械的使用给人们生活带来很多便利。如图甲所示,插入锁孔的钥匙转动时,锁芯随之转动可打开门,此时钥匙相当于 (选填“轮轴”、“滑轮”或“斜面”);如图乙所示,使用镊子夹取物体时,将手压在B处,则该杠杆的支点是 (选填“A”、“B”或“C”)点。如图丙所示,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
【答案】 轮轴 A 粗
【详解】[1]钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴。
[2]如图乙所示,使用镊子夹取物体时,将手压在B处,绕A点转动,所以A点是支点。
[3]螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴,轮轴是一种省力机械,螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力。
【题型6 定滑轮的概念、实质及特点】
25.(23-24八年级下·广东清远·期末)小明同学按题图所示进行实验操作(不计绳重和轮的摩擦),则下列几种描述中正确的是( )
A.F1<F2<F3 B.F1>F2>F3
C.F1>F2<F3 D.F1=F2=F3
【答案】D
【详解】由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,只能改变力的方向。忽略绳子与滑轮的摩擦,则F1、F2、F3都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故D正确,ABC错误。
故选D。
26.(23-24八年级下·山东济宁·期末)现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”(图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2),使同一重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.甲拉力做的功等于乙拉力做的功
B.该滑轮本质上相当于一个等臂杠杆
C.使用这个滑轮能改变力的方向但不能省力
D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【答案】D
【详解】AB.图1中滑轮的轴固定不动,属于定滑轮,定滑轮的实质是一个等臂杠杆;不计绳重和摩擦,使用定滑轮不省力,所以两个拉力的大小都等于物体的重力,上升的高度相同,根据可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功,故AB正确,不符合题意;
C.该滑轮属于定滑轮,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,故C正确,不符合题意;
D.使重物在相同的时间内匀速上升相同高度,甲、乙拉力移动的距离相等,由可知,甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度,故D错误,符合题意。
故选D。
27.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】假设物块与地面的摩擦力为f,第一个滑轮为定滑轮,F1处于绳端,所以F1=f;第二个滑轮为动滑轮,F2处于绳端,则;第三个滑轮为动滑轮,F3作用在轴上,F3=2f;所以F2<F1<F3,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
28.(23-24八年级下·吉林·期末)定滑轮相当于 杠杆,它的主要作用是 。
【答案】 等臂 改变力的方向
【详解】[1][2]定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以定滑轮实际上是等臂杠杆,由于等臂杠杆不省力,因此使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
29.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图是一座吊桥的结构示意图,图中定滑轮的作用是 。吊桥可以看作杠杆,钢索对它的拉力F是动力,吊桥的重力是阻力,不计绳重及摩擦,将吊桥从A位置匀速拉起至B位置的过程中,拉力F将变 。
【答案】 改变力的方向 小
【详解】[1]使用定滑轮既不省力,也不省距离,可改变力的方向。
[2]吊桥从A位置匀速拉起至B位置,支点到重力的距离变短,故阻力臂变小;支点到拉力的距离变长,动力臂变大,吊桥的重力不变,由杠杆平衡原理可知,阻力臂变小,动力也将变小,故拉力F将变小。
【题型7 动滑轮的概念、实质及特点】
30.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图所示,用这个滑轮组提起重物,忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦,绳的拉力为F,重物的重力为G,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由图知,提升重物的绳子段数n=3,忽略绳子和摩擦,则绳端的拉力
故选D。
31.(23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重物,物体重400N,不考虑滑轮重、绳重和摩擦,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向
B.省力, 所用力为200N
C.省力, 所用力为400N
D.不省力,但改变施力的方向
【答案】B
【详解】AD.使用动滑轮可以省力但不能改变力的方向,故AD错误;
BC.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,使用动滑轮时能省一半的力,不考虑滑轮重绳重和摩擦,所以所用拉力为F=200N,故B正确,C错误。
故选B。
32.(23-24八年级下·山东淄博·期末)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。常用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为,重为的水泥块被匀速拉升的高度为(不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦)。下列说法正确的是( )
A.使用滑轮M是为了省力 B.拉力的大小为
C.拉力移动的距离为 D.使用该装置能够省功
【答案】B
【详解】A.在拉力F的作用下,N会随着拉力一起移动,M不动,所以M是定滑轮,N是动滑轮,由图可知,定滑轮并不省力,故A错误;
B.由于N是动滑轮,且n=2,不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦,拉力为F=2G,故B正确;
C.由图可知,轴端拉力F移动的距离为
D.根据功的原理,使用任何机械都不能省功。这是因为功是能量转化的量度,而机械只是改变了能量转化的方式,并没有改变能量转化的总量。因此,无论我们使用什么机械,都不能省功。故D错误。
故选B。
33.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,工人用动滑轮将重为600N的物体匀速提升到3m的平台上,所用拉力F为310N,若不计滑轮轴的摩擦及绳重,则动滑轮重为 N。动滑轮实质相当于一根省力杠杆,则在提升物体的过程中,这根杠杆的支点是 (选填“A”“B”或“C”)。
【答案】 20 A
【详解】[1]由图可知该滑轮为动滑轮,动滑轮省一半力,则
所以动滑轮重力为
[2]动滑轮实质相当于一根省力杠杆,其动力臂大于阻力臂,其支点为图中的A点。
34.(23-24八年级下·青海果洛·期末)如图为塔式起重机的起重结构简化示意图,a属于 (选填“定”或“动”)滑轮,b能起到 (选填“改变力的方向”或“省力”)的作用。
【答案】 定 省力
【详解】[1]图示中a滑轮的轴固定不动,故a为定滑轮。
[2]轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮,故b为动滑轮,动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。
【题型8 功的概念和单位】
35.(23-24八年级下·北京石景山·期末)如图所示的情景中,人对物体施加的力对物体(加点的物体)做功的是( )
A.学生背着书包随车水平匀速运动
B.运动员举着杠铃静止不动
C.妈妈推着婴儿车在水平地面上前行
D.脱手后的冰壶继续向前滑行
【答案】C
【详解】A.学生背着书包在等车,学生对书包有向上的作用力,书包没有在力的方向上移动,学生没有对书包做功,故A不符合题意;
B.举重运动员举着杠铃不动,人对杠铃有向上的作用力,杠铃没有在力的方向上移动,人没有对杠铃做功,故B不符合题意;
C.人推着小车在水平路面上匀速前进,人对小车有水平方向的推力,小车在水平方向上运动了一段距离,人对小车做了功,故C符合题意;
D.脱手后的冰壶在冰面上滑行,此时人对冰壶没有作用力,人没有对冰壶做功,故D不符合题意。
故选C。
36.(23-24八年级下·辽宁抚顺·期末)如图是排球运动员训练时的情景,用手臂将球垫向墙壁,被墙壁反弹回来后再重复垫球。关于这一过程下列说法正确的是( )
A.手臂垫球时,手对球的力大于球对手的力
B.垫球后,球离开手臂上升过程中,手臂依然在对球做功
C.垫出去的球上升到最高点受到的力是平衡力
D.球撞击墙壁后反弹回来,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【详解】A.手臂垫球时,手对球的力与球对手的力是相互作用力,这两个力的大小相同,故A错误;
B.垫球后,球离开手臂上升过程中,手臂对球没有力的作用,手臂在对球不做功,故B错误;
C.垫出去的球上升到最高点,仅仅是瞬间静止,受到的重力,不是平衡力,故C错误;
D.球撞击墙壁后反弹回来,球的运动状态发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
37.(23-24八年级下·四川甘孜·期末)小双拉着一袋土豆在水平路面上前进了一段距离,关于该过程中力对物体做功的说法。正确的是( )
A.土豆所受重力做了功 B.土豆所受支持力做了功
C.人的拉力做了功 D.没有力做功
【答案】C
【详解】A.土豆所受的重力与路程垂直,土豆所受的重力不做功,故A错误;
B.土豆所受的支持力与路程垂直,土豆所受的支持力不做功,故B错误;
CD.人的拉力是水平方向上的,路程也是水平方向上的,故拉力做了功,故C正确;D错误。
故选C。
38.(23-24八年级下·河南南阳·期末)为了纪念在科学历程中做出杰出贡献的科学家,人们常用他们的名字作为物理量的单位。如:以物理学家牛顿的名字作为力的单位。请再举出一例:以物理学家 的名字作为 的单位(合理即可)。
【答案】 焦耳 功
【详解】[1][2]功的单位是“焦耳”,符合“J”,是为了纪念焦耳。
39.(22-23九年级上·江苏无锡·阶段练习)做功包括两个必要因素,它们是: 和 。
【答案】 有力作用在物体上 物体在力的方向上有移动的距离
【详解】[1][2]根据功的定义,做功包括两个必要因素,它们是:有力作用在物体上和物体在力的方向上有移动的距离。
【题型9 力做功的必要因素】
40.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)下列现象中,人对物体做功的是( )
A.掷出的铅球在空中飞行
B.将书包背上楼
C.用力推课桌没有推动
D.提着水捅在水平地面上匀速前进
【答案】B
【详解】A.掷出的铅球在空中飞行,不受手的推力,因此人对铅球不做功,故A不符合题意;
B.将书包背上楼,人给书包一个向上的力,向上移动了距离,人对书包做功,故B符合题意;
C.用力推课桌没有推动,有力但无距离,因此不做功,故C不符合题意;
D.人提着水桶在水平路面上行走,人给水桶一个向上的力,虽然水桶水平移动距离,但是水桶向上 没有移动距离,人对水桶没有做功,故D不符合题意。
故选B。
41.(23-24八年级下·山东济宁·期末)国际中体联足球世界杯是国际中学生体育联合会主办的全球水平最高、规模最大、关注度最高、影响力最强的中学生足球赛。该赛事是世界各地中学生相互交流、了解的桥梁和平台。5月26日,2024年国际中体联足球世界杯女子组决赛在大连梭鱼湾足球场举行,中国女子二队经过点球大战,以总比分6:4战胜肯尼亚队,夺得冠军。关于足球赛,下列说法不正确的是( )
A.静止在水平草地上的足球所受重力和支持力是一对相互作用力
B.在空中飞行的足球到最高点时所受合力不为零
C.草地上滚动的足球受到摩擦力速度变慢,惯性不变
D.将足球踢飞后,运动员脚对足球不再做功
【答案】A
【详解】A.足球受到的重力和地面对足球的支持力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,都作用在足球上,是一对平衡力,故A错误,符合题意;
B.空中飞行的足球到最高点时,只受重力的作用,所以所受合力不为零,故B正确,不符合题意;
C.草地上滚动的足球由于受到摩擦力的作用速度会逐渐变慢,滚动过程中足球质量不变,惯性不变,故C正确,不符合题意;
D.将足球踢飞后,运动员的脚与足球不再接触,脚对球没有力的作用,所以运动员脚对足球不再做功,故D正确,不符合题意。
故选A。
42.(23-24八年级下·广东梅州·期末)小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子),但没有推动(如图),则此时( )
A.小虎对箱子做了功
B.小虎对箱子没有做功
C.小虎的推力大于箱子受到的阻力
D.小虎的推力小于箱子受到的阻力
【答案】B
【详解】AB.根据做功的两个必要条件可知,箱子在推力的方向上没有移动距离,所以小虎对箱子没有做功,综上分析知,故A不符合题意,B符合题意;
CD.因为用水平力推静止在水平地面上的箱子,没有推动,所以箱子处于静止状态;在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力,所以摩擦阻力等于推力,综上分析知,故CD不符合题意。
故选B。
43.(23-24八年级下·河南郑州·期末)如图所示,很多地方设有轮椅专用通道,为残疾人通行提供方便。该通道实际上是 (选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”)。当轮椅沿着通道向上运动时,受到的支持力 (选填“不做功”或“做功”),你的判断依据是 。
【答案】 斜面 不做功 见解析
【详解】[1]如图所示,该通道实际上是简单机械中的斜面。
[2][3]当轮椅沿着通道向上运动时,轮椅在支持力的方向上没有通过了距离,轮椅沿着通道向上运动时,受到的支持力不做功。
44.(23-24八年级下·青海果洛·期末)体育考试中,如图甲,投掷实心球时,球离开手后到落地过程中 (选填“有”或“没有”)力对它做功。如图乙,质量为60kg的小伟完成一个引体向上时,从最低点到最高点的过程中,重心升高50cm,用时2s,则他一次引体向上的上升过程中,克服重力做功是 J(g=10N/kg)。
【答案】 有 300
【详解】[1]投掷实心球时,球离开手后受到重力,下落时在重力方向移动了距离,重力做功了。
[2]小伟的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
完成一个引体向上克服重力做的功
W=Gh=600N×50×10-2m=300J
【题型10 功的估算】
45.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)下列数据中最接近实际情况的是( )
A.一个中学生受到的重力约为50N
B.两个鸡蛋平放在手中对手的压力大小约为1N
C.一标准大气压能支持0.76m高水柱
D.你从一楼走到二楼做的功大约是15000J
【答案】B
【详解】A.一个中学生受到的重力约为500N,故A不符合题意;
B.两个鸡蛋的重力约1N,平放在手中对手的压力大小约为1N,故B符合题意;
C.一标准大气压约能支持10m高水柱,故C不符合题意;
D.你从一楼走到二楼做的功大约是
故D不符合题意。
故选B。
46.(23-24八年级下·云南德宏·期末)为了让同学们养成关注生活的好习惯,老师倡导同学们留意身边常见的物理知识,以下是同学们交流时的一些估测数据,其中符合事实的是( )
A.托起2个鸡蛋的力约为1N
B.一本八年级物理课本平放在水平桌面上时对桌面的压强约为1x105Pa
C.我们把地上的物理课本捡起来放到桌面做的功约为2000J
D.站立时,某初中同学对地面的压力约为50N
【答案】A
【详解】A.两个鸡蛋的质量约为100g,则重力约为
故A符合题意;
B.一本八年级物理课本平放在水平桌面上时对桌 面的压力约为2N,面积约为
一本八年级物理课本平放在水平桌面上时对桌面的压力强约为
故B不符合题意;
C.一本物理课本的重力约为2N,从地上捡起来放 到桌面,书书升高的距离约为0.8m,所以把地上的物理课本捡起来放到桌面做的功约为
故C不符合题意;
D.站立时,某初中同学对地面的压力约为500N,故D不符合题意。
故选A。
47.(23-24八年级下·山东威海·期末)下列数据中与实际情况基本相符的是( )
A.一瓶 500mL 的矿泉水质量约为5kg
B.一个鸡蛋所受重力约为0.5N
C.泰山山顶上的大气压约为 1.01×105Pa
D.中学生从一楼走到三楼克服重力做功约为300J
【答案】B
【详解】A. 一瓶 500mL 的矿泉水质量约为
故A不符合题意;
B. 一个鸡蛋质量约为50g=0.05kg,所受重力约为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
故B符合题意;
C. 一标准大气压约为1.01×105Pa,大气压随高度增大而减小,泰山海拔很高,山顶上的大气压小于 1.01×105Pa,故C不符合题意;
D. 中学生重约500N,从一楼走到三楼升高的高度约为6m,克服重力做功约为
W=Gh=500N×6m=3000J
故D不符合题意。
故选B。
48.(23-24八年级下·河南许昌·期末)用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F,将质量为m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A点推到B点,圆弧AB对应的圆心角为60°,如图所示,则在此过程中,力F对物体做的功为 ;若将推力改为水平恒力F,则此过程中力F对物体做功为 。
【答案】
【详解】[1]该图中,用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F,由于该力的方向始终与物块运动的方向是相同的,所以该力做的功与路程成正比,即
[2]F为水平恒力时,F做的功为
49.(23-24八年级下·甘肃庆阳·期末)一个人用50N 的推力沿水平方向匀速推一辆重200N 的车前进2m,用时5s,此过程中推力对车做功为 J,重力对车做功为 J。
【答案】 100 0
【详解】[1]推力对车做的功为
W=Fs=50N×2m=100J
[2]由于重力方向上没有移动距离,所以重力对车没有做功,即
W重=Gh=200N×0m=0J
【题型11 功率的定义及意义】
50.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)踢毽子起源于汉代,踢毽子是孩子们特别爱玩的一项游戏。在如图所示的某次游戏中,毽子被竖直向上踢出,上升过程中,下列说法正确的是( )
A.只受重力的作用 B.运动状态改变
C.重力做功越来越快 D.运动到最高点时受到平衡力
【答案】B
【详解】A.毽子被竖直向上踢出,上升过程中,除了受到重力还有空气阻力,故A错误;
B.毽子被竖直向上踢出,上升过程中,速度越来越慢,因此,运动状态改变,故B正确;
C.毽子上升的速度越来越慢,由式子
重力不变,所以克服重力做功越来越慢,故C错误;
D.毽子运动到最高点只受重力的作用,因此,受到的是非平衡力,故D错误。
故选B。
51.(23-24八年级下·上海·期末)甲机器功率为4000瓦,乙机器功率为5000瓦,则( )
A.甲机器做功一定快 B.乙机器做功一定快
C.甲机器做功一定多 D.乙机器做功时间一定少
【答案】B
【详解】AB.功率是表示做功快慢的物理量,功率大说明做功快,故A不符合题意,B符合题意;
C.由可知,在做功时间相同时,功率大的机器做功多,由于做功时间未知,所以无法判断谁做功多,故C不符合题意;
D.由可知,在做功相同时,功率大的机器做功时间一定少,由于两机器做功多少未知,所以无法判断谁做功时间省,故D不符合题意。
故选B。
52.(23-24八年级下·河北唐山·期末)有两台机械甲和乙,甲的功率为,乙的功率为,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙做功多 B.乙一定比甲做功多
C.甲一定比乙做功慢 D.相同时间内,甲一定比乙做功多
【答案】D
【详解】AB.由W=Pt可知,做功的多少由功率和时间共同决定,甲的功率比乙的功率大,但是时间长短不确定,所以甲乙做功多少无法比较,故AB错误;
C.功率是表示做功快慢的物理量。甲的功率大,甲做功一定比乙做功快,故C错误;
D.甲的功率大,由W=Pt可知,相同时间内,甲一定比乙做功多,故D正确。
故选D。
53.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)“掬”是我国古代的计量方法之一,“掬”即为双手捧。如图为一成年人从平放在地上的米袋中“掬”起0.3kg米放到厨房台面上电饭锅内的情景。电饭锅内胆底部距地面1m,整个过程用时2s,则此过程中人对米做功的功率为 W。
【答案】1.5
【详解】此过程中人对米做功的功率为
54.(23-24八年级下·陕西商洛·期末)液体压强计算公式 ;功率的表达式为 ;物理学中,力的单位是 (填符号);国际单位制中,功的单位有个专门名称 (填符号)。
【答案】 p=ρgh N J
【详解】[1]液体的压强与液体的密度和深度有关,计算公式为p=ρgh,其中p表示压强,ρ表示液体的密度,g是重力与质量的比值,h是液体的深度。
[2]功率是表示做功快慢的物理量,其表达式为,其中P表示功率,W表示做的功,t表示做功的时间。
[3]在物理学中,力的单位是牛顿,用符号N表示。
[4]国际单位制中,功的单位是焦耳,用符号J表示。
【题型12 比较功率的大小】
55.(23-24八年级下·山东威海·期末)星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山,一种是从东面陡坡下山,需用时7min;另一种是从西面缓坡下山,需用时15min(设山下地面相平,不计摩擦)。则下列说法正确的是( )
A.从东面下山,自身重力做功多一些
B.从东面下山和从西面下山,自身重力做功一样多
C.从西面下山,重力做功的功率大
D.两种下山方式重力做功的快慢一样
【答案】B
【详解】AB.从同一山顶下山,到达相同高度的地面,人在重力方向上通过的距离相等,根据
可知两种下山方式人自身重力做的功相同,故A错误,B正确;
CD.功率表示做功的快慢,从西面缓坡下山时间较长,由可知,从西面下山重力的功率小,故CD错误。
故选B。
56.(22-23九年级上·江苏苏州·期末)如右图,一个物体在空中下落,速度越来越大,已知AB=BC,在AB段重力做功W1、功率P1,在BC段重力做功W2、功率P2,则( )
A.W1>W2 P1>P2 B.W1<W2 P1<P2
C.W1=W2 P1>P2 D.W1=W2 P1<P2
【答案】D
【详解】物体在AB和BC段,距离相同,重力相同,根据W=Gh可知重力做功相同,所以
W1=W2
物体在下落过程中,速度越来越大,即
v1<v2
因为
AB=BC
所以
t1>t2
根据可知
P1<P2
故选D。
57.(23-24八年级下·河北衡水·期末)某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大。讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;②爬楼的时间t;③每个同学的体重G。下面比较方案中可行是( )
A.比较t的大小 B.比较G的大小
C.比较的大小 D.比较的大小
【答案】C
【详解】爬楼时要克服自身的重力做功,则爬楼的功率为
根据上述表达式可知,要比较爬楼功率的大小,需要比较每个同学的体重G、一楼到五楼的高度h以及爬楼的时间t。由于一楼到五楼的高度h是相同的,所以只需要测量每个同学的体重G和爬楼的时间t,通过比较的大小,就能比较出谁的功率最大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
58.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图是世界女子攀岩大赛的比赛情境,右边的中国选手先登顶。若两位选手体重相同,当她们都登顶后,所做功为W1和W2,则W1 W2,对应的功率大小关系是P1 P2(两空均选填“<”、“>”或“=”)。
【答案】 = <
【详解】[1]由题意知,两位选手体重相同,上升的高度相同,根据W=Gh可知,W1=W2。
[2]由题意知,右边的中国选手先登顶,用时较少,由可知,P1<P2。
59.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力和运动方向始终一致,运动时间,运动距离,比较两种情况下拉力做的功 ,功率 。
【答案】 = <
【详解】[1]拉力F大小相等,运动距离,根据
可知
[2]运动时间,根据
可知
【题型13 有用功和额外功】
60.(23-24八年级下·河北唐山·期末)关于功和机械效率,下列说法中正确的是( )
A.完成同一项工作,有用功越少,机械效率越大
B.使用机械,要尽可能减小额外功,也可能让额外功为0
C.使用滑轮组提升物体,所用力越大,功率越大,机械效率越大
D.用机械做功时,有用功总是会小于总功,因此机械效率总是小于1
【答案】D
【详解】A.完成同一项工作,所做的有用功是一定的,额外功越少,总功越少,由可知机械效率越大,故A错误;
B.使用机械,都不可避免的要克服机械自重和摩擦,所以可以尽可能减小额外功,但是不可能让额外功为0,故B错误;
C.机械效率与做功快慢即功率大小无关,故C错误;
D.因为,额外功是不可避免的,所以用机械做功时,有用功总是会小于总功,因此机械效率总是小于1,故D正确。
故选D。
61.(23-24八年级下·湖北恩施·期末)如图是某地区临时停水时,居民利用滑轮提水的情景。下列说法中正确的是( )
A.对水做的功是有用功 B.对桶做的功是有用功
C.用此滑轮是为了省力 D.此装置的机械效率为
【答案】A
【详解】AB.居民的目的是为了提水,则对水做的功是有用功,对桶做的功是额用功,故A正确,B错误;
C.此滑轮为定滑轮,不省力,但能改变力的方向,故C错误;
D.任何机械的机械效率都不可能达到100%,故D错误。
故选A。
62.(23-24八年级下·山西大同·期末)如图是中国古代取水工具——辘轳,是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架,转轴一端装有曲柄,转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄,即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是( )
A.辘轳相当于一个动滑轮
B.人对水平转轴做的功是有用功
C.利用辘轳取水的机械效率可达100%
D.取水时水越多,辘轳的机械效率越高
【答案】D
【详解】A.该装置是一个轮轴,本质是一个杠杆,故A错误;
B.使用辘轳的目的是为了取水,取水时克服水重做的功是有用功,故B错误;
C.利用辘轳取水时不可避免要做额外功,机械效率不可能达到100%,故C错误;
D.取水时水越多,有用功越多,额外功基本不变,则辘轳的机械效率越高,故D正确。
故选D。
63.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图所示,小杨用大小为110N的拉力,通过动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m。他做的有用功为 J,动滑轮重为 N。(不计绳重和摩擦)
【答案】 600 20
【详解】[1]克服物体重力做的功为有用功
[2]因为不计绳重和摩擦,绳端拉力
所以动滑轮的重力
64.(23-24八年级下·陕西榆林·期末)俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,对水做的功是 (选填“有用”或“额外”)功,对竹篮做的功是 (选填“有用”或“额外”)功,这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率 (选填“高”或“低”)。
【答案】 有用 额外 低
【详解】[1]俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,你需要打水,对水做的功是有用功。
[2]对竹篮做的功是必不可少的功,是额外功。
[3]俗话说“竹篮打水一场空”,说明做的有用功比较少,这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率比较低。
【题型14 机械效率大小的影响因素】
65.(23-24八年级下·云南昆明·期末)下列关于功、功率和机械效率的说法中,错误的是( )
A.一个力做功多少,是由这个力和在这个力方向上通过的距离的乘积决定的
B.一个力做功的功率是由这个力做功的多少与做这些功所需的时间的比决定的
C.机械效率的高低,是由有用功与总功的比决定的
D.做功越多、效率越高,做功就越快
【答案】D
【详解】A.由可知,一个力做功多少,是由这个力和在这个力方向上通过的距离的乘积决定的,故A正确,不符合题意;
B.由可知,一个力做功的功率是由这个力做功的多少与做这些功所需的时间的比决定的,故B正确,不符合题意;
C.由可知,机械效率的高低,是由有用功与总功的比决定的,故C正确,不符合题意;
D.由可知,做功的快慢由做功的多少与做这些功所需的时间的比决定,做功越多,效率不一定越高,做功不一定快,故D错误,符合题意。
故选D。
66.(23-24八年级下·河北承德·期末)如图所示,工人用滑轮组提货物,使重为600N的货物以0.2m/s的速度匀速提升,忽略摩擦及绳重,该过程中滑轮组的机械效率为80%,则:( )
A.工人作用在绳自由端的拉力为200N
B.动滑轮所受重力为100N
C.工人对绳自由端拉力的功率为150W
D.提升重力不同的货物时,此滑轮组机械效率不变
【答案】C
【详解】A.由题图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=3,根据
可得,工人作用在绳自由端的拉力为
故A不符合题意;
B.根据
可得,动滑轮所受重力为
故B不符合题意;
C.绳子自由端移动的速度为
则工人对绳自由端拉力的功率为
故C符合题意;
D.根据
可知,当动滑轮的重力一定时,提升重力越大,此滑轮组机械效率越大,故D不符合题意。
故选C。
67.(23-24八年级下·河北保定·期末)小明用如图装置测量动滑轮的机械效率,下列说法正确的是( )
A.实验原理是二力平衡的条件
B.实验中弹簧测力计应在保持静止时读数
C.增大物体被提升的高度,可以提高动滑轮的机械效率
D.增大物体重力与动滑轮重力的比值,可以提高动滑轮的机械效率(不计绳重和摩擦)
【答案】D
【详解】A.滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值,因此该实验的实验原理是
故A错误;
B.测量动滑轮的机械效率,需要匀速拉动弹簧测力计,不能在弹簧测力计静止时读数,故B错误;
C.使用动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,滑轮的机械效率为
增大物体被提升的高度,不能提高动滑轮的机械效率,故C错误;
D.不计绳重和摩擦,动滑轮的机械效率为
增大物体重力与动滑轮重力的比值,可以提高动滑轮的机械效率,故D正确。
故选D。
68.(23-24八年级下·吉林·期末)工人用如图所示的滑轮组,用12.5N的拉力将重力为20N的物体匀速提升了2m,该滑轮组的机械效率为 ;请写出一种提高该滑轮组机械效率的方法 。
【答案】 80% 增大物重/使用轻质动滑轮
【详解】[1]由图像可知此滑轮组绳子股数n=2,因此滑轮组的机械效率为
[2]增大物重来增大有用功,增大有用功占总功的比值;或使用轻质动滑轮、加润滑油来减小摩擦等方式,可以减小额外功,增大有用功占总功的比值,从而提高滑轮组的机械效率。
69.(23-24八年级下·福建泉州·期末)“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备,其滑轮组部分如图。某货物质量为,用“龙门吊”的滑轮组将该货物匀速竖直吊起,内货物被提升,则此过程中,克服货物重力做功的功率为 W;若增大匀速提升货物的速度,“龙门吊”滑轮组的机械效率 。
【答案】 不变
【详解】[1]克服货物重力做功为
克服货物重力做功的功率为
[2]滑轮组的机械效率跟提升物体的重力,和动滑轮的重力有关,跟物体移动的距离、移动的速度和绳子的股数无关,若增大匀速提升货物的速度,则滑轮组的机械效率不变。
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