第九章 机械和功 2024-2025学年北师大版（2024）物理八年级下册

第九章 机械和功 一、单选题 1．“澄城樱桃”畅销全国，获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间，小明和爷爷比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爷爷用时更短，则下列有关说法正确的是（   ） A．小明克服樱桃重力做功的功率较大 B．爷爷克服樱桃重力做功的功率较大 C．小明克服樱桃重力做功较少 D．爷爷克服樱桃重力做功较多 2．李军在一次劳动中需要把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示），用1200N的推力花了5min将重物匀速推到车上（g取），关于此简易斜面装置，下列说法正确的是（　　）    A．李军施加的推力对重物做了4800J的功 B．斜面的摩擦力是240N C．李军做功的功率是50W D．此次简易斜面装置的机械效率为50% 3．在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用大小为250N且平行于斜面的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L=6m，斜面高h=1.5m。下列叙述中错误的是（　　） A．推力所做的功为1500J B．货物受到斜面的摩擦力大小为250N C．若增大推行速度，货物受到的摩擦力大小不变 D．若h、L及物体都保持不变，使斜面更光滑，则斜面的机械效率将变高 4．如图，用滑轮组拉着重为70N的物体沿水平地面匀速直线运动，拉力F为10N，滑轮组机械效率为80%，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．此滑轮组动滑轮的重力为5N B．用一个质量更小的滑轮替换最下面的滑轮，滑轮组的机械效率会增大 C．物体受到水平地面的摩擦力为20N D．若在此物体上加一砝码，使其一起沿水平地面匀速直线运动，滑轮组的机械效率将变大 5．如图甲所示，小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使其在水平木板上沿拉力方向匀速滑动一段距离，如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法正确的是（     ） A．木块两次具有的动能一样大 B．两次拉力对木块做功一样多 C．木块第一次受到的拉力较大 D．两次拉力做功的功率一样大 6．如图所示，用滑轮装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则省力情况相同的是（    ） A．①④ B．③④ C．②③ D．①② 二、填空题 7．功率是表示 的物理量，它的单位是 8．一款新型智能航拍无人机，机身总质量2kg，小李操作该无人机沿竖直方向匀速上升48m，用了40s；接着又沿水平方向匀速飞行80m，又用了40s。无人机在水平飞行过程中需要克服重力做功 J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为 W。 9．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，将一重为600N的货物匀速向上提升了2m，拉力为400N。则绳子自由端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。 10．如图所示，斜面长5m，高2m。小南用绳子将重100N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为80N，不计绳重，使用斜面 省力（选填“能”或“不能”），小南做的总功为 J，木箱受到的摩擦力大小为 N。 11．如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的，则她上半身的重力约为 N。她在2分钟内做了40个仰卧起坐，她每次仰卧起坐时上半身重心上升的距离均为0.3m，则她在这段时间克服重力做的功约为 J，功率约为 W。 三、实验题 12．小华用图1示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如表一所示： 表一： 次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η 1 2 10 1.0 66.7% 2 3 10 1.4 71.4% 3 6 10 2.5 80.0% （1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，绳端移动距离为 m； （2）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 ； （3）小华所用动滑轮重一定小于 N； 小华还利用如图2所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系，OC是一根均匀的杠杆，且OA=AB=BC（不计摩擦），收集的数据如表二所示。 表二： 悬挂点 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 拉力的大小F/N 拉力端移动距离s/m 机械效率η A 6 0.2 3 0.6 66.7% B 6 0.2 5 0.3 （4）钩码挂在B点时杠杆的机械效率η= 。从实验数据分析初步得出，杠杆的机械效率与悬挂点 （选填“有关”或“无关”）； （5）分析表格中的数据，请你求出杠杆的自重为 N； （6）若把弹簧测力计由C点移动B点，点O位置不变，仍将挂在A点的钩码提升相同的高度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 四、计算题 13．如图所示为工人用滑轮组提升建筑材料的示意图，建筑材料的重力为，与水平地面的接触面积是，工人用的拉力将建筑材料缓慢提升，用时。试求： （1）工人没有提升建筑材料时，建筑材料对地面的压强为多少？ （2）工人拉力做功为多少？ （3）工人拉力做功的功率为多少？ （4）本次提升建筑材料，滑轮组的机械效率为多少？ 五、简答题 14．试一试，按如图所示的三种方法关门，哪一种方法最省力?请你用杠杆的知识解释这个问题。 15．为了省力晓刚用图甲所示方式挑着某一物体行走，但是他并没有感觉手臂很轻松，在路人的提醒下，改变了物体的位置如图乙所示，他顿时觉得不费力了。晓刚心中产生了疑惑，只改变物体的位置，人用的力更小了吗?结合物理课所学知识，他提出了可探究的科学问题：在动力臂和阻力大小不变的情况下，杠杆平衡时， 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B B B D B A 1．B 【详解】抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，克服樱桃重力做功W=Gh，重力和高度度相同，所以克服樱桃重力做功相同，故CD错误；爷爷用时更短，根据，做功相同，所用时间越短，功率越大，故A错误，B正确。 故选B。 2．B 【详解】A．李军施加的推力对重物做的功 W总=Fs=1200N×5m=6000J 故A错误； B．重物的重力 G=mg=240kg×10N/kg=2400N 李军对重物做的有用功 W有用=Gh=2400N×2m=4800J 额外功 W额=W总-W有用=6000J-4800J=1200J 则斜面的摩擦力是 故B正确； C．做功的功率 故C错误； D．简易斜面装置的机械效率 故D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．有用功 总功 故A正确，不符合题意； B．额外功 货物受到斜面的摩擦力 故B错误，符合题意； C．滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，若增大推行速度，货物对斜面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变，则货物受到的摩擦力将不变，故C正确，不符合题意； D．若h、L及物体都保持不变，使斜面更光滑，斜面对物体的摩擦力减小，额外功减小，有用功不变，根据W总=W有用+W额外可知，总功减小，根据可知斜面的机械效率将变高，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．D 【详解】AC．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，滑轮组的机械效率 所以物体受到的摩擦力 因为不计绳重、轮与轴间的摩擦，绳端拉力 故AC错误； B．最下面的滑轮为定滑轮，定滑轮只改变力的方向，因此更换后不影响机滑轮组的械效率，故B错误； D．在物体上加一砝码后，物体对地面的压力增加，根据滑动摩擦力影响因素，在接触面的粗糙程度不变时压力越大滑动摩擦力越大可知，此时物体受到的摩擦力f增大，根据不计绳重、轮与轴间的摩擦时，机械效率 G动不变，f增大，机械效率增大，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】A．由图乙知，两次物体都做匀速直线运动，第一次物体的速度较大，所以第一次物体的动能较 大，故A错误； BC．两次匀速拉动过程中，接触面粗糙程度、受到的压力不变，摩擦力不变，根据二力平衡，木块两次受到的拉力相等，图乙中可以看出，木块两次运动的距离相等，所以木块两次所做的功相等，故B正确，C错误； D．从图乙中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式可知力F相同时第一 次速度v大，则功率大，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】若不计滑轮自重及摩擦 ①是动滑轮，省一半力， ②是定滑轮，单独使用不能省力，； ③滑轮组有三段绳子承担物重，拉力是物重的三分之一，； ④滑轮组有二段绳子承担物重，拉力是物重的二分之一，； 则省力情况相同的是①④，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7． 物体做功快慢 瓦 【详解】[1]功率是表示物体做功快慢的物理量。 [2]]功率的单位是瓦。 8． 0 12 【详解】[1]无人机在水平飞行过程中，在竖直方向上没有移动距离，所以此过程克服重力做功为0。 [2]无人机在上升过程中需要克服重力做功 W=Gh=mgh=2kg×10N/kg×48m=960J 整个飞行过程中用的总时间为 整个飞行过程中克服重力做功的功率为 9． 4 75% 【详解】[1]由图可知动滑轮上有两段绳子，则绳子端移动的距离为物体提升高度的两倍，即4m。 [2]滑轮组的机械效率是 10． 能 400 40 【详解】[1]使用斜面拉物体，用80N的力能拉动100N的木箱，所以能省力。 [2]小南做的总功 [3]拉动木箱做有用功 不计绳重时，克服摩擦力做的额外功 木箱受到的摩擦力 11． 300 3600 30 【详解】[1]该同学的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N 她上半身的重力 [2]做一次仰卧起坐克服重力做的功 W=G上h=300N×0.3m=90J 做了40个仰卧起坐克服重力做的功 W′=40W=40×90J=3600J [3]克服重力做功的功率 12． 匀速 0.3 增加物重 1 80% 有关 3 不变 【详解】（1）[1][2]此实验拉力方向上，为了能准确测量绳端拉力，需拉着测力计匀速竖直向上运动；重物和动滑轮有三段绳子承担，所以测量中弹簧测力计移动的距离 s=3h=3×0.10m=0.30m （2）[3]由1、2、3次数据可知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高，故增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率。 （3）[4]根据第1次实验数据，如果不计摩擦和绳子重，拉力 所以G动=1N，因为存在摩擦，所以G动<1N。 （4）[5][6]钩码挂在B点时的有用功 W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J 做的总功为 W总=Fs=5N×0.3m=1.5J 钩码挂在B点时的机械效率 由AB点的机械效率可知，同一物体提升相同的高度，拉力不同，说明杠杆的机械效率与悬挂点有关。 （5）[7]由不计摩擦力，杠杆重力做的功为额外功；第1次实验即物体挂在A点时，有用功 W有用1=G1h1=6.0N×0.2m=1.2J 总功为 W总1=F1s1=3N×0.6m=1.8J 额外功 W额1=W总1﹣W有用1=1.8J﹣1.2J=0.6J 因为 OA=AB=BC 即 由重物移动0.2m，拉力F移动0.6m知：重物移动距离为拉力移动距离，杠杆的重心会移动 可知杠杆自重 （6）[8]若只将测力计的悬挂点由C移至B点，钩码还升高相同的高度，杠杆升高的距离h不变，所以Gh1+G杠h不变，所以Fh2也不变。根据，分母不变，分子不变，所以η不变。 13．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）水平地面上，建筑材料对地面的压力 建筑材料对地面的压强为 （2）绳子自由端移动的距离 工人拉力做功为 （3）工人拉力做功的功率为 （4）有用功 滑轮组的机械效率为 答：（1）工人没有提升建筑材料时，建筑材料对地面的压强为； （2）工人拉力做功为； （3）工人拉力做功的功率为； （4）本次提升建筑材料，滑轮组的机械效率为。 14．见解析 【详解】按图示的A、B、C三种方法关门，A种方法不能将门关上，是因为此时力的作用线通过支点，导致该力的力臂为0，不能使门转动，不能将门关上；根据杠杆平衡原理，在阻力和阻力臂不变的情况下，在B点施力其动力臂最长，动力最小则最省力。即用FB关门最省力。 15．动力和阻力臂的关系 【详解】晓刚想探究的是改变物体的位置，人用的力变化情况，其中改变物体的位置，就会改变阻力臂的大小，人用的力就是动力的大小，所以他要探究的问题是阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂的关系。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$