第十二章 简单机械- 2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册

第十二章 简单机械 一、单选题 1．日常生活中的许多现象都与我们所学习的物理知识有关，下列说法不正确的是（　　） A．轮胎上的花纹可以增大摩擦力 B．荡秋千时，小孩的机械能不守恒 C．盘山公路不省距离，但是省力 D．投掷出去的铅球在空中飞行的过程，是受到了运动员对它做的功 2．在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是（　　） A．钳子 B．赛艇的桨 C．剪纸剪刀 D．镊子 3．如图所示的情景，分析正确的是（　　） A．机械表保养时上油，是为了减小摩擦 B．吸管的一端剪成斜口，是为了减小压强 C．食品夹在正常使用时，是省力杠杆 D．举着杠铃稳定站立时，运动员对杠铃做功 4．一同学要抬起一根粗细均匀，重800N的杠杆的一端，另一端不离地，他至少要用力（    ） A．800N B．600N C．400N D．200N 5．用图所示的装置提升重力为1000N的物体A，卷扬机对绳子的拉力F为600N，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下匀速向下移动10m，所用时间为50s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为200N B．物体A上升的速度为0.2m/s C．拉力F的功率为240W D．滑轮组的机械效率约为56% 6．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（　　） A．增大桶内的水量 B．增大水桶的质量 C．增大转动摇把的速度 D．使用更粗的绳子 二、填空题 7．如图所示为等刻度轻质杠杆，A处挂4N的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则应在B处施加的力方向向 （选填“上”或“下”）， 大小为 N。 8．如图，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有 段绳子承担总重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木插碓头，硬嘴为铁，足踏其末而舂之”，其原理图如图乙所示，。若碓头质量为20kg，捣谷人质量为64kg，左脚与地面的接触面积为200cm2，舂谷过程中不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为0，g取10N/kg，则碓头的重力为 N；当他右脚在B点用最小力F1踩横木使其刚好转动，则人的左脚对地面的压强为 Pa、 10．如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA的中点，在C处挂重为80N的物体，用竖直向上的力F大小为25N，杠杆可处于静止状态。若F的方向始终竖直，将物体匀速缓慢提升20cm，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”），若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为 ，杠杆的重为 N。若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。 11．用图甲滑轮组将5N的重物匀速提升2m的过程中，绳端拉力为2N，滑轮组的机械效率为 %。在图甲滑轮组上加了一个滑轮，如图乙所示，匀速提升相同重物时，若忽略绳重及摩擦，则它们的机械效率 （选填“相同”或“不同”）。 三、实验题 12．小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验时调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，主要目的是：是便于测量 。 （2）小明在图甲所示的A位置挂上4个钩码，每个钩码重0.5N，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡。 （3）小明又改用弹簧测力计在图乙所示的C位置竖直向上拉，当杠杆平衡时，弹簧测力计读数是 N。 （4）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 四、作图题 13．按题目要求作图： (1)如图甲所示，杠杆处于平衡状态，请画出F1对应的动力臂L1。 (2)如图乙所示轻质杠杆AOBC可绕O点转动，OA之间挂一重物，请作出使杠杆平衡的最小力F1和阻力F2的示意图。 (3)如图丙，请画出滑轮组的绕法，实现既省力又改变力的方向。 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．如图是手提式干粉灭火器及使用说明，请认真阅读，回答下列问题： (1)如图是灭火器压柄和阀门结构简化示意图；请分析压柄使用时相当于什么杠杆，并说明判断依据； (2)使用灭火器时，若手握住软管后端，当气体喷出时，软管会发生随意摆动，如图所示；请根据上述现象，从力学角度写出两个与之相关的物理原理。 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 D A A C A A 1．D 【详解】A．轮胎上的花纹可以通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故A正确，不符合题意； B．荡秋千时，克服摩擦力做功，小孩的机械能不守恒，故B正确，不符合题意； C．盘山公路费距离，但是省力，因为在斜面上，推力小于物体的重力，故C正确，不符合题意； D．投掷出去的铅球在空中飞行的过程，是由于惯性继续前进，此时运动员对铅球没有力的作用，故运动员对球不做功，故D错误，符合题意。 故选D。 2．A 【详解】A．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意 B．赛艇的桨在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．图示剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．在使用镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 3．A 【详解】A.机械表保养时上油，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故A正确； B.把吸管的一端切成斜口是压力不变时，减小受力面积，增大压强，故B错误； C.食品夹使用时，动力臂小于阻力臂为费力杠杆，故C错误； D.举着杠铃稳定站立时，运动员对杠铃有力的作用，但没有在力的方向上移动距离，故运动员对杠铃不做功，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】如图竖直向上施加抬力，动力臂最大，抬力最小 因为树干粗细均匀，重心位于中点，即 LOB=2LOA 根据杠杆平衡条件 故选C。 5．A 【详解】A．由图可知，承担物重的绳子股数为2，不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力 故A正确； B．由题意可知，绳子自由端移动的速度为 由可得物体A上升的速度为 故B错误； C．拉力F的功率为 故C错误； D．滑轮组的机械效率约为 故D错误。 故选A。 6．A 【详解】A．增大桶内的水量，则有用功会变大，桶的重力不变，则额外功不变，根据 可知，机械效率会变大，故A符合题意； BD．增大水桶的质量或使用更粗的绳子，在水的重力不变的情况下，则有用功不变，额外功变大，根据 可知，机械效率会变小，故BD不符合题意； C．根据 可知，增大转动的速度不会改变机械效率的大小，故C不符合题意。 故选A。 7． 上 2 【详解】[1][2]设每一小格的长度为1，O为支点，在A点为物体的重力，为阻力，方向竖直向下，OA为阻力臂，长为2，在B点施加的力为动力，OB为阻力臂，长为4，根据杠杆平衡条件可知，在B处施加的力为 解得在B处施加的力大小为2N，方向向上。 8． 3 变大 【详解】[1]使用滑轮组时，承担物重的绳子股数，是指从动滑轮上直接引出的绳子股数，由图可知，承担动滑轮绳子的股数为3段。 [2]由 W有＝Gh＝mgh 可知，增大所提物体的质量，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变，由 可知，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变时，机械效率变大。 9． 200N 1.7×104 【详解】[1]碓头的重力为 [2]根据杠杆的平衡条件可得 则捣谷人右脚对横木的压力为 因为力的作用是相互的，则横木对右脚的支持力 以捣谷人为研究对象，人的重力为 根据力的平衡条件可得，则左脚受到地面的支持力 左脚对地面的压力和左脚受到地面的支持力是一对相互作用力，大小相等，则 左脚对地面的压强为 10． 不变 80% 10 变大 【详解】[1]若F的方向始终竖直，将物体匀速缓慢提升20cm，阻力不变，根据数学相似知识可知动力臂与阻力臂之比不变，根据杠杆平衡条件可知拉力F的大小不变。 [2]若拉力F移动的距离为80cm，则总功为 有用功为 则杠杆的机械效率为 [3]额外功为 B是OA的中点，根据数学相似知识可知杠杆重心上升的高度为40cm，则杠杆的重为 [4]若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，有用功变大，额外功不变，所以杠杆的机械效率将变大。 11． 83.3 相同 【详解】[1]克服重力所做的有用功 由图可知与动滑轮相连的绳子股数为3，所以绳子自由端移动的距离为物体上升高度的3倍，则总功为 所以效率为 [2]在图甲滑轮组上加了一个滑轮，如图乙所示，即增加定滑轮的重。匀速提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，克服动滑轮做的额外功也一样，因此总功相同，也就是机械效率相同。 12． 力臂大小 3/三 3 变大 【详解】（1）[1]实验前要调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，因重力的方向竖直向下，由力臂的定义，此时力的作用点与支点的距离大小等于力臂大小，即可在杠杆直接读出力臂大小。 （2）[2]设杠杆的分度值为L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得 4G×3L=n×G×4L 解得n=3。要使杠杆在水平位置平衡，在B处挂3个钩码。 （3）[3]一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得 4×0.5N×3L=FC×2L 解得：FC=3N。 （4）[4]若用弹簧测力计在C处竖直向上拉，动力臂为OC，如图乙所示，当弹簧测力计逐渐向右倾时，动力臂变小，因阻力和阻力臂不变，由杠杆的平衡条件，则弹簧测力计的示数将逐渐变大。 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，支点是O，由支点向动力的作用线引垂线，支点到垂足的距离就是动力F1对应的动力臂L1，如图所示： （2）根据杠杆平衡的条件可知，力臂越长越省力，由图知OA作为动力臂最长，过A点做OA的垂线段，方向垂直OA向上，即为动力F1；阻力F2是重物对杠杆的拉力，作用点在杠杆上，过阻力的作用点沿竖直向下的方向画出阻力F2的示意图，如图所示： （3）要求使用该滑轮组提升重物时既省力又能改变力的方向，说明绳端拉力的方向应向下，所以绳子最后通过定滑轮，由此从外向内依次完成绕线，如图所示： 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．(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）使用灭火器时，用手握压柄，手施加的力为动力，阀杆对压柄的力为阻力，则动力臂大于阻力臂，所以压柄使用时相当于省力杠杆。 （2）当气体喷出时，气体对喷管有力的作用，则软管会发生随意摆动，所以力的作用是相互的；软管发生随意摆动时，软管的运动速度和方向一直在改变，即运动状态改变，所以力可以改变物体的运动状态。 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 $$