第九章 简单机械 2024-2025学年鲁科版（五四学制）（2024）物理八年级下册

第九章 简单机械 2024-2025学年鲁科版（五四学制）（2024）物理八年级下册 一、单选题 1．若要用30N的力刚好提起40N的物体，下列简单机械中可以采用的是（不计机械本身重和摩擦）（　　） A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．一个滑轮组 2．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（　　） A．动力F逐渐变大 B．动力F逐渐变小 C．动力F一直不变 D．无法确定动力F大小 3．人类用智慧创造了机械，机械改变着我们的生活。下列关于机械的说法正确的是（　　） A．汽车方向盘是常见的轮轴，既不省力也不费力 B．要多使用省力的机械，不使用费力的机械 C．杠杆使用不方便，滑轮使用方便 D．盘山公路是特殊的斜面，是省力机械 4．如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（　　） A．24N B．60N C．12N D．7N 5．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示生产生活中的简单机械，使用时费力的是（　　） A．  盘山公路 B．  门把手 C．  旗杆顶端的定滑轮 D．  赛艇的浆 二、填空题 7．在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示，护城河上安装的吊桥，在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 （选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为 （选填“A”“B”或“C”）点的杠杆。如图乙所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，利用该滑轮能省 （选填“力”或“功”）。若滑轮重10N，不计绳重及摩擦，拉力F为 N。 8．如图所示，AC>BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，推力做功为W1、W2，在不考虑摩擦的情况下：F1 F2，P1 P2，W1 W2（均选填“>”“<”或“=”）。 9．“文明城市”的创建让城市更美更洁净，如图所示，园林工人使用的剪刀可以省 ，把被剪物体尽量 （靠近/远离）剪刀的转动轴，可剪断物体时更省力；环卫工人使用的扫帚可以省 ；上山的公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的 ，可以省力。 10．自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力， 动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆。 （1）自行车的前齿轮和脚踏板及自行车的后齿轮和后车轮构成的简单机械为 ，分别可以看成一个 杠杆和 杠杆； （2）骑自行车时，人脚应该向什么方向用力才能最省力呢？ 11．滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的 。滑轮组用几段绳子吊着物体，动力移动的距离就是重物升高距离的 。 三、实验题 12．某同学选用相同的实验器材，用实验研究某个物理问题。实验过程以及可以得到的实验数据如图所示（他每次都是匀速提起钩码）。根据图中得到的信息，你认为该同学在研究 这一物理问题。 比较图中（a）、（b）两图可得出的初步结论是： 。 比较图中（b）、（c）图可得出的初步结论是： 。 13．在许多公共场所的楼梯旁建有供残疾人车辆上下的坡道，在物理中我们把它叫做斜面。某学习小组的同学在学习了杠杆和滑轮的知识后，想研究使用斜面的特点．他们用弹簧测力计将重为G的物体匀速提升h高度，测力计示数为F。然后他们利用光滑的木板（摩擦阻力忽略不计）做成高度为h的斜面，把物体先后放在斜面上，用弹簧测力计拉着物体沿斜面向上，记下弹簧测力计的示数．在保持斜面高度不变的情况下，多次改变斜面的长度进行实验（如图）．他们将实验数据记录在表中，并计算出拉力做的功，如下表所示。 （G=8牛，h=0.12米） 实验序号 竖直提升（米） 拉力（牛） 拉力做功（焦） 1 0.12 8 0.96 实验序号 斜面长度（米） 拉力（牛） 拉力做功（焦） 2 0.16 6 0.96 3 0.20 4.8 0.96 4 0.24 4 0.96 5 ______ 2 ______ （1）分析比较表中拉力和物体重力的大小关系，可得：使用斜面， ； （2）分析比较表中拉力与斜面长度的变化关系及相关条件，可得： ； （3）分析比较表中最后一列拉力做功，可发现： ； （4）根据（3）中得出的结论，请填写第5次实验数据 。 四、计算题 14．在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求： （1）小明克服泥土重力做的功。 （2）拉力的大小。 （3）拉力的功率。 五、简答题 15．反思是一种良好的学习品质。在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。 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 C A D C D D 1．C 【详解】A．定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A不符合题意； B． 动滑轮可以省力，但一般省一半力，故B不符合题意； C．杠杆中包括省力杠杆，故C符合题意； D．一个动滑轮组成的滑轮组一般可以省一半、 三分之一的力，不满足条件，故D不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】由杠杆平衡条件可知，图中阻力和动力臂的大小不变，但是阻力臂变大，则动力F将变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．D 【详解】A．汽车方向盘是常见的轮轴，它可以省力，故A错误； B．使用省力还是费力机械根据实际情况，比如：使用撬棒撬石头，用的是省力机械；使用钓鱼竿钓鱼，用的是费力机械，故B错误； C．人的手臂就是一个杠杆，使用方便，如果使用动滑轮将地面上的物体吊到高处，人站到高处向上拉，不是很方便，故C错误； D．斜面的坡度越小越省力，坡度越大越不省力；盘山公路利用了斜面省力的原理，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】由题意知，弹簧测力计的示数为34N，滑轮重10N，滑轮两侧绳子的拉力是相等的，B悬空且处于静止状态，由二力平衡条件可得绳子的拉力 由力的平衡条件可得 则B的重力为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．D 【详解】不计机械自重和摩擦： A．图中为动滑轮，动力作用在轮上，； B．图中为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，因此； C． 图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则； D． 设杆与水平面的夹角为，根据杠杆平衡条件可得 解得； 综上所述，因此动力最小的是D，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．D 【详解】A．盘山公路属于斜面，可以省力，故A不符合题意； B．门把手属于轮轴，可以省力，故B不符合题意； C．旗杆顶端的定滑轮是等臂杠杆，不省力，也不费力，故C不符合题意； D．赛艇的浆动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，故D符合题意。 故选D。 7． 定 B 力 30 【详解】[1]在拉起吊桥过程中，滑轮组C的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，不能省力。 [2]由图可知，在拉起吊桥过程中，吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是B点。 [3]由图知，施加拉力F时，物体上升过程中滑轮也同时上升，所以此滑轮是一个动滑轮，由动滑轮的工作特点可知，使用动滑轮不能改变力的方向且费距离，但可以省力。 [4]已知物体重50N，滑轮重10N，动滑轮上承受重物的绳子股数 不计绳重及轮与轴间的摩擦，绳子自由端的拉力为 8． < = = 【详解】[1]由题意可知，AC>BC，斜面AC倾斜角度小于BC，，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1<F2。 [3]不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同，等于克服物体重力所做的功，即W1=W2。 [2]拉力做功相同，所用时间相同，根据可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。 9． 力 靠近 距离 斜面 【详解】[1]园林工人使用的剪刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，即园林工人使用的剪刀可以省力。 [2]被剪物体越靠近支点，阻力臂越小，越省力。 [3]环卫工人使用的扫帚，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离。 [4]盘山公路相当于简单机械中的斜面，多移动了距离，但可以省力。 10． 轮轴 省力 费力 详见解析 【详解】（1）[1]根据题意知，自行车的前齿轮和脚踏板、自行车的后齿轮和后车轮构成的简单机械为轮轴。 [2][3]根据题意可知，自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆；自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴，动力臂后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆。 （2）[4]根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，当动力臂最长时，需要的动力是最小的，故当人脚垂直于与脚踏板相连的金属杆用力时，动力臂是脚踏板到轴心的长度，动力臂最大，此时最省力。 11． 几分之一 几倍 【详解】[1]使用滑轮组能省力，省力情况由通过动滑轮的绳子的段数决定，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。 [2]使用滑轮组省力费距离，滑轮组用几段绳子吊着物体，动力移动的距离就是重物升高距离的几倍。 12． 定滑轮的使用特点 使用定滑轮提起重物时，不能省力，但可以改变用力方向 使用定滑轮匀速提起相同钩码时，向各个方向的力都相等 【详解】[1]该图中的轮轴是固定的，是定滑轮；第一次单独用弹簧秤提起钩码，第二次是经过定滑轮拉起钩码，第三次是改变拉力的方向拉，所以这是验证定滑轮的使用特点。 [2]当匀速拉动钩码时，拉力与重力大小相等；由图（a）、（b）可知，这几种情况下拉力的大小相同，都等于钩码的重力；所以可以得出的结论是：使用定滑轮时不能省力，但可以改变力的方向。 [3]比较图中（b）、（c）图可知：力的方向不同，故得出的结论是：使用定滑轮时向各个方向的力都相等。 13． 可以省力 在斜面高度和提升物体重力相同的条件下，斜面越长，拉力越小 使用斜面不能省功 0.48，0.96 【详解】（1）[1]他们用弹簧测力计将重为G的物体匀速提升h高度，测力计示数为F，由二力平衡知识，物体受到的拉力与物体的重力为一对平衡力，拉力与物体的重力大小相等，由表中数据知道 F=G=8N 分析比较表中序号2、3、4数据，利用斜面的拉力都小于物体的重力，故可得结论：使用斜面可以省力。 （2）[2]分析比较表中拉力与斜面长度的变化关系及相关条件知道，在斜面高度和提升物体重力相同的条件下，斜面越长，拉力越小。 （3）[3]分析比较表中序号2、3、4最后一列拉力做功知道，做的功都为0.96J，与序号1中直接提升物体做的功相等，故得出的结论是：使用斜面不能省功。 （4）[4]由（3）中得出的结论知道，使用斜面不能省功，故第5次实验拉力做的功为0.96J；由W=Fs知道，第5次实验斜面的长度 所以表中分别填0.48、0.96。 14．（1）600J；（2）80N；（3）40W 【详解】解：（1）把重为120N的土从井中匀速提升5m，则小明克服泥土重力做的功 W有＝Gh＝120N×5m＝600J （2）由乙图可得：t＝20s时，W总＝800J，由图可知n＝2，绳端移动的距离 s＝nh＝2×5m＝10m 由W＝Fs可得，拉力 （3）拉力的功率 答：（1）小明克服泥土重力做的功为600J。 （2）拉力的大小为80N； （3）拉力的功率为40W。 15．见解析 【详解】由于动滑轮上有两段绳子，则在不计摩擦的情况下，绳子拉力为 则要满足竖直向上的拉力F小于物重G，即为 故G>G动。 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 $$