第九章机械和功同步训练----2024-2025学年北师大版物理八年级下学期

第九章 机械和功 一、单选题 1．下面所描述的力，对物体做了功的是（　　） A．推小车向前运动了一段距离 B．搬石头但没有搬动 C．托着货物停在水平地面上 D．提着滑板在水平路面上前行 2．把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（   ） A．A上升，B上升 B．A下降，B上升 C．A、B均静止 D．A上升，B下降 3．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是（　　） 柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油 甲 相同 3h 5kg 乙 2h 6kg A．甲的功率较大，热机效率较低 B．甲的功率较大，热机效率较高 C．乙的功率较大，热机效率较高 D．乙的功率较大，热机效率较低 4．如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（　　） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大 5．一根轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的中点挂一重物G，在杠杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F，如图所示，力F使杠杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中，力F和它的力臂lF、重力G和它的力臂lG的变化情况是  （　　） A．F增大，lF增大 B．F减小，l F增大 C．G不变，lG减小 D．G不变，lG增大 6．“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（　　） A．a B．b C．c D．d 7．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端，下列说法正确的是（　　） A．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额=W乙额 B．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额＜W乙额 C．若甲、乙斜面光滑，则拉力F甲＜F乙 D．若甲、乙斜面光滑，则拉力所做的总功W甲总＜W乙总 8．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计了如图所示的两种方式拉升重物，在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为 F1和 F2（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下时最省力 B．使用动滑轮拉力更小，且做功更少 C．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度 D．使用动滑轮拉力做功的功率大于使用定滑轮拉力做功的功率 二、填空题 9．一台机器的功率是150kW，它表示的含义是 。功率是用功和时间的比值来定义的，请你再举出一例采用比值定义法定义的物理量 。 10．小明和小华玩跷跷板，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。设小明体重为G1，小华体重为G2(G1＜G2)，则小华离支点的距离为 m。若两人再拿同样重的铁球，则 (填“小明”或“小华”)将下降。 11．家用汽车长安CS75plus的发动机有2.0T和1.5T两种排量，最大功率分别是171kW和131kW。为了测试这两款车的加速能力，在车重和阻力相同的情况下，让它们以最大功率从静止加速到100km/h，测试结果分别是用时7.9s和10.2s，则它们这段在加速过程中，发动机功率较大的是 （选填“2.0T”或“1.5T”，下同）、牵引力较大的是 ；观察到2.0T的加速距离较短，说明 的发动机做功较多。 12．小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝4cm，则金属筐的质量为 kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，便之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是 kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为 kg。（g取10N/kg） 13．如图甲是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 （省力/费力/等臂）杠杆。如图乙所示，手柄 （粗/细）一些的螺    丝刀用起来更省力；螺纹 （密/稀）一些的螺丝钉拧起来更省力。 三、实验题 14．小闽通过如图所示的实验装置，研究“动能的大小与物体运动的速度的关系”： （1）实验1：将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离； （2）实验2：将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 （选填“短”或“长”），由上述实验现象，我们可以得出结论； ； （3）若将小球从一光滑斜槽轨道的O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为和，则 （选填“>”“=”或“<”），当小球到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 （选填字母）。 A．沿a轨迹运动    B．沿b轨迹运动 C．沿c轨迹运动    D．保持静止 15．利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。 （1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，数据记录如表所示： 次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 根据以上数据得出杠杆平衡条件是 ； （3）继续实验，调节杠杆平衡后，在杠杆上的A点处挂4个相同钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 个相同钩码； （4）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”，“变小”或“不变”）； （5）杠杆在生活中有很多应用。现欲使如图丁所示的静止跷跷板发生转动，小孩甲可采取的做法是 。 四、计算题 16．小明健身用的拉力器结构如图－2－3所示，他用250 N的拉力向下拉动拉杆，使重为200 N的配重块在2 s内匀速升高40 cm，不计拉杆和绳的重力．求： (1)2 s内配重块运动的速度 ． (2)在这2 s内小明所做的功及功率 ． 17．一辆电动小车沿某水平轨道做匀速直线运动，已知小车内的电机对小车产生的水平驱动力为 5 牛。 （1）当小车通过 10 米路程时，求电机对小车所做的功 W； （2）若保持电机对小车做功的功率不变，让小车沿另一水平轨道做匀速直线运动，发现小车的速度小于在前轨道上的速度，则电机对小车产生的水平驱动力如何变化？并简述理由。 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 《第九章 机械和功同步训练----2024-2025学年北师大版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B D C D B C D 1．A 【详解】A．小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在小车上，小车在该力的方向上通过了距离，所以做了功，故A符合题意； B．用力搬石头，但未搬动，有力作用在物体上，但没有移动距离，所以不做功，故B不符合题意； C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力的作用，但没有在力的方向上通过距离，所以不做功，故C不符合题意； D．提着滑板在水平路上前行，人给滑板一个向上的力，滑板向上没有移动距离，人对滑板没有做功，故D不符合题意。 故选A。 2．B 【详解】设两个物体的重力均为G，则绳子受到的拉力为 动滑轮受到两根绳子向上的拉力F，B对动滑轮的向下的拉力大小为G，所以 故动滑轮会向上运动，即B上升，则A下降。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．D 【详解】由可得，甲、乙两台柴油机完成工作量相同，甲所用的时间大于乙所用的时间，所以P甲＜P乙。 甲、乙两台热机消耗的总能量分别为 由于m甲＜m乙，所以W甲＜W乙；利用能量的利用效率的计算公式可知，在有用功相同的情况下，消耗的总能量越少，效率就越高，所以乙柴油机的效率低。故D正确。 故选D。 4．C 【详解】过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得 l1＞l 2＞l 3 根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是 F1＜F2＜F3 故选C。 5．D 【详解】杠杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中，支点到力F作用线的垂直距离在变短，即动力臂lF变短，支点到重力作用线的垂直距离在变长，即阻力臂lG变长，由杠杆平衡条件可知，在G不变，lG变长，lF变短，则F变大。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 6．B 【详解】根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变，动力的力臂最大时，动力最小，所以用力沿b方向关闭水龙头时，动力臂最大，用力最小，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 7．C 【详解】AB．由于甲的倾斜程度小，故木块在斜面甲上的压力较大，又因为甲的斜面较长，故拉力在甲斜面所做的额外功较大，即W甲额＞W乙额，故AB错误； CD．若甲、乙斜面光滑，则倾斜程度较小时的拉力较小，越省力，即F甲＜F乙；光滑斜面，拉力做功等于克服物重做的功，转化为木块的重力势能，则W甲总=W乙总，C正确，D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不计绳重和摩擦时，用定滑轮拉重物，各个方向的拉力都等于物重，故A错误； B．不计绳重与摩擦，使用定滑轮拉力做的功等于克服物体重力做的功，即W1=Gh；使用动滑轮，不计绳重与摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，即 W2=(G+G动)h 所以，使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功，故B错误； C．动滑轮绳子的有效段数为2，用动滑轮提升重物上升h高度，测力计移动的距离为2h，故C错误； D．使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功，由于做功时间相同，根据可知，使用动滑轮拉力做功的功率大于使用定滑轮拉力做功的功率，故D正确。 故选D。 9． 机器在1s内所做的功是1.5×105J 机械效率 【详解】[1]功率是表示做功快慢的物理量，数值上等于单位时间内做的功，一台机器的功率是150kW，它表示的含义是：机器在1s内所做的功是1.5×105J。 [2]机械效率是有用功和总功的比值，是采用比值定义法。 10． 小明 【详解】[1]由题知，L1=2m，跷跷板在水平位置平衡 G1L1=G2L2 L2== [2]若两人再拿同样重的铁球，小明和铁球对翘翘板的力和力臂 G1L1+GL1 小华和铁球对翘翘板的力和力臂 G2L2+GL2 G1L1=G2L2，G1＜G2 L1＞L2 GL1＞GL2 G1L1+GL1＞G2L2+GL2 所以小明将下降。 11． 2.0T 2.0T 2.0T 【详解】[1]由题可知，让两款车以最大功率从静止加速到100km/h，且P2.0T=171kW，P1.5T=131kW，故在加速过程中，发动机功率较大的是2.0T。 [2]因2.0T的发动机功率较大，则由可知，在速度相同时，牵引力较大的是2.0T。 [3]以最大功率从静止加速到100km/h，测试结果分别是用时7.9s和10.2s，则2.0T的发动机所做的功为 1.5T的发动机所做的功为 所以2.0T的发动机做功较多。 12． 13.8 36 0.25 【详解】[1]螺纹钢重力 G=mg=1.2kg×10N/kg=12N 因为质量均匀分布，所以重力作用在重心位置，即中点，重心到O距离为 L1=0.5m-0.04m=0.46m 由杠杆平衡条件可知 G×L1=G1×OB 解得 金属筐的质量为 [2]因为之前已经调平衡，所以根据杠杆平衡条件可得 F×OA=G2×OB 解得 重物的质量是 [3]1kg的“秤砣”重力为 G3=m3g=1kg×10N/kg=10N 根据杠杆平衡条件最大物重为 最大质量为 OA=96cm，所以该杆秤的分度值为 13． 等臂 粗 密 【详解】[1]由图甲知，用力摁住C点打开夹子时，AC是绕着B点转动的，C点受到的力是动力，A点受到的力是阻力，所以支点是B点。由题意知，AB=BC，即动力臂等于阻力臂，所以是等臂杠杆。 [2]如图乙知，螺丝刀在作用时相当于轮轴，手柄相当于动力臂，作用在手柄上的力是动力，据杠杆的平衡条件知，在阻力和阻力臂不变时，使用手柄粗一些的螺丝刀，相当于增大动力臂，可以减少动力，即更省力。 [3]螺丝钉的螺纹的作用相当于斜面，螺纹密一些的螺丝钉，相当于在斜面的高度不变时，增大斜面的长度，起到省力的作用。 14． 短 物体质量相同时，速度越大，动能越大 = A 【详解】（2）[1][2]观察到木块在实验2被撞出的距离比实验1的距离短 ，实验2中小球到达斜面底端的速度小于实验1小球到达斜面底端的速度，从实验结果可得：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[3]将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下 ( 图丙)，由于斜槽轨道是光滑的无摩擦力且不计空气阻力，实验过程不存在能的损耗，因此EA=EB。 [4]当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，小球具有水平方向的速度，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿a轨迹做匀速直线运动 ，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 15． 右 6 变大 向后（向远离支点的方向）移动一段距离 【详解】（1）[1]杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[2]根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或 （3）[3]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件得 ，即 解得 所以需挂6个钩码。 （4）[4]当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直，则该力的力臂短了，因阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，就会使得拉力变大。 （5）[5]要使翘翘板转动，需要增大甲的重力和力臂的乘积或减小乙的重力与力臂的乘积，所以可采取的做法是：小孩甲不动，小孩乙向靠近支点方向移动；或者是甲向后（向远离支点的方向）移动一段距离。 16． 0.2 m/s 100J 【详解】 (1) 配重块运动的速度：v＝＝0.2m/s；(2)拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×0.4m＝100J，拉力做功的功率：P＝＝50W. 点睛：（1）利用速度公式求配重块运动的速度；（2）使用的是定滑轮，拉力移动的距离s＝h，总功W总＝Fs，再利用功率公式P＝求解功率． 17．（1）50J；（2）见详解 【详解】解：（1）电机对小车做的功为 （2）当小车的速度小于在前轨道上的速度时，电机对小车的水平驱动力变大，因为首先根据，功率不变，相同时间内做的功不变，其次速度减小，相同时间内通过的路程减小，最后根据可得W不变s减小，则水平驱动力增大。 答：（1）当小车通过10米路程时，电机对小车做的功为50J； （2）当小车的速度小于在前轨道上的速度时，电机对小车的水平驱动力变大。 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 $$