第九章机械和功提升训练----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．“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 2．如图所示，同一小球从高为h的斜面顶端滚到底端的过程中，关于重力对小球做功大小的比较，下列说法正确的是（　　）    A．W丙＞W乙＞W甲＞W丁 B．W乙＞W甲＞W丁＞W丙 C．W甲＝W乙＝W丙＝W丁 D．W丙＞W甲＝WZ＞W丁 3．如图所示的工具，在使用中不能省力的是（　　） A． B． C． D． 4．下列情况中做功最多的是（　　） A．将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m B．将200N的木箱用10N的水平拉力使其在水平面上前进10m C．重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速移动10m D．大力士用力举着800N的杠铃不动 5．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度，若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N。在把物体匀速提升1m的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等 D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率 6．甲、乙两机器的功率分别为P甲=1000瓦、P乙=880瓦，下列说法正确的是（　　） A．做功相同，甲用时多 B．甲做功多 C．用时相同，甲做功少 D．甲做功快 7．某同学用滑轮组提升物体，若物体升高1m时，绳子自由端移动的距离是3m，该同学用力的方向向下，则该滑轮组的组成情况是（　　） A．由1个动滑轮，2个定滑轮组成 B．由2个动滑轮，1个定滑轮组成 C．由1个动滑轮，1个定滑轮组成 D．由2个动滑轮，2个定滑轮组成 8．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 二、填空题 9．船桨可看成一根杠杆。如图所示，其支点位于图中 点，要使划船时所用的力小一些，则运动员两只手之间的距离应 一些（选填“增大”、“减小”、“不变”）。船桨属于 杠杆（选填“省力”、“等臂”、“费力”），它的优点是 。    10．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时收集到的信息。 物重G/N OA/m OB/m A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m 40 0.8 0.4 0.2 0.1 若不计杠杆自重和摩擦，拉力应为 N；若实际拉力F为90N，则该杠杆的机械效率为 。 11．如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为，则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W，物体A受到的摩擦力是 N；若拉力F增大，物体A受到地面的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（不计绳重和滑轮重） 12．如图所示，王老师用10N的水平推力推着推车，10s前进了5m，则王老师对推车做的功为 J，此时的功率为 W。 13．如图所示，是用来锻炼腿部和手臂的肌肉力量健身器材的示意图，重物质量为30 kg；(g取10 N/kg) (1)锻炼手臂的肌肉力量时，绳A端固定不动，手在B处用力拉绳，使重物匀速上升，此时滑轮O是 (选填“定”或“动”)滑轮，拉力是 N； (2)锻炼腿部肌肉力量时，绳B端固定不动，腿中A处用力拉绳，使重物匀速上升，此时滑轮O是 (选填“定”或“动”)滑轮，拉力是 N。(不考虑轮重和摩擦) 三、实验题 14．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表： 物理量 实验次数 钩码总重 G/N 钩码上升的高度 h/m 测力计示数 F/N 测力计移动距离 s/m 机械效率 η 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）第1次实验测得的机械效率为 ，（结果保留两位小数）若不计绳重与摩擦，动滑轮重为 N； （2）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组可以通过 来提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率 ； （3）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。 15．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，将杠杆拉至图中实线位置，测力计的示数F为 N。钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，测力计移动距离s为0.3 m时，杠杆的机械效率为 %。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： ； （2）为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表所示的两组数据： 实验序号 钩码挂点 钩码总重G/N 钩码移动的距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关，钩码越重其效率越高”的结论? 答： （填“能”或“不能”），请简要说出两条理由：① ；② ； （3）若仅将钩码从A点改挂到B点，其他因素不变，则杠杆的机械效率将 （填“变大”“变小”或“不变”），理由是 。 四、计算题 16．如图是某厂家开发的汽车，其质量为1500kg，车轮与地面接触的总面积为0.075，该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km，用时10min，这一过程中汽车发动机的输出功率为．（g取10N/kg） (1)汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)汽车牵引力所做的功是多少？ (3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少？ 17．如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求： (1)按甲方式拉动时，物体的速度； (2)若物体运动3秒，F甲所做的功； (3)若物体移动了3.6米，F乙的功率。 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 机械和功提升训练----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 B C C A A D A C 1．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。 2．C 【详解】同一小球从高为h的斜面顶端滚到底端的过程中，关于重力对小球做功W＝Gh，每个的重力和高度都相同，因而做功相等，故C正确；ABD错误。 故选C。 3．C 【详解】A．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能省力，故A不符合题意； B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能省力，故B不符合题意； C．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不能省力，故C符合题意； D．撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能省力，故D不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m，所做的功是 用10N的水平拉力使重200N的木箱在水平面上前进10m，拉力所做的功是 重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速前进10m，没有在重力和支持力的方向上移动距离，所以重力和支持力没有做功，接触面光滑，说明木箱不受摩擦力，所以没有力对物体做功；大力士用力举着800N的杠铃不动，虽然大力士对杠铃有力的作用，但在力的方向没有移动距离，因此大力士没有对杠铃做功。 故选A。 5．A 【详解】AB．甲、乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，根据可知两滑轮组所做的有用功相同，则 故A正确，B错误； C．由图可知滑轮组绳子的有效股数，，动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，根据可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C错误； D．不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等，即 由于 则两滑轮组的总功相同，即 有用功相同，总功相同，根据可知，两滑轮组的机械效率相等；故D错误。 故选A。 6．D 【详解】A．由题可知，P甲=1000瓦、P乙=880瓦，则P甲>P乙，由，做功相同时，甲机器用时少于乙机器用时。故A错误； BD．功率是描述做功快慢的物理量，P甲>P乙，说明甲做功快，由于做功时间未知，无法判断甲乙机器做功的多少。故B错误，D正确； C．由P甲>P乙，W=Pt可知，相同时间时，甲机器做功多于乙机器做功。故C错误。 故选D。 7．A 【详解】物体升高1m时，绳子自由端移动的距离是3m，所以承担物重的绳子的股数为3，，绳子从动滑轮开始往上绕，从动滑轮出来绕到定滑轮再绕回来，正好3股，所以该滑轮组为1个动滑轮，该同学用力的方向向下，所以要用2个定滑轮，使拉力的方向向下。 故选A。 8．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。 9． A 增大 费力 省距离 【详解】[1]如图，在使用船桨时，动力作用点在B点，支点在A点。 [2]使划船时所用的力小一些，由杠杆平衡条件：F1×L1＝F2×L2可知，要使动力减小，在阻力和阻力臂不变的条件下，要增大动力臂，也就是增大两只手之间的距离。 [3]船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 [4]费力杠杆的优点是省距离。 10． 80 88.9% 【详解】[1]如图，不计杠杆自重和摩擦，根据杠杆的平衡条件可得 则 [2]由表中数据可知，提升物体所做的有用功为 W有用＝Gh＝40N×0.2m＝8J 总功为 杠杆的机械效率 11． 40 4 32 不变 【详解】[1][2][3]弹簧测力计的示数为20N，则拉力F为20N，物体A移动距离为 由图可知，有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为 则拉力F所做的功为 拉力F的功率为 有用功为 则物体A受到的摩擦力为 [4]若拉力F增大，压力和接触面粗糙程度不变，所以物体A受到地面的摩擦力不变。 12． 50 5 【详解】[1]王老师推推车的力在水平方向，推车也在水平方向运动，所以王老师对推车做了功，王老师对推车做的功 [2]功率为 13． 动 600 定 300 【详解】（1）[1]如图所示，锻炼手臂的肌肉力量时，绳A端固定不动，手在B处用力拉绳，使重物上升，此时滑轮O随重物一起向上运动，滑轮O是动滑轮。 [2]由题可知，重物的重力为 由图示可知，动滑轮随重物匀速上升的过程中，动滑轮两边的绳子承受的力的大小相等都是300N，不考虑轮重和摩擦，则手的拉力至少是重物重力的2倍为600N。 （2）[3]如图所示，锻炼腿部肌肉力量时，绳B端固定不动，腿在A处用力拉绳，使重物上升，此时滑轮O固定不动，滑轮O是定滑轮。 [4]由题可知，重物重力为300N，滑轮O是定滑轮，由于定滑轮不省力，不考虑轮重和摩擦，则腿的拉力至少是300N。 14． 74.07% 1.4 增加物体重力 越低 无关 【详解】（1）[1]第1次实验测得的机械效率 [2]弹簧测力计的示数为1.8N，动滑轮上的绳子段数是3段，不计绳重与摩擦，则 实验中每个钩码重2N，则 G=2×2N=4N 则动滑轮重 G动=3F-G=3×1.8N-4N=1.4N （2）[3]由第1、2次实验数据可知，提升重物不同，且提升重物越重，滑轮组的机械效率越高，即使用同一滑轮组，可以通过增加物体重力来提高滑轮组的机械效率。 [4]由第1、3次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。 （3）[5]分析第3、4次实验数据可知，物体被提升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。 15． 0.5 66.7 杠杆自身有重力 不能 两次实验时钩码没有挂在同一位置 一次对比实验所得结论是不可靠的 变大 见详解 【详解】（1）[1]弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.1N，示数为0.5N。 [2]用杠杆提起货物，对货物做的功有用功为 W有＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J 用杠杆提起货物，对整个杠杆做的功为总功为 W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J 则杠杆的机械效率为 [3]用杠杆提起重物时，杠杆也会同时被提升一定高度，由于杠杆自身有一定重力，此时对杠杆做的功为额外功。 （2）[4][5][6]分析机械效率的影响因素采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持位置不变，多次改变物重；分析多组数据，才能得出正确结论，故实验中重物位置不同，只凭一次实验数据做出结论是不科学的。 （3）[7][8]钩码的悬挂点在A点或B点时，将杠杆提升到相同位置的过程，拉力克服杠杆自身重力所做额外功是一样的，但B点物物体提升的高度更大，所做的有用功更多，根据机械效率的定义，此时的有用功占总功的比例更大，机械效率更高。故若仅将钩码从A点改挂到B点，其他因素不变，则杠杆的机械效率将变大。 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）（1）该汽车静止在水平路面上时，对地面的压力 对地面的压强 （2）由得，汽车牵引力所做的功 （3）由得，汽车受到的牵引力 汽车匀速直线运动时，牵引力和阻力是一对平衡力，则阻力 17．(1)0.4m/s；(2)4.8J；(3)2.4W 【详解】(1)由题意可知，图2中的甲图像是图1的F甲拉力自由端的图像，由s-t图像可知，F甲拉力自由端的速度 F甲拉力自由端的速度是0.4m/s；从图1的F甲拉力图像中可看到，这是一个定滑轮，物体的速度和F甲拉力自由端的速度是相等的，那么按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s。 (2)若物体运动3秒，那么F甲拉力自由端移动的距离 已知F甲的大小为4牛，根据可知F甲所做的功 F甲所做的功是4.8J。 (3)由题意可知，按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，那么两种方式下，物体对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，那么两种方式下的滑动摩擦力大小相同；已知F甲的大小为4牛，那么甲方式中拉物体的拉力也是4N，物体做匀速直线运动，那么物体受到的摩擦力大小等于物体的拉力，也是4N，即 那么 乙方式中物体做匀速直线运动，受到的摩擦力大小等于物体受到的拉力，从图中乙方式可以看到，这是一个动滑轮，两条绳子托着动滑轮，那么F乙的大小 F乙的大小是8N；从图2可以看到，乙拉力自由端的速度 根据可知，这情况下F乙的功率 这情况下F乙的功率是2.4W。 答：(1)按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s； (2)若物体运动3秒，F甲所做的功是4.8J； (3)若物体移动了3.6米，F乙的功率是2.4W。 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 $$