第九章机械和功练习题2024-2025学年北师大版物理八年级下册

第九章机械和功练习题 一、单选题 1．如图所示，杠杆每小格距离相等，每个钩码质量相等，杠杆处于平衡状态，现将左右两边钩码各取下一个，为使杠杆平衡，可以采取哪些措施（     ） A．将左边钩码向右移一小格 B．将右边钩码向右移一小格 C．将左边钩码向左移一小格，将右边钩码向右移一小格 D．将左右两边的钩码同时都向右移一小格 2．有两台机械甲和乙，甲的功率为，乙的功率为，下列说法正确的是（    ） A．甲一定比乙做功多 B．乙一定比甲做功多 C．甲一定比乙做功慢 D．相同时间内，甲一定比乙做功多 3．下列所示的四种情境中，人对物体做功的是（　　） A．踢出去的足球在地面上滚动 B．人提着滑板水平前行 C．小红搬石头未搬起 D．人推小车匀速前行 4．对物理概念的理解是学好物理的关键，关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（    ） A．物体受力且运动一段距离时，力就对物体做了功 B．功率大的机械做功一定多 C．做功快的机械其机械效率一定高 D．功率大的机械做功一定快 5．下列关于八年级下册物理课本估测的数值最接近实际情况的是（　　） A．一本物理课本的质量约为2kg B．托起一本物理课本所用力约为50N C．一本物理课本平放时对水平桌面的压强约为50Pa D．将一本掉在地面的物理课本捡起来放在课桌上做的功约为200J 6．下列有关功的说法正确的是（　　） A．推车时无论是否推动，只要人对车用了力，人就对车做了功 B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 C．冰壶被掷出后能在冰面上滑动很长的距离，这个过程中运动员对冰壶做了功 D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功 7．如图，小明和爸爸坐在跷跷板上处于平衡状态。如果右边小明和左边爸爸都向中间移动相同的距离，则跷跷板（　　） A．仍然平衡 B．右端下降 C．左端下降 D．可能左端下降，也可能右端下降 8．某同学在学习了杆秤的知识后，发现杆秤不仅可以称量物体的质量，还可以改为密度秤，用来测量液体密度。于是他利用身边的器材自己动手制作了一个测量液体密度的密度秤，如图所示。提纽固定在细木棒的重心O处，密度未知的金属块M固定在A点，钩码N是密度秤的秤砣，将钩码N挂在B点时，密度秤恰好水平平衡。现将金属块M浸没在某种液体中，调节钩码N的位置，当其移至C点时，密度秤再次水平平衡。已知，，，，钩码N的质量，金属块M的体积，细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．液体的密度为 B．物体的密度为 C．物体在液体中所受浮力为0.25N D．金属块M所受的重力为20N 9．一根不均匀的铁链长1.0m，重30N，盘曲在水平地面上。若用手拿起某一端（设为甲端）将其缓缓提起至另一端（设为乙端）恰好离开地面，需做功12J。如果将乙端从地面缓缓上提至甲端恰好离开地面，则需做功（    ） A．12J B．15J C．18J D．30J 10．对于机械做功，下列说法中正确的是（　　） A．省距离的机械可以省功，但一定费力 B．省力的机械一定费距离，但不省功 C．省力的机械可以省功，但一定费距离 D．省距离的机械可以省力，但不省功 二、填空题 11．如图所示重力为80牛的木块在大小为10牛的水平拉力F的作用下，10秒内沿水平面匀速前进了5米，则重力做功 焦，拉力的功率为 瓦。 12．如图所示的引体向上是一种简单易行的体育锻炼活动。在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升。小明的重力为600N，手臂长50cm，在1min内他做了10个引体向上，则他在这个过程中克服自身重力做的功总共为 J，功率为 W。当小明悬挂在单杠上静止不动时，他 （做功/不做功）。 13．如图所示，质量为45kg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1min内做了48个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为30cm，则她每次克服重力做的功约 J，功率为 W。（g取10N/kg） 14．如图所示，一段细绳一端固定，另一端系有小球A，使小球A在水平面内沿半径为r的圆做匀速圆周运动，一束平行光从左侧水平照射，在右侧的竖直墙壁MN上看到的小球A的影子的轨迹为 （选填“半径为r的圆”“长为r的线段”或“长为2r的线段”）；小球A在运动过程中，重力 （选填“做功”或“不做功”）。 15．花匠手握如下图所示的修枝剪刀把手的末端，便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆，它的支点在 （选填“A”“B”或“C”）点，使用该修枝剪刀修剪树枝时， （选填“能”或“不能”）省距离。 16．图甲所示是一款电动自行车，它的刹车把手结构如图乙所示，这是一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，请在乙图中画出F1的力臂 ；把手上粗糙的纹理设计是为了 。 17．随着人工智能的发展，快递公司开始尝试用无人机运送货物。如图所示是某款无人机，自重为120牛，其上方放置一个质量为1千克的物体，在10秒内无人机沿竖直方向匀速上升了20米，无人机对该物体的支持力为 牛，无人机对物体做功为 焦，无人机对物体做功的功率为 瓦。 18．如图所示，质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上，现分别用始终竖直向上的力F1和F2分别作用在ab和cd的中点，使它们缓慢的竖直起来，且砖不在地面上滑动，当两块砖抬高至竖直位置时，F1、F2做功的大小分别为W1、W2，则W1 W2 （选填“>”、“<”或“=”）。 三、实验题 19．某小组同学在学习了支点、动力和阻力的概念后，想研究“用杠杆上同一点C提起重物，能够提起重物重力的大小与哪些因素有关”，他们用如图所示的装置进行实验，用钩码代替重物悬挂在杠杆的C点（每只钩码重0.5牛），用测力计对杠杆施加向上的动力F，每次都将杠杆拉到水平位置保持静止，然后将图（a）、（b）和（c）的实验数据分别记录在表一、表二和表三中。 表一（动力F=1牛） 表二（d=40厘米） 表三（动力F=1牛） 实验 序号 支点到力F作用点 的距离d（厘米） 钩码重 （牛） 实验 序号 动力F （牛） 钩码重 （牛） 实验 序号 动力方向 θ（度） 钩码重 （牛） 支点到力F作用线 的距离l（厘米） 1 40 2.0 4 0.5 1.0 7 左偏60 1.0 20 2 30 1.5 5 1.0 2.0 8 左偏40 1.5 30 3 10 0.5 6 1.5 3.0 9 竖直向上 2.0 40 10 右偏40 1.5 30 11 右偏60 1.0 20 (1)分析比较表一的实验数据及相关条件可知：该小组同学想利用图（a）的实验装置研究杠杆上同一点C提起物体的重力大小与 的关系； (2)分析比较表二的实验数据及相关条件可得到的初步结论是：当动力F的方向和d的大小不变时， ； (3)分析比较表三中第二列和第三列的实验数据及相关条件发现：当动力F和d的大小不变时，杠杆上同一点C提起物体的重力大小与动力F的方向 有关（选填“一定”或“不一定”）； (4)同学们在老师的指导下，重复了图（c）的实验，测量了支点到动力F作用线的垂直距离l，并将测量结果填写在表三中的最后一列，然后思考了表一中支点到动力F作用线的垂直距离l，最后他们综合分析表一和表三的实验数据及相关条件，归纳得出的结论是： 。 20．探究杠杆的平衡条件 （1）调节平衡螺母，使杠杆在 平衡。 ①如果杠杆不平衡，应将平衡螺母向 调节； ②实验前调节杠杆水平位置平衡的原因是 ； ③实验时调节杠杆在水平位置平衡的原因是 ； ④实验时通过调节 实现杠杆在水平位置再平衡； ⑤实验时 再调节平衡螺母； （2）将、、、记录表格中； （3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验； 次数 动力 阻力 力臂 阻力臂 1 2 3 ⑥要进行多次实验的目的是 ； 【结论】杠杆平衡条件（杠杆原理） 。 四、计算题 21．解放军在一次夺岛登陆演习中，出动某型号中型履带式水陆两栖突击车。该车总质量为32t，同时，该车装配有输出功率为的发动机，机动性能卓越。（g取） （1）该车在平面沙滩上行进时，两条履带与沙滩的总接触面积为，求该车对沙滩的压强； （2）该车在水面漂浮时，它排开水的体积是多少？（取） （3）该车在陆地上以的速度匀速行进18km时，若发动机的输出功率全部用于做机械功，则发动机做了多少功？ 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 1．B 【详解】根据杠杆的平衡条件分析判断。设一个钩码重力为G，一个格的长度为L，根据杠杆平衡条件可得 A．将左边钩码向右移一小格则有，杠杆不能平衡，故A错误； B．将右边钩码向右移一小格则有，杠杆能平衡，故B正确； C．将左边钩码向左移一小格，将右边钩码向右移一小格，则有，杠杆不能平衡，故C错误； D．将左右两边钩码同时向右移一小格，则有，杠杆不能平衡，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】AB．由W=Pt可知，做功的多少由功率和时间共同决定，甲的功率比乙的功率大，但是时间长短不确定，所以甲乙做功多少无法比较，故AB错误； C．功率是表示做功快慢的物理量。甲的功率大，甲做功一定比乙做功快，故C错误； D．甲的功率大，由W=Pt可知，相同时间内，甲一定比乙做功多，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．踢出去的足球在地面上滚动，所以人对足球不做功，故A不符合题意； B．人提着滑板水平前行，滑板在力的方向上没有移动距离，人对物体没做功，故B不符合题意； C．小红搬石头未搬起，但石头在力的方向上没有移动距离，人对物体没做功，故C不符合题意； D．人推小车匀速前行，小车在力的方向上移动了距离，人对物体做功，故D符合题意。 故选D。 4．D 【详解】A．物体受力且沿力的方向运动一段距离时，力才对物体做功，故A错误； B．根据公式可知，机械做功多少与功率大小和做功时间有关，不知道做功时间，不能判断做功的多少，故B错误； C．机械做功快，其功率大，但功率和机械效率是两个不相关的物理量，所以做功快的机械其机械效率不一定高，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的机械做功快，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．一本物理课本的质量约为0.2kg，故A不符合题意； B．托起一本物理课本所用力约为2N，故B不符合题意； C．一本物理课本平放时对水平桌面的压强约为 故C符合题意； D．将一本掉在地面的物理课本捡起来放在课桌上做的功约为 故D不符合题意。 故选C。 6．B 【详解】A．用力推车时，只有力没有移动距离，人对车没有做功。物体受力且在力的方向移动距离，才算做功，故A错误； B．足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，足球没有重力的方向上通过一定的距离，重力没有对足球做功，故B正确； C．冰壶被掷出后在滑动过程中，不在受运动员的力，在滑动这个过程中运动员对冰壶没做功，故C错误； D．学生背着书包在水平路面上行走，背书包的力的方向是向上，书包没有在力的方向上移动距离，所以学生对书包没有做功，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】小明和爸爸坐在跷跷板上处于平衡状态时，爸爸对杠杆的压力与对应力臂的乘积等于小明对杠杆的压力与对应力臂的乘积；爸爸对压板的压力大于小明的压力，右边小明和左边爸爸都向中间移动相同的距离，爸爸对对压板的压力与减小的力臂的乘积较大，则移动后，爸爸对杠杆的压力与此时对应力臂的乘积较小，则右端下降，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 8．A 【详解】ABD．根据杠杆的平衡条件可得 GM×OA=GN×OB 根据G=mg可得 GM×OA=mNg×OB GM×10cm=100×10-3kg×10N/kg×20cm 解得GM=2N；物体的密度为 将金属块M浸没在某种液体中，调节钩码N的位置，当其移至C点时，密度秤再次水平平衡，则根据杠杆的平衡条件得 (GM-F浮)×OA=GN×OC 根据阿基米德原理可得 (GM-ρ液gV)×OA=GN×OC (2N-ρ液×10N/kg×25×10-6m3)×10cm=100×10-3kg×10N/kg×(20cm-3cm) 解得ρ液=1.2×103kg/m3，故A正确，BD错误； C．物体在液体中所受浮力为 Ｆ浮=ρ液gV=1.2×103kg/m3×10N/kg×25×10-6m3=0.3N 故C错误。 故选A。 9．C 【详解】设将甲端从地面缓缓上提至乙端恰好离开地面时，铁链的重心离地面的高度为，则需做功为 得 所以将乙端从地面缓缓上提至甲端恰好离开地面重心上升的高度 需要做功 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．B 【详解】AC．任何机械都不能省功，在机械中，必不可少会做额外功，总功必然大于有用功，故AC错误； B．任何机械都不能省功，做的功一定时，力越小，一定会费距离，省力的机械一定费距离，故B正确； D．省距离的机械，不可以省力，但不省功，故D错误。 故选B。 11． 0 5 【详解】[1]由题意知，木块沿水平方向匀速直线运动，而重力的方向是竖直向下的，所以重力在这个过程中做功为0。 [2]拉力做的功 W=Fs=10N×5m=50J 拉力的功率 12． 3000 50 不做功 【详解】[1]做一次引体向上需克服重力做的功 则他在这个过程中克服自身重力做的功总共为 [2]功率为 [3]当小明悬挂在单杠上静止不动时，在力的方向上没有移动的距离，所以，他不做功。 13． 270 81 64.8 【详解】[1]她上半身的重力约为 [2]她每次克服重力做的功约为 [3]功率为 14． 长为2r的线段 不做功 【详解】[1]因为光是沿直线传播的，所以小球在同一高度做圆周运动，光从左边平行入射时，所成的影子是一条线段，长为圆周运动的直径，即2r。 [2]重力的方向竖直向下，而小球在水平面做圆周运动，在重力的方向上没有移动一定的距离，故重力不做功。 15． 省力 B 不能 【解析】【小题1】[1][2]剪刀属于杠杆，支点是B点，动力作用在A点，阻力作用在C点，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。 [3]省力杠杆在使用过程中可以省力，但会费距离，即省力杠杆不能省距离。 16． 省力 增大摩擦 【详解】[1]由图可知，动力臂大于阻力臂，所以刹车把手相当于一个省力杠杆。 [2]从支点出发，作力的作用线的垂线，即为该力的力臂，如图所示 [3]把手上粗糙的纹理设计是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 17． 10 200 20 【详解】[1]货物与无人机一起匀速上升，货物对无人机的压力等于货物的重力，即 因为货物对无人机的压力与无人机对货物的支持力是一对相互作用力，大小相等，则无人机对该货物的支持力为 [2]无人机对货物做功为 [3]无人机对货物做功的功率为 18．> 【详解】左图以与地面接触的下边为支点转动，F1克服砖的重力才能将砖抬起，根据杠杆的平衡条件知道 解得 右图以与地面接触的下边为支点转动，根据杠杆的平衡条件知道 解得 所以 F1=F2 在ab或cd边不断抬高的过程中，动力臂始终等于阻力臂的2倍，所以动力臂与阻力臂的比值不变，砖的重力不变，由杠杆的平衡条件知道，在ab或cd不断抬高的过程中，动力的大小不变，即F1始终等于F2；由cd＞ab知道，第一拉力移动的距离大，由W=Fh知道，两次拉力做功的关系为 W1＞W2 19．(1)支点到作用点的距离d (2)杠杆上同一点C提起物体的重力的大小与动力F成正比 (3)不一定 (4)当动力F与支点到动力F作用线的垂直距离l的乘积越大，杠杆上同一点C提起物体的重力越大 【详解】（1）分析比较表一的实验数据及相关条件可知：控制支点到阻力作用点C的距离不变和动力大小（为1N）不变，改变支点到力F作用点的距离d，记录杠杆平衡时提起钩码重力的大小；所以，该小组同学想利用图（a）的实验装置研究杠杆上同一点C提起物体的重力大小与支点到动力作用点的距离d的关系。 （2）由表二可知，控制动力F的方向不变和支点到力F作用点的距离d不变及支点到阻力作用点的距离不变，改变阻力的大小，记录杠杆平衡时动力的大小，可知动力大小变为原来的几倍，提起的物体重就是原来的几倍，即杠杆上同一点C提起物体的重力的大小与动力F成正比。 （3）对比表三实验序号8与10可发现，虽然动力的方向不同，但杠杆上同一点C提起物体的重力大小却相同，故分析比较表三中第二列和第三列的实验数据及相关条件，得出的结论是；当动力F和d的大小不变时，杠杆上同一点C提起物体的重力大小与动力F的方向不一定有关。 （4）比较表一和表三中动力与动力作用线的数据可发现，当动力F与支点到动力F作用线的垂直距离l的乘积越大，杠杆上同一点C提起物体的重力越大。 20． 水平 较高的一端 消除杠杆自重对实验的影响 便于测量力臂 力与力臂的大小 杠杆处于平衡状态 得出普遍规律；动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 【详解】（1）[1]调节杠杆平衡时，应使杠杆在水平位置平衡； ①[2]在调节杠杆平衡时，应该向较高的一端调节平衡螺母，使杠杆在水平位置保持平衡。 ②[3]实验前调节杠杆沿水平位置平衡的原因是消除杠杆自重对实验的影响。 ③[4]实验中，挂上钩码以后，要杠杆调节至水平位置平衡的原因是便于测量力臂。 ④[5]实验时通过调节力与力臂的大小使杠杆在水平位置平衡。 ⑤[6]实验时，将杠杆中点置于支架上，杠杆处于平衡状态，再调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。 （3）⑥[7]实验的目的是探究杠杆平衡的规律，由一次实验得出的结论具有偶然性，所以多次实验的目的是从大量数据中总结出找出杠杆的平衡条件，使结论具有普遍性。 [8]由实验得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即 F1l1=F2l2 21．（1）；（2）32m3；（3） 【详解】解：（1）该车对沙滩的压力 该车对沙滩的压强 （2）该车在水面漂浮时，所受浮力 它排开水的体积 （3）速度是 所用时间 若发动机的输出功率全部用于做机械功，则发动机做的功 答：（1）该车对沙滩的压强； （2）该车在水面漂浮时，它排开水的体积是32m3； （3）发动机做功。 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 $$