第十一章 简单机械 同步习题 2024-2025学年沪科版（2024）物理八年级全一册

第十一章 简单机械 1 一．选择题 二．填空题 三．实验探究题 四．解答题 五．计算题 六．科普阅读题 2 一．选择题 3 1.在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm(不计绳重和摩擦)。下列说法正确的是( ____ ) A.物体所受的重力是3.6N B.图乙中弹簧测力计上升20cm C.图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D.图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 【解析】解： A．由图甲可知，该滑轮是定滑轮， D 4 则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力，示数为2.4N，故A错误； BC．由图乙可知，该滑轮是动滑轮，将物体上升20cm,不计绳重和摩擦，故BC错误； D．不计绳重和摩擦甲=100%，图乙中滑轮的机械效率为η乙= ，则η甲＞η乙，即甲中滑轮的机械效率比图乙中的高，故D正确。 故选：D。 5 2.下列工具在正常使用时，属于费力杠杆的是( ____ ) A.___ 开瓶扳手 B.___ 核桃夹 D 6 C.__ 老虎钳 D.___ 食品夹 7 【解析】解：A、开瓶扳手在使用过程中，是省力杠杆； B、核桃夹在使用过程中，是省力杠杆； C、老虎钳在使用过程中，是省力杠杆； D、食品夹在使用过程中，是费力杠杆； 故选：D。 8 3.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( ____ ) A.做功越快的机械，功率越大 B.做功越快的机械，机械效率越高 C.所做有用功越多的机械，机械效率越高 D.功率越大的机械，做功越多 【解析】解：A．功率反映物体做功的快慢，功率一定越大； B．机械效率和功率是两个不同的物理量，故B错误； C．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值不一定大，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，做功快，所以做功多少不能确定。 A 9 故选：A。 10 4.下列如图所示的工具，正常使用时省力的是( ____ ) A.___ 食品夹 B.___ B 11 核桃夹 C.__ 定滑轮 D.___ 筷子 12 【解析】解：AD．使用食品夹，动力臂小于阻力臂，费力省距离； B．使用核桃夹时，是省力杠杆，故B符合题意； C．定滑轮相当于等臂杠杆，不省力也不费距离。 故选：B。 13 5.如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做( ____ ) A.省力，同时也省距离 B.省力，但不改变施力的方向 C.既省力，也改变施力的方向 D.既不省力，也不改变施力的方向 【解析】解：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，故ACD错误。 故选：B。 B 14 6.如图所示的杠杆中，使用时利用了其省距离特点的是( ____ ) A._____开瓶器 B.____ 扳手 C.____ 核桃钳 D 15 D.___ 食品夹 【解析】解：A、开瓶器在使用过程中，是省力杠杆，故A不符合题意； B、扳手在使用过程中，是省力杠杆，故B不符合题意； C、核桃钳在使用过程中，是省力杠杆，故C不符合题意； D、食品夹在使用过程中，是费力杠杆，故D符合题意。 故选：D。 16 二．填空题 17 7.用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动如图，这可以简化为一种简单机械模型。 ________ 部位是支点，此模型属于什么杠杆 __________ ？请说明理由 ____________________ 。 【解析】解：用手提起重物时，前臂围绕肘关节转动； 用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，物体给手的力是阻力，动力臂小于阻力臂。 故答案为：肘关节；费力杠杆。 肘关节 费力杠杆 动力臂小于阻力臂 18 8.如图所示，工人分别沿着AB、AC两个斜面，把重900N的物体从斜面底部匀速拉到高h=2m的斜面顶端。其中AB是光滑的1=3m；AC是粗糙的，它的长s2=4m,不计空气阻力。则工人沿斜面AB所用的拉力是 _____ N，若工人沿斜面AC所用的拉力为500N，则斜面的机械效率是 _____ ，物体与斜面AC之间的摩擦力是 ____ N。 【解析】解：(1)斜面AB表面光滑，且不计空气阻力，拉力做的功等于克服物体重力做的功， 即W=Fs=Gh,代入数据有：F1×3m=900N×6m, 600 90% 50 19 解得，工人沿斜面AB所用的拉力为F1=600N； (2)使用斜面AC时，拉力所做的总功：W总=F2s6=500N×4m=2000J， 克服物体重力做的有用功：W有=Gh=900N×2m=1800J， 斜面的机械效率： ； 克服物体与斜面AC之间的摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=2000J-1800J=200J， 物体与斜面AC之间的摩擦力： 。 20 故答案为：600；90%。 21 9.如图，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m,斜面的机械效率为 _____ ，重物受到的摩擦力为 _____ N(g取10N/kg)。若斜面高度、粗糙程度、物体重力都不变，要使拉力更小些 _____ (选填“变大”、“变小”或“保持不变”)。 【解析】解：(1)工人克服重物重力做的有用功： W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J； 工人所做的总功：W总=Fs=500N×3m=1500J； 斜面的机械效率： 80% 100 变大 22 η= ×100%= ； (2)工人做的额外功：W额=W总-W有=1500J-1200J=300J， 由W额=fs可得重物受到的摩擦力： f= = =100N； (3)若斜面高度、粗糙程度，由功的原理可得，应使斜面的长度变大。 故答案为：80%；100。 23 10.如图所示，工人师傅用40N的拉力F竖直向上拉动绳子，使物体在2s内匀速提升了2m,不计绳重和摩擦，则物体的重力为 ____ N，工人拉力做的功为 _____ J，功率为 ____ W，滑轮组的机械效率为 ______ %。 【解析】解：动滑轮绳子股数为2，根据F= 动)可知，物体的重力为： G=nF-G动=7×40N-10N=70N； 工人拉力做的功为： W总=Fs=Fnh=40N×2×2m=160J； 70 160 80 87.5 24 拉力做功的功率为： P= = =80W； 滑轮组的机械效率为： η= = = = = ×100%=87.5%。 故答案为：70；160；87.7。 25 11.如图所示，工人用一定大小的力从斜面底端沿斜面向上匀速将重为600N的箱子推进车厢(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3m,则箱子所受斜面的摩擦力f为 ____ N。 【解析】解：由题知，物体的重力为G=600N， 克服箱子重力做的有用功： W有用=Gh=600N×1.2m=720J； 由η= 得推力做的总功： 60 26 W总= = =900J， 推力做的额外功：W额=W总-W有=900J-720J=180J， 由W额=fL得物体受到斜面的摩擦力： f= = =60N。 故答案为：60。 27 三．实验探究题 28 12.小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中： __________ (1)安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示 ____ 调节； (2)如图乙所示，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重为0.5N。在B处先施加一个竖直向下的拉力使杠杆在水平位置再次平衡 _______________ ，拉力的大小为 ____ N，若沿着图示的方向斜拉，拉力将 _____ (选填“变大”“不变”或“变小”)； 右 便于测量力臂 2 变大 29 (3)小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币1=2l2，如图丙所示，若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的 ____ (选填“左”或“右”)端将下沉； (4)小明回到家里，发现家里的两种墙壁开关，如图所示，你认为 ____ (选填“1”或“2”)较易损坏，这是因为按动这种开关的 _____ 较小，按动需要的力较大。 _____ 【解析】解：(1)如图甲所示，杠杆左端下沉，应将平衡螺母向上翘的右端移动。 右 1 力臂 30 (2)为了便于测量力臂，所以在B处先施加一个竖直向下的拉力使杠杆在水平位置再次平衡。 在A点悬挂3个钩码，A点距O点4个小格，B点距O点2个小格，则由杠杆的平衡条件 F1l1=F3l2得：3G×5l=FB×3l, ； 倾斜拉动弹簧测力计，力臂变为力的延长线到O点的垂直距离，另一边力和力臂都不变，拉力拉力变大。 (3)杠杆的平衡条件F1l1=F2l2 31 若设每个硬币的重力为G，则由图可得：2Gl7=4Gl2 所以：l3=2l2 若两边同时各取走一枚硬币，则左边为：Gl3=2Gl2 右边为5Gl2，由于2Gl2＜3Gl2，所以杠杆的右端将下沉。 (4)6较易损坏，这是因为按动这种开关的力臂较小。 故答案为：(1)右； (2)便于测量力臂；2；变大； (3)右； (4)1；力臂。 32 四．解答题 33 13.在建筑工程领域，如图甲起重机被广泛应用，起重机吊臂上的滑轮组结构示意如图乙所示： ____ (1)图乙中A为 ____ 滑轮(选填“动”或“定”)。 (2)不计绳重及摩擦，g取10N/kg,将质量为5×103kg的重物竖直匀速提高25m,拉力F大小为3×104N。求： ①此过程的有用功； ②拉力做功为多少？ 定 34 ③吊车上的滑轮组的机械效率为多大？ 【解析】解：(1)由图可知，A滑轮固定不动； (2)①滑轮组做的有用功为： W有=Gh=mgh=5×103kg×10N/kg×25m=7.25×106J； ②由图可知，n=2 W总=Fs=Fnh=5×104N×2×25m=3.5×106J； ③吊车上的滑轮组的机械效率为： η= = ×100%≈83.3%。 35 答：(1)定； (2)①此过程的有用功为5.25×106J； ②拉力做功为1.8×106J； ③吊车上的滑轮组的机械效率为83.3%。 36 五．计算题 37 14.用如图所示的滑轮组，在5s内将300N货物匀速向上提升1m,动滑轮重为40N，则求： (1)拉力做的有用功。 (2)滑轮组的机械效率。 (3)克服绳重和摩擦做的额外功。 【解析】解：(1)拉力做的有用功，即克服货物重力做的功： W有用=Gh=300N×1m=300J； (2)由图知，n=2， 拉力做的总功： W总=Fs=200N×6m=400J， 38 滑轮组的机械效率： η= = ×100%=75%； (3)拉力做的额外功： W额=W总-W有用=400J-300J=100J， 克服动滑轮重力做的额外功： W额1=G动h=40N×1m=40J， 克服绳重和摩擦做的额外功： W额8=W额-W额1=100J-40J=60J。 答：(1)拉力做的有用功为300J。 39 (2)滑轮组的机械效率为75%。 (3)克服绳重和摩擦做的额外功为60J。 40 六．科普阅读题 41 15.请阅读短文《无链条电动自行车》并回答问题。 无链条电动自行车 无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，如图所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。 图中所示这款无链条电动自行车正常行驶时，若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动4 42 m；若骑行者踩脚踏板锂电池给车提供能量，蓄电池满电时这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点。比如：省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行12000km也无须大修。因此 请回答下列问题： (1)骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的机械能转化为 ____ 能； (2)无链条电动自行车的车把龙头是 _____ (选填“省力”“费力”“等臂”)杠杆； (3)关于无链条电动自行车的结构和使用，下面说法错误的是 ____ ； A．无链条电动自行车是直接通过电池释放的电能驱动车子前进 B．由于无链条，电动自行车不充电就不能行驶 电 省力 B 43 C．使用时，无链条电动自行车不踩脚踏板也能行驶 D．骑行时，自行车坐垫下面的弹簧会发生形变，具有弹性势能 (4)骑行者用竖直向下的力踩脚踏板时，连接脚踏板的曲柄在 __________ (选填“水平位置”“竖直位置”“在与水平方向成45°”)最省力； (5)这款车“混合动力驱动”正常行驶时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 _____ 。 【解析】解：(1)根据短文材料可知，骑行者踩脚踏板的时候； (2)无链条电动自行车的车把龙头看成一个轮轴，轮半径大于轴半径； (3)A．无链条电动自行车既可以通过给锂电池充电获得能量，故无链条电动自行车可以直接通过电池释放的电能驱动车子前进，不符合题意； 水平位置 7：9 44 B．根据“也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量”可知，故B错误； C．使用时，可以靠锂电池驱动使车行驶，不符合题意； D．骑行时，具有弹性势能，不符合题意。 故选B。 (4)骑行者踩脚踏板时，连接脚踏板的曲柄可以看成一个杠杆，由杠杆平衡条件可知，动力臂最长。 (5)“混合动力驱动”时所提供的能量为：W1=Fs1=F×8.2×104m； 仅靠锂电池驱动所提供的能量：W4=Fs2=F×1.4×104m； “混合动力驱动”时人所提供的能量为：W3=W6-W2=F×3.7×104m-F×1.7×104m=F×1.2×104m； 45 则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比： 。 故答案为：(1)电；(2)省力；(4)水平位置。 46 $$