第十二章简单机械2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十二章 简单机械 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速提升物体B时，物体竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。已知动滑轮受到的重力为200N，在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（  ） A．物体A上升的速度为10m/s B．拉力F的功率为50W C．物体B受到的重力为4000N D．提升物体B时动滑轮的机械效率为95% 2．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（    ） A．做功时间越少，机械的功率越大 B．功率大的机械，做功一定快 C．做有用功越多，机械效率越高 D．机械效率越大，功率一定越大 3．如图，属于费力杠杆的工具是（    ） A．剪刀 B．起子 C．钢丝钳 D．镊子 4．有一批花盆需要运送到3楼办公室，花盆总重200N，有三种方案（如图所示）可供选择： 方案一：人直接提上去 方案二：用轻质绳、5N的动滑轮以及10N的铁桶吊上去 方案三：用轻质绳、5N的动滑轮以及2N的布袋吊上 三种方法中有用功最少的是（　　） A．方案一 B．方案二 C．方案三 D．三种方案都相同 5．如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，其中最小的力为（     ） A．F1 B．F2 C．F3 D．一样大 6．如图，小明在匀速水平移动和匀速竖直提升重为10N的物体M时分别进行了以下操作，甲没有使用机械，乙、丙、丁使用了机械（绳长不变），并测得拉力如表所示，则（　　） F甲 2N F乙 5N F丙 11N F丁 6N A．乙的机械效率比丁的小 B．丙、丁的机械效率相同 C．使用机械乙、丙、丁都不省力 D．测得的数据无法算出乙、丙、丁的机械效率 7．如图所示是正在使用的核桃夹，它属于（　　） A．省力杠杆 B．等臂杠杆 C．费力杠杆 D．省功的杠杆 8．如图，轻质杠杆两端分别悬挂着同种材料制成的大小不同的两个实心金属球a、b，此时杠杆处于平衡状态；为继续保持杠杆平衡，下列措施中可行的是（    ） A．同时将两个金属球浸没在水中 B．左边浸没在水中，右边浸没在酒精中 C．左边浸没在酒精中，右边浸没在水中 D．将支点适当向右移动后，都浸没在水中 9．夹菜的筷子相当于杠杆。使用筷子夹菜可以（　　） A．省力，且省距离 B．省距离，但费力 C．省力，但费距离 D．费力，且费距离 10．小明同学按题图所示进行实验操作（不计绳重和轮的摩擦），则下列几种描述中正确的是（　　） A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＜F3 D．F1＝F2＝F3 二、填空题 11．如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升30cm，用了15s，此过程中有用功是 J，拉力的功率是 W，滑轮的机械效率是 %。 12．某起重机完成某一工作，所做总功为，已知这一过程中，该起重机的机械效率是，则起重机所做的额外功为 。（用题中已知量字母表示） 13．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了4s，弹簧测力计的示数为5N，则F的大小为 N，拉力F的功率为 W。 14．如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，这种开关可以看作 （一种简单机械）。其中 较易损坏，按动这种开关时，相当于 较小，故按动需用的力较大。 15．如图为奥运会升旗示意图，A装置是 滑轮，使用它的目的是 。 三、实验题 16．按要求填空。 (1)在青少年科技创新大赛上，小雨同学展示了如图甲所示的“硬币玩转杠杆”装置，活动中使用的硬币完全相同。在刻度均匀的杠杆上放硬币之前，杠杆已在水平位置平衡，说明该杠杆的重心在 点；在A点叠放两枚硬币时，在杠杆上已标出的其余6个点上放硬币，有些点无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡，这些点是 。 (2)如图乙所示，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 17．【探究名称】探究杠杆的平衡条件 【问题】小明在学习了杠杆的相关知识后，想进一步探究杠杆在什么条件下能平衡。 【证据】 小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均为50g，杠杆上每格长度均相等。 (1)当杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。实验时需要调节杠杆在水平位置平衡，则应当将杠杆的平衡螺母向 （选填“右”或“左”）调节，这样做的好处是 ； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 1.5 10.0 0.5 30.0 … (2)如图乙所示，在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡 【解释】 分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是 （写表达式）； (3)如图乙所示，将A、B位置的钩码都向O点靠近1格，杠杆将会 （选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）； (4)如图丙所示，把弹簧测力计挂钩固定在C点，要使杠杆水平平衡，弹簧测力计b位置要比a位置拉时的示数要 （选填“大”或“小”），原因是 。 四、计算题 18．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为40N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.6m，OB长0.4m。 （1）不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大的力才可以将碓头抬起? （2）每踩一次对碓头做的功是多少? （3）若1min将B踩下30次，春的机械效率为60%，则人做功的功率是多大? 19．如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆，OA为晾衣杆，AB为悬线，已知悬线能承受的最大拉力为20N，在悬线拉力F1作用下，晾衣杆保持水平平衡。已知OA＝1m，OC＝0.5m。在C点悬挂衣物的质量为2kg。求： (1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力FC。 (2)悬线拉力F1的大小。 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 《第十二章 简单机械 章末练习? 2024-2025学年人教版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D D B A A A B D 1．D 【详解】A．由图甲可知绳子的有效段数n=2，由乙图图象可知，提升物体A时，绳子自由端移动的距离 sA=40cm=0.4m 所用的时间 tA=2.0s 则绳子自由端的速度为 则物体A上升的速度 v物A=0.5×vA=0.5×0.2m/s=0.1m/s 故A错误； B．不计绳重和摩擦时,提升A时的拉力为 拉力的功率 故B错误； C．由乙图图象可知，提升物体B时，绳子自由端移动的距离 sB=10cm=0.1m 所用的时间 tB=2.0s 物体B上升的速度为 在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，由P=Fv可得，提升物体B时的拉力 由 物体B受到的重力 GB=2FB-G动=2×2000N-200N=3800N 故C错误； D．提升物体B时动滑轮的机械效率 故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．根据，做功多少不确定，所以做功时间少，机械的功率不一定大，故A错误； B．功率表示物体做功的快慢，功率大的机械，做功一定快，故B正确； C．机械效率是有用功与总功的比值，做有用功多，机械效率不一定高，故C错误； D．机械效率是有用功与总功的比值，功率表示物体做功的快慢，二者没有直接联系，机械效率大，功率不一定大，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．剪刀使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．起子使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．钢丝钳使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D．镊子使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 4．D 【详解】由题知意可知，三种方案中有用功都是克服花盆重力所做的功，故三种方法中有用功是一样的，使用机械不能省有用功，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．B 【详解】不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，同一物体在同一水平面运动，压力一定，接触面的粗糙程度一定，则物体所受摩擦力一定，若物块与水平平面的摩擦力为f，图（a）中滑轮为定滑轮，不省力，则有 图（b）中滑轮为动滑轮，直接作用在动滑轮上的承担拉力的绳子有两条，每条绳子承担的力是摩擦力大小的一半，故省一半的力，则 图（c）中滑轮为动滑轮，但F3作用在动滑轮上，向左两段绳子上每一条的力大小都为f，则有 故是费力的，综上所述 故选B。 6．A 【详解】A．甲图中拉力是2N，物体做匀速直线运动，拉力和摩擦力是平衡力，则甲图中物体受到的摩擦力f甲=F甲=2N 乙图中水平面相同，压力相同，接触面粗糙程度相同，摩擦力不变，故乙图中物体受到的摩擦力f乙=f甲=2N 乙图中滑轮是动滑轮，机械效率为 丁图中滑轮是动滑轮，机械效率为 则乙的机械效率比丁的小，故A符合题意； B．丙图中滑轮是定滑轮，丁图中滑轮是动滑轮，有用功相同时，丙图中额外功较小，机械效率较大，故B不符合题意； C．物体的重力是10N，丙图中拉力是11N，不省力，丁图中拉力是6N，省力，乙图中摩擦力是2N，乙图中拉力是5N，不省力，故C不符合题意； D．综上可知，由可以根据机械效率的公式算出乙、丙、丁的机械效率，故D不符合题意。 故选A。 7．A 【详解】ABC．核桃夹在正确使用时，绕一固定点转动，且动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。故A符合题意，BC不符合题意； D．任何机械都不能省功。故D不符合题意。 故选A。 8．A 【详解】杠杆两端分别挂上体积不同的两个球时，杠杆在水平位置平衡，所以有 ρVag×OA=ρVbg×OB 化简得 Va×OA=Vb×OB A ．若将两球同时浸没水中，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 (ρVag-ρ水Vag)×OA=ρVag ×OA-ρ水Vag×OA，(ρVbg-ρ水Vbg)×OB=ρVbg ×OB-ρ水Vbg×OB 又因为 Va×OA=Vb×OB 所以 ρ水Vag×OA =ρ水Vbg×OB 则 (ρVag-ρ水Vag)×OA =(ρVbg-ρ水Vbg)×OB 因此杠杆仍然平衡,故A符合题意； B．若左边浸没在水中，右边浸没在酒精中，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 (ρVag-ρ水Vag)×OA=ρVag ×OA-ρ水Vag×OA，(ρVbg-ρ酒精Vbg)×OB=ρVbg ×OB-ρ酒精Vbg×OB 由于 Va×OA=Vb×OB 所以 ρ水Vag×OA>ρ酒精Vbg×OB 所以 (ρVag-ρ水Vag)×OA <(ρVbg-ρ水Vbg)×OB 即杠杆右端下沉，故B符合题意； C．若左边浸没在酒精中，右边浸没在水中，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 (ρVag-ρ酒精Vag)×OA=ρVag ×OA-ρ酒精Vag×OA，(ρVbg-ρ水Vbg)×OB=ρVbg ×OB-ρ水Vbg×OB 由于 Va×OA=Vb×OB 所以 ρ酒精Vag×OA<ρ水Vbg×OB 所以 (ρVag-ρ酒精Vag)×OA >(ρVbg-ρ水Vbg)×OB 即杠杆左端下沉，故C符合题意； D．设杠杆向右移动Δl，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 ρVag×(OA+Δl)=ρVag ×OA-ρVag×Δl，ρVbg×(OB-Δl)=ρVbg ×OB-ρVbg×Δl 由图可知 Va>Vb 所以 ρVag×Δl>ρVbg×Δl 故 ρVag×(OA+Δl)<ρVbg×(OB-Δl) 故D不符合题意。 故选A。 9．B 【详解】筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．D 【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故D正确，ABC错误。 故选D。 11． 63 5 84% 【详解】[1]动滑轮做的有用功为克服掉物体的重力做功为 W有=Gh=210N×0.3m=63J [2]绳末端移动的距离为 s=nh=2×30cm=60cm=0.6m 拉力做的总功为 W总=Fs=125N×0.6m=75J 拉力的功率为 [3]滑轮的机械效率为 12． 【详解】起重机所做的额外功为 13． 5 2 【详解】[1]动滑轮上同一根绳子上两端的拉力相同，弹簧测力计的示数为5N，则拉力也为5N。 [2]动滑轮上的绳子有两段，则绳移动的速度为 v绳＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s 拉力F的功率为 14． 杠杆 甲 动力臂 【详解】[1][2][3]按动开关时，开关会绕面板内的轴转动，所以开关属于杠杆；由于甲的动力臂较小，在阻力和阻力臂不变的条件下，根据杠杆的平衡条件，所以按动时需要的力较大，甲较易损坏。 15． 定 改变力的方向 【详解】[1]旗杆顶端的滑轮在使用时，轴固定不动，是定滑轮。 [2]使用定滑轮虽然不能省力，但好处是可以改变力的方向。 16．(1) D B、C、D (2)变大 【详解】（1）[1]杠杆在水平位置平衡时，其重心在杠杆的几何中心，即D点。 [2]保持A点叠放的硬币不变，那么在B、C、D这三点放硬币无法让杠杆两次水平平衡，因为B、C两点上放置硬币时，硬币对杠杆的力使杠杆转动的作用效果与A点放置硬币时相同，均使杠杆逆时针转动，所以在B、C两点无论放多少硬币都不能使杠杆水平平衡；而D点放置硬币时，阻力作用在杠杆的重心上，那么杠杆只受到一个动力的作用，也无法水平平衡。根据杠杆的平衡条件在E点放放置6枚相同硬币、F点放置3枚相同硬币、G点放置2枚相同的硬币杠杆均可水平平衡。 （2）把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可得，动力变大。 17．(1) 平衡 右 方便测量力臂 (2)F1l1＝F2l2 (3)左端下沉 (4) 大 阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小 【详解】（1） [1][2]如图甲所示，当杠杆静止时，因为此时杠杆静止，但是实验时为了方便测量力臂需要调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，由图可知右端高，需将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。 （2） 由表格中数据知， 第一组数据 0.5N×20.7cm＝1.0N×10.4cm 第二组数据 1.0N×15.5cm＝1.5N×10.7cm 第三组数据 1.5N×10.3cm＝0.5N×30.3cm 可得杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1l1＝F2l2。 （3） 设钩码的重力为G，每一格的长度为L，则左侧为 2G×5L＝4GL 右侧为 3G×5L＝3GL 左侧大于右侧，所以左端下沉。 （4） [1][2]根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕C点从a位置转动到b位置过程中，其阻力臂不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小，即弹簧测力计b位置要比a位置拉时的示数要大。 18．（1）160N；（2）24J；（3）20W 【详解】解：（1）不计碓杆的重力和摩擦，根据力与力臂的垂直关系可知，脚沿垂直于OB向下方向可以用最小力将石球抬起；由杠杆平衡条件可得 F1×OB=G×LG （2）每踩一次对碓头做的功 W=Gh=40N×0.6m=24J （3）春的机械效率为60%，人做的功 若1min将B踩下30次，则人做功的功率 答：（1）不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用160N的力才可以将碓头抬起； （2）每踩一次对碓头做的功是24J； （3）若1min将B踩下30次，春的机械效率为60%，则人做功的功率是20W。 19．(1)20N (2)20N 【详解】（1）衣物的重力 G=mg=2kg×10N/kg=20N 悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力 FC=G=20N （2）力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离。画出F1的力臂，如下图所示： 由直角三角形的知识可知，拉力F1的力臂 杠杆水平平衡，则FC的方向与杠杆的垂直，其力臂等于OC的长（如上图所示），即 LC=OC=0.5m 根据杠杆的平衡条件可得 F1L1=FCLC F1×0.5m=20N×0.5m解得悬线拉力F1的大小 F1=20N 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 $$