第九章 机械和功 章末复习训练——2024-2025学年八年级下册北师大版物理

第九章 机械和功 章末复习训练 一、选择题 1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A． 提着桶在水平地面上匀速前进 B． 搬起箱子 C． 用力推石头，但没有推动 D． 举着杠铃原地不动 2．小明想测出自己登楼时克服重力做功的功率大小，不需要测量的物理量是（　　） A．通过的路程 B．小明的体重 C．所登楼层的高度 D．登楼所用的时间 3．如图所示，用力F将重力的物体匀速向上提升2m，动滑轮重2N（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．绳子末端移动的距离为1m B．滑轮组所做的有用功为20J C．滑轮组的机械效率为80% D．拉力大小为5N 4．学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛，“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法。比赛中，初三某同学Imin内摇轻绳240圈，则他在整个跳绳过程中的功率约为（　　） 1 学科网（北京）股份有限公司 A．150W B．400W C．600W D．1000W 5．如图所示，开瓶器开启瓶盖时，可看作是（　　） A．以A为支点的费力杠杆 B．以A为支点的省力杠杆 C．以B为支点的省力杠杆 D．以B为支点的费力杠杆 6．甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．若G1=G2，拉力做的额外功相同 B．若G1=G2，拉力做的总功相同 C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率 D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 7．如图所示，斜面高为1m、长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端。下列判断中正确的是（　　） A．克服木箱重力做的功为800J B．木箱受到斜面的摩擦力为25N C．斜面对木箱支持力做功为200J D．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为80% 8．用100N的水平力F1在光滑的水平面上拉1000N的重物，用100N的水平拉力F2沿粗糙水平面拉500N的重物，分别前进了10m．则（　　） A．F1做功多 B．F2做功多 C．F1、F2做功一样多 D．不能判断 9．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升相同的物体，绳重和滑轮的摩擦力不计．则 A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙 B．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙 C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙 D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙 二、填空题 10．滑轮组：由　 　滑轮和　 　滑轮组成，既能　 　力，又能改变　 　的方向． 11．木块在大小为10N的水平拉力作用下，10s内在水平面上沿拉力方向前进2m，拉力做功为　 　J，功率为　 　W；若木块重15N，在此过程中重力对木块做功为　 　J。 12．如图所示，小红同学用 20N 的力拉着一个重为80N 的物体，在水平地面上做匀速直线运动，1min 内使物体移动 60m 的距离，此过程中重力做的功是　 　J，小红拉力做的功是　 　J，拉力做功的功率是 　 　W。 13．如图，用12N的拉力F拉着物体A在水平面匀速直线运动了1m，用时10s，已知物体A的重力为100N，它在水平面运动时受到摩擦力是20N，则拉力F的功率是　 　W，滑轮组的机械效率是　 　，当把物体A换成质量更大的重物时，滑轮组的机械效率　 　（填“变大”“变小”或“不变”）。 14．如图所示，杠杆 重为 、长为 ，可以绕固定在竖直墙面上的 点转动，小磊同学用手在A端用一始终水平的拉力 把杠杆缓慢往水平位置拉，在这个过程中拉力将　 　（选填“变小”、“不变”或“变大”）。从杠杆平衡条件角度分析小磊　 　（选填“能”或“不能”）把杠杆拉至水平位置。 15．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N．沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为　 　N，滑轮组的机械效率是　 　． 16．如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动杠杆的右端，使重力为50N的物体缓慢升高0.1m，测得拉力大小F=24N，A端移动的距离为0.25m，在这一过程中，有用功为　 　J，额外功为　 　J，机械效率为　 　。（保留小数点后1位） 17．山区修建公路异常困难，弯弯曲曲的盘山公路解决了这一问题，它的作用相当于简单机械中的　 　，通过费距离的方法，可以　 　（“省力”或者“费力”）． 18．天平、杆秤和台秤都是测量质量的工具，它们都是依据　 　原理制成的，天平是支点在中间的杠杆，它的　 　和　 　相等，杆秤和台秤的　 　和　 　不相等．天平平衡时，盘中砝码的重力与被测物体受到的重力　 　，所以它们的　 　相等． 三、实验探究题 19．如图是小明探究杠杆平衡条件的实验，杠杆上的刻度均匀。 （1）实验前发现杠杆静止在如图甲的情况，此时杠杆处于　 　状态（选填“平衡”或“非平衡”），则应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，其目的是　 　； （2）调平后，在A点挂4个钩码，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂　 　个相同的钩码。平衡后，若同时将A、B点所挂的钩码增加一个，会观察到的现象是杠杆　 　（选填“保持平衡”、“左端下沉”、“右端下沉”）； （3）取下B点挂的钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，如图丙所示，当弹簧测力计从a位置转到b位置时，其示数将　 　（选填“不变”、“变大”或“变小”）； （4）保持A点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂和动力的数据，绘制的图像如图丁。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积　 　（选填“相等”或“不等”）。 20．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 （1）探究“杠杆的平衡条件”实验时，最开始杠杆处于如图甲所示状态（静止），此时杠杆处于　 　（填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向　 　（填“左”或“右”）调节；使杠杆在水平位置平衡，目的是　 　； （2）用图乙所示的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表。 实验次数 钩码重G/N 物体上升高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 1 3 3 1.6 9 2 6 3 9 3 9 3 3.6 9 ①实验时应竖直向上　 　拉动弹簧测力计。第2次实验中弹簧测力计的示数为　 　N； ②分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越　 　（填“高”或“低”）。 四、计算题 21．如图所示，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO∶OB=2∶3，OD∶DB=1∶1，滑轮重G动=100N。当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长L=0.2m的正方体M对水平地面的压强p1=7500Pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强p2=15000Pa。（若不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向，g=10N/kg）求： （1）拉力F和物体M的重力G； （2）若将物体刚好被拉离地面，作用在B点施加的拉力F。 22．如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： （1）在这次提升过程中，工人的拉力的功率； （2）在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； （3）若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 23．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，一工人站在水平地面上，竖直向下拉绳子自由端，使重为700N的物体A在10s内匀速上升2m；已知工人重650N，提升过程中拉力F做功的功率为160W；两个滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦；求： （1）拉力F做的功； （2）拉力F的大小； （3）工人利用该滑轮组提升物体的机械效率。 答案解析部分 1．【答案】B 2．【答案】A 3．【答案】B 4．【答案】A 【解析】【解答】中学生的质量约50kg，其重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；跳跃过程中腾空高度约h＝0.15m；跳起一次做功：W＝Gh＝500N×0.15m＝75J；由于“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法，所以1min内摇轻绳240圈，人起跳 ＝120次；在1min内一共做功：W总＝75J×120＝9000J，则他在整个跳绳过程中的功率约为：P＝ ＝ ＝150W。 故答案为：A。 【分析】首先估测人的体重及腾空高度，利用W＝Gh求得跳起一次做的功，进一步求得总功，利用P＝ 求得在整个跳绳过程中的功率. 5．【答案】B 6．【答案】C 【解析】【解答】解：A、甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，所以A错误． B、若G1=G2，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同，总功=有用功+额外功，所以乙做的总功大于甲做的总功，所以B错误； C、根据η= ，甲的机械效率大于乙的机械效率，C正确． D、用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中的比值发生变化，所以机械效率变，所以D错误． 故选C． 【分析】解决此题的关键是搞清有用功、额外功、总功之间的关系，并能比较出甲乙两图中所做额外功的大小关系，并能根据公式η= = 分析机械效率大小关系． 7．【答案】B 【解析】【解答】A．由题意知，木箱的重力G=200N，h=1m，则木箱克服重力做功W有用=Gh=200N×1m=200J A不符合题意； B．拉力F做的功W总=FL=75N×4m=300J 克服摩擦力做功W额=W总-W有用=300J-200J=100J 木箱受到斜面的摩擦力 B符合题意； C．木箱移动方向与支持力方向垂直，没有在支持力的方向上移动距离，所以斜面的支持力做功为零，C不符合题意； D．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为 ≈67% D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。 8．【答案】C 【解析】【解答】解：因两次拉的过程中，拉力大小相等，位移相等，故拉力的功一定一样多． 故选C． 【分析】拉力的功等于力与位移的乘积，与其他量无关． 9．【答案】C 【解析】【解答】（1）根据图片可知，甲是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力F甲=G。 乙是动滑轮，可以省一半的力，即拉， 一般情况下，物重大于滑轮重力，则，F甲＞F乙； （2）在不计绳重和摩擦时，甲不做额外功，机械效率为100%； 乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，所以额外功不为0，则机械效率一定小于100%，所以． 故选C。 【分析】（1）定滑轮不省力不费力，使用动滑轮能省一半力，但费距离； （2）比较有用功和额外功的大小，根据公式比较机械效率的大小。 10．【答案】定；动；省；力 【解析】【解答】解：滑轮组是由 定滑轮和 动滑轮组成的，使用滑轮组既可 省力又可以改变用力的 方向． 故答案为：定；动；省；力． 【分析】用定滑轮和动滑轮组成的装置叫滑轮组，它可以省力，也可以改变用力的方向． 11．【答案】20；2；0 【解析】【解答】拉力做功W=Fs=10N×2m=20J拉力做功的功率 木块在水平面上运动，在重力方向上没有移动距离，故重力不做功，即重力做功为0J。 【分析】根据力和距离的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率；物体受力的方向上没有距离，力没有做功。 12．【答案】0；1200；20 【解析】【解答】物体在水平地面上移动，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。 拉力做的功为W=Fs=20N×60m=1200J 拉力做功的功率为 【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。 13．【答案】2.4；83.3%；变大 14．【答案】变大；不能 【解析】【解答】在杠杆缓慢地拉至水平位置的过程中，动力始终水平，所以动力臂L变小，阻力G的大小不变，而阻力臂却逐渐增大，由杠杆的平衡条件可得，拉力增大。 在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的作用线通过支点，即力臂为0，则动力与动力臂之积为0，不能满足杠杆的平衡条件，故不能把杠杆拉至水平位置。 【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大。 15．【答案】2.4；83.3% 【解析】【解答】由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.2N，示数为2.4N； 由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=3， 滑轮组效率： ； 故答案为：2.4；83.3%． 【分析】由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数；由图示滑轮组确定承重绳子的股数，然后由功的计算公式与机械效率公式求出滑轮组的机械效率． 16．【答案】5；1；83.3% 17．【答案】斜面；省力 【解析】【解答】解：弯弯曲曲的盘山公路其实质是简单机械中的斜面，在利用斜面时，通过费距离的方法，可以达到省力的目的． 故答案为：斜面；省力． 【分析】知道斜面是一种省力的机械，利用斜面时省力但要费距离． 18．【答案】杠杆；动力臂；阻力臂；动力臂；阻力臂；相等；质量 【解析】【解答】解：天平、杠杆和台秤都是测量质量的工具，它们都是依据杠杆原理制成的． 天平的支点在横梁中间，是等臂杠杆，因为m物gL=m砝码gL，所以m物=m砝码，而杆秤和台秤的动力臂和阻力臂不相等，是不等臂杠杆． 故答案为：杠杆；动力臂；阻力臂；动力臂；阻力臂；相等；质量． 【分析】杠杆原理，即杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂； 天平为等臂杠杆，称量物体质量时，左右两盘受到的力相同、质量相同；杆秤和台秤为不等臂杠杆． 19．【答案】平衡；右；便于测量力臂；6；左端下沉；变大；相等 20．【答案】平衡；右；便于测量力臂；匀速；2.6；高 【解析】【解答】（1）探究杠杆平衡条件时，图中杠杆处于静止状态，杠杆是平衡状态。 图中，杠杆左低右高，将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡；此时力臂在杠杆上，可直接在杠杆上读出力臂大小，便于测量力臂。 （2）测量滑轮组机械效率时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测量拉力，测量滑轮组机械效率； 图中，滑轮组绳子段数为3，提升钩码时，动滑轮重力不变，第一次实验中，计算动滑轮重力：， 第2次弹簧测力计的示数为：， 计算第1次滑轮组机械效率为： 第2次的机械效率为： 第3次机械效率为： 可得出，同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 【分析】（1）杠杆静止时，是平衡状态，平衡螺母向偏高的一侧调节，杠杆水平平衡，便于测量力臂； （2）测量滑轮组的机械效率时，根据G动=nF-G，计算动滑轮的重力，利用，计算绳子的拉力，根据，计算机械效率， 判断机械效率的变化规律。 21．【答案】（1）200N，800N；（2）300N 22．【答案】（1）160W （2）95% （3）1060N 23．【答案】（1）1600J；（2）400N；（3）87.5% 1 学科网（北京）股份有限公司 $$