第九章 机械和功单元训练-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．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为 2．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　） A． B． C． D． 3．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为5.0cm/s B．拉力F的功率为0.26W C．额外功为0.45J D．滑轮组的机械效率为90% 4．在对河道进行清淤工作时，利用如图所示的起重机将较重的挖掘机放入河道内。工作时，下列操作可能造成起重机侧翻的是（　　） A．放长吊绳 B．缩短吊绳 C．伸长吊臂 D．缩短吊臂 5．如图所示，小晨用拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动做实验，A、C是小球能摆到的最高点，B点是小球的最低点，忽略空气阻力，下列分析不正确的是（　　） A．如在B点把绳子剪断，小球此后至落地前的运动状态都将时刻在改变，机械能不变 B．如在D点绳子突然断了，小球不可能落到E点，如果落到E点左侧，则小球脱离绳子后动能先减小后增大 C．小球在整个运动过程中受到2个力的作用，这2个力都对小球做功，其中小球在B点受到平衡力的作用 D．A、C距地面高度相同，小球在A、C两点速度为零，但小球受到的力不平衡 6．下图所示的物体中，不属于轮轴的是（    ） A． B． C． D． 7．如下图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（   ） A．、、的大小相等 B．最大 C．最大 D．最大 8．在老旧路面改造建设过程中，自卸车发挥着巨大的作用，如图是某品牌自卸车的简化示意图，车厢部分可视为杠杆，A是放货物的位置，B是液压杆跟车厢的接触点，C是车厢底部的固定点，车厢质量忽略不计，则在液压杆匀速顶起车厢过程中，下列分析正确的是（　　） A．B点是支点，货物放在车厢上的B点上方可以省力 B．C点是支点，货物放在车厢上的B点下方可以省力 C．若车厢静止时货物匀速向下运动，液压杆对车厢的支持力保持不变 D．使用这种自卸车可以省功 二、填空题 9．如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，其中每个滑轮重100N，不计绳重和摩擦。他至少用 N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止状态，此时吊篮底面对他的支持力为 N。 10．返回舱的总质量为，表面防热材料的质量为500kg，比热容为，若返回舱在大气层中下落了1000m，重力做功 J；若返回舱进入大气层后下落1000m的过程中，下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收，则防热材料升高的温度是 ℃。（g取） 11．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平（如下图所示）。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW，该功率值的物理意义是 。 12．返回舱的总质量为3×103kg，表面防热材料的质量为500kg，比热容为4×103J/（kg·℃），若返回舱在大气层中下落了1000m，重力做功 J；若返回舱进入大气层后下落1000m的过程中，下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收，则防热材料升高的温度是 ℃。（g取10N/kg） 13．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） 三、实验题 14．“探究杠杆的平衡条件”的实验中： (1)实验前，杠杆总静止在图甲所示的位置，则杠杆的重心位于支点O的 （选填“左”或“右”）侧。若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 （选填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； (2)实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N； (3)上述实验过程中，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为 （选填“2.9”或“3.1”）N。 15．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜面同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示： (1)实验中探究的“物体的动能”是指________（选填字母）； A．钢球在斜面上的动能 B．钢球撞击木块时的动能 C．木块被撞击后的动能 (2)若水平面是光滑的， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (3)让质量不同的钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被钢球推出的距离大小，这样做是为了研究动能大小与 的关系； (4)实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 ，钢球的动能就越 ； 补充设问 [方案改进]若实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施： 。 四、计算题 16．用的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，内小车前进了，则在这段时间内： (1)推力做功是多少？ (2)推力的功率是多大？ 17．如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求： （1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度； （2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小； （3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。    试卷第2页，共6页 试卷第3页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 《第九章 机械和功》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D B C C B A B 1．D 【详解】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误； BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功 W有=Gh=100N×4m=400J 所做的总功 W总=Fs=50N×10m=500J 额外功 W额=W总-W有=500J-400J=100J 物体所受的摩擦力 故BC错误； D．该斜面的机械效率 故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．不计机械自重和摩擦，则有有，代入数据为 得到，故A不符合题意； B．由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n=3，则，故B不符合题意； C．题图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以，故C不符合题意； D．由题图可知，动力臂为 阻力臂为1m，动力臂和阻力臂之比为，所以动 力和阻力之比为，所以，故D符合题意。 故选D。 3．B 【详解】A．由题图可知，绳子自由端移动的速度为 故A错误； B．根据P=Fv可得，拉力F的功率为 故B正确； CD．在0~2s的过程中，物体上升的高度为 绳子自由端移动的距离为 所以有用功为 总功为 额外功为 滑轮组的机械效率为 故CD错误。 故选B。 4．C 【详解】AB．开始时杠杆平衡，根据杠杆平衡条件可知，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂；当放长或缩短吊绳，阻力与阻力臂均不变，动力与动力臂也不变，因此不会侧翻，故AB不符合题意； C．当伸长吊臂时，阻力不变，阻力臂变长，阻力与阻力臂乘积变大，动力和动力臂都不变，动力乘动力臂大于阻力乘阻力臂，起重机容易倾翻，故C符合题意； D．当缩短吊臂时，阻力不变，阻力臂变短，阻力与阻力臂乘积变小，动力和动力臂都不变，动力乘动力臂小于阻力乘阻力臂， 因此不会侧翻，故D不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】A．如在B点把绳子剪断，小球由于惯性继续向前运动，由于受重力作用小球向下运动，小球进行曲线运动，小球的运动状态时刻在变，由于忽略空气阻力作用，小球的机械能不变，故A正确，不符合题意； B．小球无论是上升还是下降，由于惯性小球保持原来的运动状态，D点绳子突然断不能落到绳子断开点的下方E点；如果落到E点左侧，说明小球从B向A运动过程中，小球脱离绳子，小球由于惯性还在处于上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，速度减小，当竖直向上的速度减小到0时，小球在重力作用下，小球的运动状态发生改变，小球将下降，小球在下降过程中重力势能转化为动能，速度在增大，所以小球的速度先变小后增大，故B正确，不符合题意； C．小球在整个运动过程中受到竖直向下的重力和沿绳子收缩方向的拉力的两个力作用，小球受到的两个力方向始终不在同一直线上，小球受到的力不是平衡力；在重力的作用下移动距离，重力对小球做功，小球在拉力作用下没有移动距离，拉力对小球没有做功，故C错误，符合题意； D．A、C 距地面高度相同，重力势能相同，整个过程忽略空气阻力，机械能守恒；小球在A、C两点速度为零，此时小球受到竖直向下的重力和沿绳子收缩方向的拉力作用，这两个力方向不是相反的，不是平衡力，所以小球受力不平衡，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．B 【详解】由轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做轮轴。 A．转动钥匙时，手柄（轮）带动锁芯（轴），所以钥匙属于轮轴，故A不符合题意； B．动滑轮属于滑轮系统，其轴随物体移动，与轮轴结构不同，不属于轮轴，故B符合题意； C．扳手长柄（轮）对螺母（轴）施加力矩，符合轮轴原理，故C不符合题意； D．方向盘的轮带动转向柱（轴），是轮轴应用，故D不符合题意。 故选B。 7．A 【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，忽略绳子与滑轮的摩擦，所以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BCD错误，故A正确。 故选A。 8．B 【详解】AB．如图所示，把车厢部分视为杠杆，支点是C点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力，因为阻力和动力臂一定，根据杠杆平衡条件可知，当杠杆平衡时，阻力臂越短，则动力越小，就越省力，所以货物放在车厢上的B点下方可以省力，故A错误，B正确； C．如图，若车厢静止时货物匀速向下运动，即是阻力不变时，阻力臂逐渐减小；根据杠杆平衡条件可知，当杠杆平衡时，动力臂不变，动力减小，即液压杆对车厢的支持力减小，故C错误； D．根据机械功原理可知，使用任何机械都不省功，故D错误。 故选B。 9． 200 400 【详解】[1]如图： 由滑轮的特点可知，F1＝F2，且 F3＝F定+F1+F2 人和吊篮的总质量 m＝60kg+30kg＝90kg 人和吊篮受到的重力 G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N 对整体分析 2F3＝G+F动 则 F3＝F动+F1+F2＝F动+2F1 则 F1＝F2＝200N [2]对人进行受力分析可知，此时人共受到重力、拉力和吊篮底面对他的支持力三个力的作用，根据力的平衡可得，吊篮底面对他的支持力 FN＝G﹣F2＝600N﹣200N＝400N 10． 6 【解析】【小题1】[1]返回舱下落过程中，重力做功 [2]返回舱下落过程中，防热材料吸收的热量 防热材料升高的温度是 11．见详解 【详解】“天鲲号”的功率为 功率是表示做功快慢的物理量，“天鲲号”的功率是1×104kW，表示的物理意义是，“天鲲号”每秒做功为。 12． 3×107 6 【解析】略 13． 40 4 32 不变 【解析】略 14．(1) 左 右 (2)3 (3)3.1 【详解】（1）[1]实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，其左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O的左侧。 [2]若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。 （3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，则杠杆一开始左端下沉，说明左端重，相当于阻力变大，根据杠杆的平衡条件可知，需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。 15．(1)B (2)不能 (3)质量大小 (4) 多 大 增大钢球在斜面上释放的高度 【详解】（1）实验中钢球撞击木块，对木块做功，说明钢球具有能量，此时钢球正在运动，因此物体的动能指的是小球的动能。 （2）实验中是通过比较木块移动的距离来钢球具有动能的大小，若水平面是光滑的，木块将一直做匀速直线运动，无法比较距离的大小，因此不能完成实验探究。 （3）让质量不同的钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，此时钢球的速度相同，质量不同，因此探究的是钢球动能的大小与质量之间的关系。 （4）[1][2]实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，即钢球对木块做的功越多，钢球具有的动能越大。 [3]木块移动的距离较短，一是木块受到的摩擦力较大，或钢球具有的动能小，根据动能的影响因素可知，可以增加钢球的速度，即增大钢球在斜面上释放的高度或减小木块的质量，即减小木块与水平面的摩擦。 16．(1)1000J； (2)200W 【详解】（1）推力做功为 （2）推力的功率为 17．（1）0.4m/s；（2）125N；（3）45J 【详解】解：（1）杠铃片上升的速度 （2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n=2,当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力 （3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功 答：（1）杠铃片的速度为0.4m/s； （2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小为125N； （3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力做的功为45J。 答案第6页，共6页 答案第7页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 $$