第九章 简单机械2024-2025学年鲁科版（五四学制）（2024）物理八年级下册

第九章 简单机械 一、单选题 1．为了赶在雨季之前给住在山区的奶奶的房屋做一次维修，爸爸专门请了一个小型施工队。这个施工队利用3个相同的滑轮组成滑轮组将材料运送到高处，滑轮组的结构如下图所示。已知每个滑轮重50N，绳子能够承受的最大拉力是500N，忽略绳重和摩擦。用此滑轮组提升材料，下列说法错误的是（　　） A．滑轮a是定滑轮，可以改变力的方向，但不省力 B．滑轮b是动滑轮，使用时可以省力 C．工人每次将材料匀速提起，需要施加大小等于材料和动滑轮总重力的一半的力 D．工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度为0.4m/s 2．用下图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处。在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（温馨提示：在直角三角形中，角所对的直角边等于斜边的一半）（   ） A． B． C． D． 3．下图所示的是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重及摩擦）。其中所需动力最小的是（   ） A． B． C． D． 4．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（　　） A．动力F逐渐变大 B．动力F逐渐变小 C．动力F一直不变 D．无法确定动力F大小 5．9月17日，2024中华龙舟大赛（四川·恩阳站）的决赛在四川巴中的恩阳龙舟公园展开角逐。现场人山人海，热闹非凡。如图所示，比赛时运动员一只手紧握船桨的末端，另一只手用力划桨，此时的船桨可看成一个杠杆。下列各图能正确表示其原理的是（   ） A． B． C． D． 6．人体的各种运动相当复杂，但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆，如我们做抬头，抬腰，垫脚等动作时，就用到了身上各种各样的杠杆。如图所示，晓华同学正在做俯卧撑，此时人体可视为一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是（　　） A． B． C． D． 7．如图，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做功分别为W1、W2，下列选项正确的是（　　） A．F1<F2   W1>W2 B．F1>F2   W1=W2 C．F1>F2   W1>W2 D．F1<F2   W1=W2 8．如图所示，该装置处于静止状态。若不计滑轮重、绳重及一切摩擦，物体的重力分别为G1和G2，则G1∶G2等于（　　） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶1 D．无法判断 二、填空题 9．将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重30N，B重5N，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A匀速向左运动，则拉力F= N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 10．使用滑轮组时，直接承担物重的绳子段数为n。若n为偶数，则绳子的固定端挂在 滑轮上；若n为奇数，则绳子的固定端挂在 滑轮上。（均选填“定”或“动”） 11．如图所示，重为10牛的物体A在拉力F的作用下匀速上升2米，滑轮重及摩擦不计，在此过程中拉力F的大小为 牛，所做的功为 焦，物体A的机械能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 12．如图所示：旗杆顶部的装置为 滑轮，它的实质是一个 杠杆，优点是可以改变 。 13．如图所示，在斜面上，将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m，高0.3m，斜面的机械效率为 ，物块与斜面间的摩擦力为 N，在其它条件一定时，斜面变陡，机械效率 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。（g取10N/kg） 三、实验题 14．利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件。 (1)调节平衡螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示。其目的是方便测量 ； (2)如图乙所示，在A处挂3个钩码，则应在B处挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡。杠杆平衡后，若在A和B处再各加挂一个同样的钩码，则杠杆 （选填“左端下沉”“右端下沉”或“依旧平衡”）。 15．如图甲所示，小明用沿斜面方向的拉力F，拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动，忽略空气阻力。 （1）在图乙处画出物体A在斜面上匀速运动时受力的示意图； （2）以下能反映物块A的某些物理量随时间变化的关系正确的有 ； （3）用受力图中的字母及图甲中的相关距离来表示输入、输出的能量，填入图丙能流图。 （4）判断物块A所受重力和支持力大小是否相等？ 。判断拉力F与木块受到的摩擦力f谁大？ （选填“F大”、“f大”或“相等”） 四、计算题 16．小聪用如图所示的滑轮组匀速拉动放在水平地面上的物体，小聪体重为500N，物体的重力为1000N，动滑轮的重力为40N，已知物体受到的摩擦力和重力成正比，他用80N的拉力将物体拉动了2m。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦） （1）请在图上画出滑轮组上绳子的绕法（要求）； （2）求绳子自由端移动的距离； （3）求物体受到的摩擦力； （4）求小聪所能拉动物体的最大重力。 17．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求： （1）动滑轮重； （2）绳自由端的移动速度为多大？ （3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？ 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 《第九章 简单机械》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B B A A B D A 1．D 【详解】A．在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。滑轮a是定滑轮，可改变力的方向，但不省力，故A正确，不符合题意； B．轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。滑轮b是动滑轮，使用时省力，但费距离，故B正确，不符合题意； C．由于滑轮组中有一个动滑轮b，承担物重的绳子股数为2，在忽略绳重和摩擦时，每次将材料提起，需要施加材料和动滑轮总重的一半的力，故C正确，不符合题意； D．动滑轮b上有两股绳，工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度应该是 故D错误，符合题意。 故选D。 2．B 【详解】A．动滑轮是省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的一半，即 B．根据机械功原理，任何机械都不省功，所以由得 C．设阻力臂为L，则从支点到动力作用点长度为3L，因为动力作用线与横杆夹角为30°，说明动力臂长度为横杆的一半，即。根据杠杆平衡条件可得 D．定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，则； 综上可知，最省力的是B选项的拉力F。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．B 【详解】不计机械自重及摩擦，设物体的重力为G。 A．图中滑轮是定滑轮，拉力F1=G； B．由杠杆平衡条件可知G×L=F2×(3L+L)，则 C．此滑轮组的绳子股数n=3，此拉力 D．由杠杆平衡条件可知F4×L=G×(3L+L)，则F4=4G 综上所述，综上所述，使用杠杆时的动力最小是B。 故选B。 4．A 【详解】由杠杆平衡条件可知，图中阻力和动力臂的大小不变，但是阻力臂变大，则动力F将变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．A 【详解】图示中，运动员一只手紧握船桨的末端，则船桨的末端相当于杠杆的支点，另一只手用力划桨，手对船桨的作用力相当动力，方向水平向后，水对船桨的作用力相当于阻力，方向水平向前。故A正确，BCD错误。 故选A。 6．B 【详解】做俯卧撑时，人的重心在腰部附近，将身体撑起时，可以看成是以脚为支点形成的杠杆，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，所以动力在头部，竖直向上，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】斜面高度一定，斜面倾斜角度越大，越费力，斜面AB倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即 斜面光滑说明摩擦力为0，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即 故ABC错误，D正确。 故选D。 8．A 【详解】不计滑轮重、绳重及一切摩擦，由图知道，此滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，物体G2由两段绳子承担，所以 拉力F绕过一个定滑轮，定滑轮不省力，故 F＝G1 所以 所以 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9． 10 20 【详解】[1][2]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知A重30N，B重5N，物体B恰好匀速下降，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力10N，所以，水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F 10． 定 动 【详解】[1][2]组装滑轮组时，根据“奇动偶定原理”可知，直接承担重物的绳子段数为n，若n为偶数时，则绳子的固定端挂在定滑轮上；若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上。 11． 5 20 增大 【详解】[1]不计滑轮重与摩擦时，动滑轮可省一半的力，拉力大小 [2]由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离 s=nh=2×2m=4m 拉力所做的功 W=Fs=5N×4m=20J [3]重为10牛的物体A在拉力F的作用下匀速上升2米，物体质量不变，高度增加，故重力势能增大，速度不变，动能大小不变，所以机械能增大。 12． 定 等臂 力的方向 【详解】[1][2][3]旗杆顶部的滑轮在使用时位置不变，因此是定滑轮；定滑轮在使用过程中，即不省力也不费力，它实际上是一个等臂杠杆，它的优点是使用时能改变力的方向。 13． 62.5% 3 增大 【详解】[1]将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m，高0.3m，所做的有用功为 W有=Gh=mgh=2kg×10N/kg×0.3m=6J 拉力做的总功为 W总=Fs=8N×1.2m=9.6J 机械效率为 [2]额外功为 W额=W总-W有=9.6J-6J=3.6J 由W额=fs得，摩擦力为 [3]当斜面变陡，摩擦力将变小，所做额外功变小，所以机械效率增大。 14．(1)力臂的大小 (2) 2 右端下沉 【详解】（1）调节平衡螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，此时力臂与杠杆重合，便于直接在杠杆上读出力臂的大小，方便测量力臂。 （2）[1][2]设每个钩码重力为，杠杆上一格的长度为，根据杠杆平衡条件则有 解得，即应在B处挂2个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；杠杆平衡后，若在A和B处再各加挂一个同样的钩码，则杠杆左端为，右端为，，所以右端下沉。 15． C 不相等 F大 【详解】（1）[1]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动，物体受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力，这四个力都作用在物块A的重心上，如图所示 （2）[2] A．物体沿斜面向上做匀速运动，根据s＝vt可知，路程与时间成正比，故A错误； BCD．物体沿斜面向上做匀速运动，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度变大，重力势能变大；机械能为动能和势能的和，所以机械能变大，故C正确，BD错误。 故选C。 （3）[3]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动的过程中，拉力所做的功为总功，总功为W总＝FL；提升物块所做的功为有用功，有用功为W有＝Gh；克服摩擦力所做的功为额外功，额外功为W额＝fL，如图所示 （4）[4]A在斜面上，A对斜面的压力要小于自身的重力；根据物体间力的作用是相互的，斜面对A的支持力与A对斜面的压力相同，所以斜面对A的支持力要小于A的重力； [5]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动的过程中，物体在拉力、摩擦力的方向上移动的距离相同，拉力所做的总功要大于摩擦力所做的额外功，跟W＝FL可知，拉力大于摩擦力。 16．（1）；（2）6m；（3）200N；（4）7300N 【详解】解：（1）要使得滑轮组更省力，且小聪可以向下拉绳子，因此绳子从动滑轮开始绕，滑轮组被3段绳子承担，如图所示： （2）由图可知，绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为 （3）因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由可得，摩擦力为 （4）人对绳子的最大拉力为 能拉动物体的最大摩擦力为 物体受到的摩擦力和重力成正比，所以有 解得G大=7300N。 答：（1）见解析； （2）绳子自由端移动的距离为6m； （3）物体受到的摩擦力为200N； （4）小聪所能拉动物体的最大重力为7300N。 17．（1）120N；（2）0.3m/s；（3）250N 【详解】解：（1）由图可知，承担重物的绳子股数n=3，所以绳端的拉力为 变形可得，动滑轮的重力为 G动=3F-G=3×200N-480N=120N （2）物体移动的速度为 自由端移动的速度为 ； （3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力 答：（1）动滑轮重为120N； （2）绳自由端的移动速度为； （3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少为250N。 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 $$