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 1．一个小孩站在船头，按如图所示两种情况用同样大小的拉力拉绳，经过相同的时间 t（船未碰），小孩所做的功 W1、W2 及在这段时间内小孩拉绳的平均功率 P1、P2的关系为（　　） A．W1>W2，P1=P2 B．W1=W2，P1=P2 C．W1＜W2，P1＜P2 D．W1＜W2，P1=P2 2．如图甲所示，小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使其在水平木板上沿拉力方向匀速滑动一段距离，如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法正确的是（     ） A．木块两次具有的动能一样大 B．两次拉力对木块做功一样多 C．木块第一次受到的拉力较大 D．两次拉力做功的功率一样大 3．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动。在杠杆的B点挂上重物，在A端通过细绳施加竖直向上、大小为4.5牛的拉力F使杠杆水平平衡。如果把重物悬挂点和拉力作用点互换，当杠杆水平平衡时，竖直向上的拉力大小变为8牛。通过上述条件可以确定该物体的重力为（　　） A．4牛 B．6牛 C．8牛 D．9牛 4．如图所示，ABC和DEF是指甲刀的两个杠杆。下列说法正确的是（　　） A．ABC是省力杠杆，DEF是费力杠杆 B．ABC是费力杠杆，DEF是省力杠杆 C．ABC和DEF都是省力杠杆 D．ABC和DEF都是费力杠杆 5．将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前比较（     ） A．节省了力 B．提高了功率 C．降低了效率 D．提高了效率 6．小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组（如图），分别将同一物体以相同匀速提高到相同高度（忽略绳重及摩擦），下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 7．如图，两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，则（　　）    A．甲做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较小 C．甲做功较多，甲、乙功率相等 D．甲、乙做功相等，乙的功率较大 8．用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5N C．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J 二、填空题 9．用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，10s内移动了1m，则木块移动的速度为 m/s．弹簧测力计的示数如图所示，大小为 N，拉力所做的功为 J． 10．在水平地面上有一长方体木箱，小林用水平推力 F 把木箱向前推动，如图甲所示，此过程中， 推力 F 随时间 t 的变化情况如图乙所示，木块前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化情况如图丙所示， 则从 3s 至 5s 内，推力对木块所做的功 J，从 0s 至 1s 内，推力对木块所做的功的功率为 。 11．小东设计了图甲、乙所示的两种推车。从使用时省力大小的角度分析，两种方案中较好的是 方案（选填“甲”或“乙”）。从杠杆的类型分析，图甲中小车的实质是一个 杠杆，图乙中小车的实质是一个 杠杆（后两空选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 12．甲、乙两台机器功率之比为3：7，做相同的功所用时间之比为 ，在相同的时间内完成的功之比为 。 13．用图示的滑轮组将重物竖直向上匀速提升0.3m，拉力F的大小为3N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则重物的重力为 N。    三、实验题 14．用图中所示的装置探究杠杆的平衡条件， 通过正确的实验操作， 得到下表中的数据。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 3.0 0.20 2.0 0.30 2 2.0 0.15 1.5 3 1.5 0.20 1.0 0.30 …… …… …… …… …… （1）第 2 次实验数据中的阻力臂 应为 ； （2）第 3 次实验后，用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 （保持上端悬点不动）， 如图乙所示，不计摩擦，杠杆 （选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是： 。 15．“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。 四、计算题 16．如图，用一个动滑轮，把重100N的物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求：   （1）动滑轮的机械效率；     （2）若用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，机械效率是多少？（不计绳重及摩擦） 17．如图所示，用的拉力，将重的木箱匀速提升，不计绳重和摩擦。求： （1）动滑轮重； （2）滑轮组所做的有用功； （3）滑轮组的机械效率。 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 机械和功》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B B A D A A A 1．C 【详解】根据公式W=Fs可知，小孩拉绳子所做的功等于小孩对绳子的拉力与拉过的绳子长度之积。两次拉力相同，甲图拉过的绳子长度等于一艘小船移动的距离，乙图拉过的绳子长度等于两艘小船移动的距离之和，两艘小船移动的距离之和大于一艘小船移动的距离，所以W1＜W2。两种情况下所用的时间相同，根据公式 可知，甲图拉绳子的平均功率小于乙图拉绳子的平均功率。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．由图乙知，两次物体都做匀速直线运动，第一次物体的速度较大，所以第一次物体的动能较 大，故A错误； BC．两次匀速拉动过程中，接触面粗糙程度、受到的压力不变，摩擦力不变，根据二力平衡，木块两次受到的拉力相等，图乙中可以看出，木块两次运动的距离相等，所以木块两次所做的功相等，故B正确，C错误； D．从图乙中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式可知力F相同时第一 次速度v大，则功率大，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】重物悬挂点和拉力作用点互换前，由杠杆平衡条件可得 F×OA=G×OB 即 ① 重物悬挂点和拉力作用点互换后，由杠杆平衡条件可得 F'×OB=G×OA 即 ② 由①②可得 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．A 【详解】如图所示，对于杠杆ABC，支点在C，在使用时，动力作用在A点，阻力作用在B点，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；对于杠杆DEF，支点在D，在使用时，动力作用在E点，阻力作用在F点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故A正确、BCD错误。 故选A。 5．D 【详解】A．使用动滑轮可以省一半力，使用定滑轮不能省力，故A不符合题意； B．在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，做的有用功相同，时间相同，功率相同。将动滑轮改为定滑轮使用后，做的额外功少了，所以总功率应该更小了，故B不符合题意； C．动滑轮在提升过程中随物体一起上升，要对动滑轮做额外功，有用功相同，做的总功越多，机械效率越低，故C不符合题意； D．使用定滑轮提升时滑轮的位置不上升，有用功相同，使用定滑轮时做的额外功最小，所以机械效率最大．故D符合题意。 故选D。 6．A 【详解】忽略绳重及摩擦，根据可知，相同，F1中连接动滑轮绳子的股数是2，即；F2中连接动滑轮绳子的股数是3，即，则；提升过程中，提升相同的物重，且提升相同的高度，两个相同的滑轮，额外功相同，有用功相同，根据 可知，机械效率相同，即，故A正确，BCD错误。 故选A。 7．A 【详解】两人举起杠铃质量相同，即杠铃重相同，由于甲比乙高，即举起的高度 h甲>h乙 举起杠铃做功 W=Gh 举起杠铃做的功 W甲>W乙 根据，举起杠铃用的时间相同，做功功率为 P甲>P乙 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．A 【详解】A．滑轮组的机械效率为 故A正确； B．动滑轮重为 故B错误； C．拉力的功率为 故C错误； D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。 故选A。 9． 0.1 2.4 2.4 【详解】试题分析：木块移动的速度为v=s/t=1m/10s=0.1m/s．该弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为 2.4N，拉力所做的功为W=Fs=2.4N×1m=2.4J． 考点：速度；弹簧测力计；功 10． 120J 0 【详解】[1]由乙图可知在3s至5s内推力F=60N，这一时间段速度为v=1.0m/s，时间t=2s，可知推力做功为 W=Fs=Fvt=60N×1.0m/s×2s=120J [2]由丙图可知， 0s 至 1s 内，物体速度为0，物体静止不动，此时推力对木块未做功，W推=0，有 11． 甲 省力 费力 【详解】[1][2][3]图甲中，动力作用在小推车的尾部，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；图乙中，动力作用在小推车的前端，此时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。所以，为了省力应该选择甲方案。 12． 7：3 3：7 【详解】[1]当做功相同时，做功所用的时间与功率成反比。甲、乙两台机器功率之比为3：7，做相同的功所用时间之比为7：3。 [2]做功所用的时间相同时，做的功与功率成正比。甲、乙两台机器功率之比为3：7，在相同的时间内完成的功之比为3：7。 13．7.2 【详解】由图可知，有效绳子的段数n=3，因为 所以 14． 0.20 不能 见解析 【详解】（1）[1]根据杠杆平衡可知，阻力臂 应为 （2）[2][3]用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 （保持上端悬点不动），改变了拉力的方向，但是没有改变拉力的大小，但是支点到力的作用线的距离，即力臂的长短发生了变化，由可知，不变，的大小不变，但是力臂发生了变化，故杠杆不能保持平衡。 15．(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。 16．（1）83.3%；（2）100N，90% 【详解】解：（1）由题可知使用的是动滑轮，通过动滑轮绳子段数n=2，  动滑轮的机械效率为 （2）不计绳重及摩擦，根据可知，提起100N物体时，可得 动滑轮的重力为，当提升重为180N的物体时，绳子自由端的拉力 此时的机械效率 答：（1）动滑轮的机械效率为83.3%； （2）作用在绳子自由端的拉力为100N，此时机械效率是 90%。 17．（1）300N；（2）2400J；（3）80% 【详解】（1）由图知n=3，不计摩擦和绳重，由 可得动滑轮重 G动=nF−G物=3×500N−1200N=300N （2）做的有用功 W有=G物h=1200N×2m=2400J （3）拉力移动的距离 s=nh=3×2m=6m 滑轮组做的总功 W总=Fs=500N×6m=3000J (4)滑轮组的机械效率 答：（1）动滑轮重为300N； （2）拉力所做的有用功为2400J； （3）滑轮组的机械效率是80%。 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 $$