第十一章 机械与功-2024-2025学年教科版物理八年级下册

《第十一章 机械与功》章节练习-2024-2025学年第二学期教科版物理八年级下册 一 、单选题 1.如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是 A. 开瓶器开瓶盖 B. 筷子夹食物 C. 定滑轮提升物体 D. 天平称物体质量 2.杆秤作为华夏国粹，它制作轻巧、使用便利，曾是商品流通中的主要度量工具，同时它还承载着公平公正的象征意义。某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤，如图所示，秤砣的质量是。使用时将货物挂在秤钩上，用手提起处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，已知，。下列说法正确的是 A. 杆秤的实质是个等臂杠杆 B. 杆秤点应标定出刻度值为 C. 如果要增大杆秤的量程可将提纽向点移动 D. 如果秤砣磨损一部分，用它称得的物体质量小于物体的实际质量 3.下列说法中正确的是（ ）  A. 功率大的机械效率也越大 B. 动滑轮和定滑轮相比，动滑轮的优点是使用时可以省功 C. 用动滑轮和定滑轮把同一个重物提高相同的高度时，定滑轮机械效率高一些 D. 用同一个定滑轮提升物体不计绳子自重和摩擦力，物体被提得越高机械效率越大 4.如图所示，用的力沿水平方向拉滑轮，可使重的物体以的速度在水平面上匀速运动。物体重，弹簧测力计的示数恒为不计滑轮、测力计、绳子的重，不计绳子与滑轮摩擦，滑轮的转轴光滑。下列说法正确的是 A. 地面受到的摩擦力是 B. 滑轮移动的速度是 C. 水平拉力的功率是 D. 在内绳子对物体做的功为 5.一根均匀铁丝，在中点用一细绳将它悬挂起来，铁丝保持平衡。如果将这一段弯折一下，使点和点重合，如图所示，则此时铁丝将 A. 左端向下倾斜 B. 右端向下倾斜 C. 保持平衡 D. 无法确定 6.如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态．改变弹簧测力计拉力的方向，使其从①②③．此过程中，弹簧测力计的示数将    A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大 7.小均用动滑轮将质量为的货物匀速提高了，他用的拉力拉了，下列说法正确的是取 A. 有用功为 B. 额外功为 C. 动滑轮的机械效率为 D. 小均的功率为 8.下列简单机械中，属于费力杠杆的是 A. 钢丝钳 B. 汽车方向盘 C. 定滑轮 D. 镊子 9.在工厂车间，工人先将金属杆一端的空心吸盘如图按压在半成品玻璃上固定，再在处用力，使玻璃刀在玻璃上绕转轴转动一周，圆形玻璃制品就成型了。下列分析正确的是 A. 吸盘被按压后即可固定，是由于吸盘受到大气压作用 B. 玻璃刀口做得锋利是为了增大对玻璃的压力 C. 玻璃刀绕转轴转动时，没有受到玻璃施加的摩擦力 D. 玻璃刀绕转轴转动时，金属杆始终是一个等臂杠杆 10.如图所示，利用滑轮组将重力为的物体，以的速度提升，拉力为，下列说法正确的是 A. 绳自由端移动的速度为 B. 这个滑轮组是费力机械 C. 滑轮组的机械效率为 D. 所做的有用功为 二 、填空题 11.斜面可以 ______选填“省力”或“省功”，请例举一个生活中使用斜面机械的的例子 ______。 12.做俯卧撑能锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉。如图所示，小明做俯卧撑时可视为一个杠杆，其重心在处，手掌作用在地面处，已知小明体重。则做俯卧撑时人可视为 ______ 杠杆，两只手掌对地面的压力为 ______ 。若每次重心上升的距离为，则小明做一次俯卧撑需要克服重力做功 ______ 。 13.建筑工人用如图所示的滑轮组，将重为的物体沿水平方向匀速移动了，所用的拉力大小为，物体受到水平地面的摩擦力为物重的倍。在此过程中，滑轮组的机械效率为 ______ 。 14.如图，小明将一个重的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为，小车沿斜面移动的距离，上升的高度，小明对小车做的有用功是 ______，斜面的机械效率是 ______。 15.如图所示，轻质杠杆可绕中点转动，质量为、边长为的正方体置于水平地面上，并用轻质细线与杠杆左端处连接。当在杠杆右端处施加一个______ 的竖直拉力时，杠杆在水平位置平衡，且正方体对地面的压力恰好为零；若保持力大小和方向不变，将其向左移到中点处时，正方体对地面的压强______ 。 三 、作图题 16.如图甲所示，小红开暖壶盖的过程相当于使用杠杆。图乙为这个杠杆简化的示意图，图中点为支点，为杠杆所受阻力。请在图乙中画出手指作用在点的最小动力、动力臂和阻力臂。 17.某同学想利用如图所示的滑轮提升重的物体，而他所用的绳最大能承受的拉力，请画出该同学的绕绳方式。不计绳和滑轮重及摩擦 四 、实验题 18.小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”。小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。 所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计，他们在实验中得到的数据如表所示： 装置甲 装置乙 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率    根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是__________，甲滑轮组的机械效率是__________。 由计算结果可以确定__________的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是______________，由此可知，可采用______________________的方法来提高滑轮组的机械效率。 随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率__________选填“大于”“等于”或“小于”装置甲的机械效率。 五 、计算题 19.如图甲所示，是一台汽车起重机的示意图，起重钩的升降使用的是滑轮组，如图乙所示。滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。某次作业中，起重机将的货物由地面起吊到的高度，所用时间，钢丝绳的拉力为取  求起吊过程中起重机起吊货物的机械效率；  卷扬机做功的功率；  请列举一条提高起重机机械效率的方法。 20.利用如图所示的滑轮组，用的力拉绳子自由端，货物以的速度匀速直线运动，整个过程中，滑轮组的机械效率为。求：    货物在内移动的距离：  这个过程中拉力的功率：  水平地面对货物的摩擦力大小。 答案和解析 1.【答案】B; 【解析】解：  、开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故错误；  、筷子夹食物时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故正确；  、定滑轮的实质是等臂杠杆，故错误；  、天平在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故错误。  故选：。  结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。  此题主要考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 2.【答案】C; 【解析】 A.由图可知，当提着处秤纽，点和点受到的拉力分别为动力和阻力，动力臂和阻力臂不相等，不是等臂杠杆，故错误； B.秤砣的质量是，秤砣挂在点，由杠杆平衡条件得到 由可得 ，故错误； C.将提纽向点移动，力臂变小，力臂变大，秤砣的质量不变，由杠杆平衡条件 得到测量物体的质量变大，增大杆秤的量程，故正确； D.当秤砣被磨损掉一部分，它的质量减小，再测同一个物体的质量，力臂不变，由杠杆平衡条件 当一定时，若变小，那么必然变大，即读数比实际值要大，故错误。 故选。 3.【答案】C; 【解析】  此题主要考查了功率的物理意义、机械效率的概念、动滑轮的工作特点、定滑轮的工作特点，弄清功率和机械效率的区别是解答该题的关键。  功率是表示物体做功快慢的物理量；机械效率是有用功跟总功的比值；  使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力；使用动滑轮能省力，但要费距离；据功的原理，任何机械都不省功；  使用机械不可避免地做额外功，根据公式，在有用功一定时，额外功越多，机械效率越低；  定滑轮的机械效率，所以定滑轮的机械效率与物体被提升的高度无关。    A.功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大表明物体做功快；而机械效率是有用功跟总功的比值，机械效率高表明有用功在总功中所占的比例高、机械性能好，所以功率和机械效率之间没有必然关系，故不正确；  B.使用动滑轮不可以省功，故不正确；  C.使用定滑轮和动滑轮将同一物体提升相同高度，做的有用功相同；但使用动滑轮需要克服动滑轮重和摩擦做额外功，而定滑轮只需要克服摩擦做额外功，所以使用动滑轮做的额外功更多，又因为总功等于有用功和额外功的总和，所以使用定滑轮比使用动滑轮做的总功要少一些，所以根据公式可知，使用定滑轮的机械效率会高一些，故正确；  D.由可知定滑轮的机械效率与物体被提升的高度无关，故不正确。  故选。 4.【答案】D; 【解析】解：  、从图中可知。，因为拉力，所以对的拉力为，弹簧测力计的示数恒为，则物体对的摩擦力为，方向向右，所以地面对的摩擦力为，根据物体间力的作用是相互的，可知地面受到的摩擦力是，故错误；  、移动的速度即绳端移动的速度为，所以滑轮的移动速度为，故错误；  、水平拉力的功率，故错误；  、内物体移动的距离，在内绳子对物体做的功，故正确。  故选。  要判断出所受的摩擦力，首先根据拉力和动滑轮的特点，计算出绳子对的拉力，对进行受力分析，根据平衡力的特点计算出受地面的摩擦力，根据相互作用力的知识得出地面受到的摩擦力；  根据动滑轮的特点及的移动速度判断滑轮的移动速度；  根据公式计算出拉力的功率；  根据得出内物体移动的距离，根据得出内绳子对物体做的功。  此题主要考查了动滑轮的特点、功、摩擦力、速度的计算，解决此题的关键是分别对、和动滑轮进行分析，得出绳端和拉力端的力及速度的关系。 5.【答案】A; 【解析】解：如图，若将右边这一段弯折一下，使点和点重合，重力的大小没有变化，但是重心向左移动，力臂减小；  此时左右两边重力相同，但力臂左大、右小，所以左边的力和力臂的乘积大，杠杆的左端将向下倾斜。  故选：。  将这一段弯折一下，使点和点重合，段铁丝的重心将向左移动，此时杠杆右边的重力不变、力臂却减半，而左边的力和力臂不变，根据杠杆的平衡条件进行判断。  此题主要考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，确定将右边弯折，使点和点重合时右端铁丝重心位置变化是本题的关键。 6.【答案】D; 【解析】  掌握杠杆平衡条件：；  分析在改变弹簧测力计拉力的方向的过程中力臂的变化情况，从而得出结论．  此题主要考查了学生对杠杆平衡条件的应用，解决此题的关键是分析出力臂的变化情况．    解：由图知，测力计在②位置时，其动力臂等于右段杆长，此时动力臂最长，由①②③的过程动力臂先变大后变小，根据杠杆的平衡条件，测力计的示数先变小后变大．  故选：  7.【答案】B; 【解析】解：物体的重力；  克服重力做的功，故A错；  由图知，使用动滑轮，则，  拉力做的功；  额外功：  ，故B正确；  动滑轮的机械效率，故C错；  拉力的功率，故D错。  故选：。  克服物体重力做的功为有用功，拉力做的功为总功，然后利用有用功与总功的比值计算机械效率；总功与时间的比值计算功率，据此判断。  该题考查了有用功、额外功、总功、机械效率、功率的计算方法，分清什么力做有用功、什么力做总功是解答该题的关键。 8.【答案】D; 【解析】解：、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故错误；  、汽车方向盘属于轮轴，大的叫轮，小的叫轴，动力作用在轮上，实质是省力杠杆，故错误；  、定滑轮实质是动力臂等于阻力臂的等臂杠杆，故错误；  、镊子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故正确。  故选：。  结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。  此题主要考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：  ①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 9.【答案】A; 【解析】解：  A、吸盘被按压后即可固定在玻璃上，由于大气压的作用，故A正确；  B、玻璃刀口做得锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大对玻璃的压强，故B错误；  C、玻璃刀绕转轴转动时，刀与玻璃之间有相对运动，故玻璃刀受到玻璃施加的摩擦力，故C错误；  D、玻璃刀绕转轴转动时，作用在处的动力和玻璃刀对金属杆的阻力不一定在同一直线上，所以动力臂与阻力臂不一定相等，则金属杆不一定始终是一个等臂杠杆，故D错误。    故选：。  吸盘是典型的利用大气压强的例子；  增大压强的方法：在受力面积一定时，增大压力；在压力一定时，减小受力面积；  玻璃刀使用时，刀和玻璃之间会产生摩擦力；  作用在处的动力和玻璃刀对金属杆的阻力不一定在同一直线上，据此分析两力臂的关系。  该题考查大气压，增大压强的方法，摩擦力，以及杠杆的分类，是一道综合题。 10.【答案】C; 【解析】解：  A、由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，绳自由端移动的速度，故A错；  B、由题知拉力，，因为，所以这个滑轮组是省力机械，故B错；  、拉力做的有用功，  拉力端移动距离，  拉力做的总功，  滑轮组的机械效率：  ，故C正确、错。  故选：。  由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，绳自由端移动的速度等于物体升高速度的倍；  由题知使用滑轮组时拉力、提升的物重，比较二者大小可得是省力机械还是费力机械；  利用求拉力做的有用功，拉力端移动距离，利用求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。  该题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，确定使用滑轮组承担物重的绳子股数是突破口，明确有用功、总功的含义是关键。 11.【答案】省力 盘山公路; 【解析】解：斜面是简单机械的一种，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。  故答案为：省力；盘山公路。  斜面是简单机械的一种，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。  此题主要考查了斜面的有关内容，解决此题要知道斜面是一个省力机械。 12.【答案】省力;;; 【解析】解：由图可知，为支点，动力臂大小是：，阻力臂大小是，动力臂大于阻力臂，所以，是省力杠杆；  由杠杆平衡条件可得：，解得，  因为力的作用是相互的，所以双手对地面的压力：；  每次俯卧撑小明做的功为：。  故答案为：省力；；。  找到动力臂和阻力臂，比较动力臂和阻力臂的大小判断杠杆的类型，根据杠杆平衡条件求出地面对双手的支持力，对地面的压力等于地面对手的支持力；根据得到每次俯卧撑小明做的功。  此题主要考查了杠杆的分类、杠杆的平衡条件、功的计算等，这是一道结合学生实际的题目，要学会分析题目所给的图形，从图形上找到解题的信息。 13.【答案】; 【解析】解：由题意可知，物体受到水平地面的摩擦力：，  由图可知，滑轮组的机械效率：。  故答案为：。  根据物体受到水平地面的摩擦力为物重的倍求出物体受到的摩擦力，由图可知，利用求滑轮组的机械效率。  此题主要考查使用滑轮组时机械效率的计算，注意本题中克服地面摩擦力做的功为有用功。 14.【答案】;; 【解析】解：  小明对小车做的有用功：  ；  小明做的总功：  ，  斜面的机械效率：  。  故答案为：；。  知道斜面高、小车重，利用求小明对小车做的有用功；  知道拉力大小、斜面长，利用求小明做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。  此题主要考查了利用斜面时，有用功、总功、机械效率的计算，属于基础题目。 15.【答案】;; 【解析】解：正方体的重力为：    为杠杆的中点，该杠杆为等臂杠杆，当在处施加一个竖直拉力时，且正方体对地面的压力恰好为零，说明绳子对正方体的拉力大小等于，由力的相互性，绳子作用在杠杆端的力为，根据杠杆平衡条件，因为等臂杠杆，可知拉力大小等于绳子作用在杠杆端的力，即    力大小、方向不变地移到点，根据杠杆的平衡条件有：    即  故；根据力的作用是相互的，杠杆端对绳子的拉力大小为，故可知正方体对地了面的压力为：  ，  对地面的压强：  。  故答案为：；。  根据重得出正方体的重力；根据已知条件可知绳子对正方体的拉力大小等于，由力的相互性可知绳子作用在杠杆端的力大小，根据杠杆平衡条件可知拉力大小；  力大小、方向不变地移到点，根据杠杆平衡条件可得出作用在的动力大小，根据力的作用是相互的得出杠杆端对绳子的拉力大小，从而可知正方体对地面的压力，根据压强公式得出对地面的压强大小。  此题主要考查杠杆的平衡条件及力的相互性和压强公式的运用。 16.【答案】; 【解析】  力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离；  杠杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。  本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。 17.【答案】; 【解析】  不计绳和滑轮重及摩擦，利用求出绳子的股数，然后画出该同学的绕绳方式。  通过分析物重与绳子能承受的最大拉力，确定绳子的段数，再进行绕绳，这是解决此题的正确步骤。 18.【答案】; 【解析】装置甲，有用功，总功，额外功动滑轮的重力甲滑轮组的机械效率。由表中数据可知，甲、乙装置中，甲的动滑轮的个数较少，滑轮组的机械效率较高，故小马的说法正确。这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是动滑轮的个数，故减少动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率。由图甲装置和图丙装置可知，承担物重和动滑轮重的绳子的股数相同，动滑轮的个数相同，物体的重力相等，绳子的绕线方式不同。利用两装置分别提升同一重物，若使其上升相同的高度，则所做的有用功相等因动滑轮的个数相等，所做的额外功相等，由可知，两者的机械效率相等。  19.【答案】; 【解析】  根据求出货物的重力，根据求出机械效率；  根据求出拉力移动距离，根据求出卷扬机做的总功，根据求出功率；  在使用起重机的过程中，减小吊钩等起吊部分的机械自重，减小绳子与滑轮间的摩擦，提升重力较大的货物，可以减小额外功或增大有用功，都可以提高起重机的机械效率。  此题主要考查的是学生对重力、机械效率、总功、功率计算公式的理解和掌握，弄清楚绳子的股数是解决此题的关键。 20.【答案】解：根据可知货物在内移动的距离：  ；  由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：，  绳子自由端移动的速度：，  拉力的功率：；  由得摩擦力：  。  答：货物在内移动的距离为；  这个过程中拉力的功率；  水平地面对货物的摩擦力大小。; 【解析】  根据算出货物在内移动的距离；  由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：，求出绳子自由端移动的距离；由功率公式求出拉力的功率；  根据机械效率公式求出摩擦力。  此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键。 学科网（北京）股份有限公司 $$