专题突破训练：功和机械能、简单机械（二） ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

2025年人教版八年级下册物理专题突破训练：功和机械能、简单机械（二） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题：本大题共9小题，共18分。 1.如图所示，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是(    ) A. B. C. D. 2.如图所示，为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如图两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是(    ) A. 用动滑轮提升重物上升高度，测力计也上升高度 B. 若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少 C. 减小滑轮质量可以提高定滑轮和动滑轮的效率 D. 若它们提升同一物体，则定滑轮的机械效率比动滑轮的机械效率高 3.如图，用的力将重为的物体在内匀速提升，不计绳重和摩擦，在此过程中(    ) A. 绳子自由端移动的距离为 B. 动滑轮重 C. 拉力做功的功率为 D. 滑轮组的机械效率为 4.如图所示，在均匀杠杆的处挂个钩码，处挂个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为，若在，两处各加个钩码，那么杠杆(    ) A. 右边向下倾斜 B. 左边向下倾斜 C. 仍保持水平位置平衡 D. 无法确定杠杆是否平衡 5.图中力水平拉动重为的物体在水平路面匀速移动了。改用滑轮组拉动在同一路面匀速移动了，拉力为如图。此过程滑轮组(    ) A. 总功为 B. 额外功为 C. 机械效率为 D. 额外功为 6.踮脚是一项很好的有氧运动，如图，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是(    ) A. 脚后跟是支点，是省力杠杆 B. 脚后跟是支点，是费力杠杆 C. 脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆 D. 脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆 7.如图所示，小球在点由静止开始释放，向右侧摆动，点是小球摆动的最低点，点是小球摆动到右侧的最高点，且、两点到点的竖直距离。在小球从点摆动到点的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 小球的运动状态保持不变 B. 小球的机械能总量逐渐减小 C. 绳的拉力对小球做了功 D. 小球的动能全部转化为重力势能 8.下列说法正确的是 (    ) A. 运动的物体具有的能量叫做动能 B. 甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，则甲的功率大 C. 功就是能，因为它们的单位相同 D. 用的水平力拉着重的小车沿着水平地面前进，则此过程拉力做的功比重力做的功多 9.济南市中小学田径比赛中，运动员跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员(    ) A. 助跑阶段机械能不变 B. 经过最高点时重力势能最大 C. 经过最高点时动能最大 D. 起跳时机械能为零 二、填空题：本大题共5小题，共10分。 10.工人用力水平推重为的物体，在内水平推力与物体沿力的方向移动距离之间的关系如图所示。在这过程中，水平推力做的功为______，推力做功的功率为______。 11.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用、匀速提升重力为、的、两物体，不计绳重和摩擦。若，则______；若，则______选填“”、“”或“” 12.某同学在内做了个“引体向上”，他的质量为，每次上升的高度为该同学做一次“引体向上”克服重力做的功的功是______，内做功的功率为______。 13.如图，是塔式起重机上的滑轮组．在将的重物匀速提高的过程中，作用在绳端的拉力为，则有用功是______，该滑轮组的机械效率是______． 14.小明用如图所示的滑轮组将重为的物体匀速提升了一段距离，此过程中滑轮组机械效率为，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是______，动滑轮的重力是______。 三、作图题：本大题共1小题，共2分。 15.如图所示，一根木棒以点为支点撬动石块，画出作用在点最小动力，并画出阻力的力臂。 四、实验探究题：本大题共3小题，共18分。 16.在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图、、所示，让质量为、的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 小球动能是由______填某种能量转化来的。 实验中通过______反映小球动能的大小。 比较______两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。 比较、两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而______。 17.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。 平衡时，应该让杠杆静止在______位置。 小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图所示，他们记录的数据为：动力，动力臂，阻力，则阻力臂______ 下列四个因素中，不会带来实验误差的是______ A.铁架台自身的重力足够大 B.单个钩码的重力不完全相等 C.悬挂钩码的绳套重力偏大 D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大 小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到、两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图所示的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：______。、、的力臂分别用、、表示 18.在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下： 实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计，使物体升高。 图乙中弹簧测力计的示数为______表格中处数据应为______。 实验次数 物体重力 提升高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率______选填“变大”、“变小”或“不变”。 五、计算题：本大题共3小题，共24分。 19.电动玩具车质量为，它与水平地面的接触面积为，该车在水平地面运动时，车内电动机提供的水平动力与速度的关系如图所示． 求：玩具车对水平地面的压强．     该玩具车在水平地面以的速度做匀速直线运动时，水平动力做功的功率是多少？ 20.工人用图示装置在内将质量为的货物匀速提升，此过程中拉力的功率为取求： 有用功； 滑轮组的机械效率； 若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为，额外功占总功的，工人提升货物的重。 21.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】  【解析】【分析】 此题是求杠杆最小力的问题，已知点是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行求解。 找到动力作用点到支点的最长动力臂动力的方向垂直于连线是解决问题的关键。 【解答】 解：如图，若在端施力，力的最大力臂，是支点与力的作用点的连线，即，图中与垂直的力为，此时最省力，即：最小的作用力为。 故选：。 2.【答案】  【解析】解：、使用动滑轮时，拉力端移动的距离等于提升物体升高高度的倍，所以用动滑轮提升重物上升高度，测力计上升高度，故A错误； B、使用动滑轮能省力；拉升同一物体上升相同高度，有用功相同，用动滑轮时，提起动滑轮需要多做额外功，所以做功较多，故B错误。 C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，可以提高动滑轮的机械效率，故C错误。 D、结合可知，若它们提升同一物体，则定滑轮的机械效率比动滑轮的机械效率高，故D正确。 故选：。 使用动滑轮可以省一半力，但费一半的距离； 使用定滑轮不能省力，和使用定滑轮相比，使用动滑轮时需提升动滑轮要多做额外功； 提高机械效率的方法：一是增大提升物重，二是减轻机械重、减小摩擦。 本题考查了定滑轮和动滑轮的特点、提高机械效率的方法，属于基础题目。 3.【答案】  【解析】解： A、由图可知，，则绳子自由端移动的距离：，故A错误； B、忽略绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重：，故B正确。 C、绳子自由端移动的速度：，根据，故C错误； D、根据，故D错误。 故选：。 由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据求出绳子自由端移动的距离，根据求出绳子自由端移动的速度； 忽略绳重和摩擦，根据求出动滑轮的重。 根据算出拉力做功的功率； 根据算出滑轮组的机械效率。 本题考查了有关滑轮组公式、、速度公式、功率公式以及机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 4.【答案】  【解析】解：如图所示，每个钩码的质量为，重力为，杠杆上每小格的长度假设为， 则，，，； 所以 在、两处再各加挂一个的钩码后，，，和的长度都不变， 则， 因为 所以杠杆右边下倾． 故选：． 杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，即； 在、两处再各加挂一个的钩码后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断杠杆是否还平衡． 杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积是否相等，不能只看力或力臂的大小． 5.【答案】  【解析】解：图中，因为物体做匀速运动，拉力和摩擦力平衡，所以； 图中，同一物体在同一路面上匀速运动，因为压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，物体受到的摩擦力仍为， A、因为滑轮组中有段绳子拉着物体，所以，此滑轮组的总功为：，故A错误； 、此滑轮组的有用功：，则额外功为：，故B错误，D正确； C、此滑轮组的机械效率为：，故C错误。 故选：。 此题考查了滑轮组的有用功、总功、额外功、机械效率的计算，这种水平方向上的滑轮组的机械效率是难点。 6.【答案】  【解析】解： 如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 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。 本题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。 7.【答案】  【解析】解： A、小球摆动过程中运动方向不断变化，也就是运动状态在变化，此选项错误； B、、小球从到的过程中，大部分重力势能转化为动能；从到的过程中，大部分动能转化为重力势能。由于与空气有摩擦，摆动过程中部分机械能转化为内能，所以机械能总量减少，动能也不可能全部转化为重力势能，选项B正确，选项D错误； C、细绳对小球有拉力，但小球在拉力的方向上没有移动距离，所以细绳的拉力对小球不做功，此选项错误。 故选：。 物体的运动状态包括速度和方向两个方面； 动能和势能统称为机械能，由于克服空气阻力，一部分机械能会转化为内能； 做功包含两个必要因素：有力作用在物体上，物体在力的方向上通过一定的距离。 此题考查了动能与势能的转化及运动状态的改变。需要清楚的是，不考虑空气阻力，机械能是守恒的；由于克服空气阻力，机械能总量是减少的。 8.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了动能的定义、功率的大小、功能的区别、做功的多少，是一道基础题。 根据动能的定义分析； 功率的大小与功、时间有关； 能是状态量，功是过程量； 根据做功的两个条件分析。 【解答】 A.物体由于运动而具有的能叫作动能，故A错误； B.甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，表明甲用的时间少，虽然上升的高度相同，但不能确定甲乙二人重力的大小，就无法比较做功的大小，从而无法判定功率的大小，故B错误； C.功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能是状态量，所以不能说能就是功，功就是能，虽然单位相同，但物理意义不同，故C错误； D.用的水平力拉着重的小车沿着水平地面前进，拉力做了功，而重力没有做功，故则此过程拉力做的功比重力做的功多，故D正确。 故选D。 9.【答案】  【解析】解：、助跑过程中，速度越来越快，高度不变，动能增加，重力势能不变，因此机械能增加；故A错误； B、经过最高点时，高度最高，即重力势能最大，故B正确； C、经过最高点时，其速度最小，所以动能最小，故C错误； D、人起跳时，其获得了最大的初速度，且在整个过程中有机械能的损失，所以起跳时机械能最大，故D错误。 故选：。 动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 在能量转化中是减小的能转化为增大的能；当有阻力作用时，机械能不守恒。 掌握动能、重力势能的影响因素，会利用控制变量法判断动能、重力势能的变化。 10.【答案】  ；  【解析】解：根据图示可知，， 则水平推力做的功：； 推力做功的功率：。 故答案为：；。 根据图象读出物体受到拉力的大小和移动的距离，根据和即可求出推力做的功和推力做功的功率。 本题考查了学生的读图能力、功的公式、功率公式的了解与掌握，注意做功时两个必要因素力和距离方向的一致性，易错点 11.【答案】  ；  【解析】【分析】 本题考查了滑轮组机械效率公式和绳子拉力公式的应用，明确有用功和总功以及滑轮组绳子的有效股数是关键。 不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据，结合比较两滑轮组的机械效率关系；  由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据，结合得出提升物体的重力关系。 【解答】 不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功， 则滑轮组的机械效率： ， 因物体的重力越大，越小，越大，且动滑轮的重力相等， 所以，时，； 由图可知，，， 由可得，提升物体的重力： ， 则时，提升物体的重力关系为。 故答案为：； 12.【答案】；  【解析】解： 小明所受的重力：； 完成一次引体向上，克服重力做的功：； 在内做了个“引体向上”，则内做的总功：， 内做功的功率： 。 故答案为：；。 根据求出重力，再根据求出克服重力做的功； 求出内做的总功，据求出功率。 此题主要考查的是学生对重力、功和功率计算公式的理解和掌握，常见题目。 13.【答案】；  【解析】解：有用功：； 拉力移动距离， 拉力做的总功， 机械效率； 故答案为：；． 根据求出有用功； 根据求出拉力移动距离，根据求出拉力做的总功，根据求出机械效率； 此题主要考查的是学生对有用功、总功、机械效率的计算公式的理解和掌握，基础性题目． 14.【答案】    【解析】解： 由图知，，拉力端移动距离， 滑轮组的机械效率， 则拉力： ； 不考虑绳重及摩擦，， 则动滑轮重力： 。 故答案为：；。 由图知承担物重的绳子股数，滑轮组的机械效率据此求拉力； 不考虑绳重及摩擦，，据此求动滑轮重力。 本题确定的大小承担物重的绳子股数是突破口，利用好两个公式：一是滑轮组的机械效率，二是不考虑绳重及摩擦，。 15.【答案】解：力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，根据力臂的画法作出垂直于的作用力即为在点最小动力，方向向下； 反向延长力所在的直线，由支点向这条线作垂线即为阻力的力臂如图所示：    【解析】 由杠杆的平衡条件可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力。连接支点和力的作用点即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小； 阻力臂是支点到阻力作用线的距离，过点的作用线的垂线即为阻力的力臂。 力臂的画法应始终遵循从支点到力的作用线画垂线这一原则，找最小的力时则一定要遵循找最长的力臂这一原则，明确了这些才能按一定的作图规则将力或力臂表示出来。 16.【答案】重力势能； 木块滑动的距离； 、；  增大。  【解析】解：实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能； 实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小。 探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选、两图； 比较、两图进行的实验，质量不同的小球从相同高度滚下，质量大的小球推动木块运动的距离远，故结论为：小球的动能随质量增大而增大。 故答案为：重力势能；木块滑动的距离；、； 增大。 小球从高处滑下，重力势能转化为动能； 物体的动能不同，推动木块移动的距离不同； 根据图片中的相同点和不同点，利用控制变量法分析。 解决此类问题要结合影响动能的大小因素和控制变量法、转换法进行分析解答。 17.【答案】水平        【解析】解：为了便于从杠杆上直接读取力臂，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡； 杠杆平衡条件为：。 由杠杆平衡条件得：， 得：； 铁架台自身的重力足够大目的使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意； B.单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意； C.悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响，故C不符合题意； D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏，对测量结果造成误差，故D不符合题意， 故选A。 设一个钩码的重力为，杠杆一个格的长度为，根据杠杆平衡条件可知，杠杆右侧；杠杆左侧，故左侧等于右侧，故F。 故答案为：水平；；；。 杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂重力的方向跟杠杆垂直，同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡； 根据杠杆平衡条件分析解答； 对各选项分析解答； 无论两侧挂几组钩码，每一组都有自己的力与力臂，因此，求出每一个力与相应力臂的乘积，再相加，就是整个这一侧的结果，同样表示出另一侧，看两者是否平衡。 本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解，是一道中等题。 18.【答案】缓慢匀速      不变  【解析】解：实验中要竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，使物体升高； 图乙中弹簧测力计的分度值为，示数为； 第次实验的机械效率为： ； 表格中处数据应为。 不计摩擦及绳重，则克服动滑轮的重做的功为额外功的唯一来源，有用功：； 额外功：， 总功：， 滑轮组的机械效率， 因用一滑轮组提升相同的物体，故G和不变，故滑轮组的机械效率不变。 故答案为：缓慢匀速；；；不变。 实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉动测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小； 根据弹簧测力计的分度值读数； 根据求出第次实验的机械效率； 不计摩擦及绳重，则克服动滑轮的重做的功为额外功的唯一来源，根据滑轮组的机械效率分析。 本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、测力计读数、机械效率的计算及的运用。 19.【答案】解：玩具车对水平地面的压力， 玩具车对水平地面的压强； 根据图象可知该玩具车在水平地面以的速度做匀速直线运动时的牵引力， 水平动力做功的功率．  【解析】此题主要考查的是学生对重力、压强、功率计算公式的理解和掌握，读懂图象是解决此题的关键． 20.【答案】解： 货物的重力：； 有用功：； 拉力做的总功：； 滑轮组的机械效率：； 由图可知， 已知额外功占总功的，则此时的机械效率； 此时的机械效率：， 所以提升物体的重力：。 答：有用功为； 滑轮组的机械效率为； 工人提升货物的重为。  【解析】知道物体的质量，根据计算出重力，再根据计算出有用功； 利用求出总功，根据计算机械效率； 根据机械效率，拉力和，解得工人提升货物的重。 本题考查做功、功率、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是根据求出总功。 21.【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。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$