第十一章 简单机械单元练习-2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第十一章 简单机械 一、单选题 1．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 2．如图是一个轻质杠杆的示意图，O是转动轴，不计杆重及摩擦，挂在OA中点B处的重物重力为150N，在竖直向上的拉力F作用下物体以0.01m/s的速度竖直上升。下列说法不正确的是（　　） A．拉力F=75N B．此过程中重物重力做功的功率是0.75W C．该杠杆的机械效率是100% D．杠杆转动到虚线位置的过程中，拉力F的大小保持不变 3．如图所示，人对绳的拉力都是，将各重物匀速提起。不计动滑轮重和摩擦，物重最大的是（　　） A． B． C． D． 4．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． 5．如图所示滑轮组处于静止状态，已知拉力，则甲、乙两弹簧测力计的示数分别为（　　） A． B． C． D． 6．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（    ） A．物体做功越多，则功率越大 B．做功时间越短，则功率越大 C．机械效率越高，则有用功越多 D．增加物重，可以增大滑轮组的机械效率 7．轮轴是一种变形杠杆。下列实例不属于轮轴的是（　　） A．汽车方向盘 B．井上的辘轳 C．水龙头开关 D．盘山公路 8．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，下列判断正确的是（　　） A．物体B受到的摩擦力为6N B．拉力F2大小为10N C．拉力F2的功率为1.8W D．拉力F1的功率为3.6W 二、填空题 9．如图，是《墨经·经下》里记载的斜面引重车，将绳一端紧系在后轮轴上，另一端绕过车尾圆轮与斜板上的重物相连，人向前推车即可将重物拉到高处。车尾圆轮的作用是 。已知斜板长2m、高0.8m，若用该车将重2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，后轮轴对绳子的拉力为1000N，不计绳重及圆轮处的摩擦，该斜板的机械效率为 。使用该斜面引重车，可以省力， （选填“能”或“不能”）省功。 10．周末，小明去奶奶家玩。小明帮奶奶用水桶从井中打水时，小明对水桶做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；小明提着水桶在水平路面匀速前行时，小明对水桶 （选填“做功”或“不做功”）。 11．在均匀直尺的中央挖一个小凹槽，把一个薄金属片的一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡，如图所示。由图可知，大米的质量 （选填“大于”或“小于”）小米的质量。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复水平平衡的方法： 。 12．物理学中，这种在力的作用下能绕着 转动的硬棒就称为杠杆。 13．如图甲所示，物体重1000N，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，用力匀速提升物体，使物体上升2m，则拉力F1为 N，绳子自由端移动的距离为 m；若换用图乙，则拉力F2为 N，绳子自由端移动的距离为 m。 三、实验题 14．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，将杠杆拉至图中实线位置，测力计的示数F为 N。钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，测力计移动距离s为0.3 m时，杠杆的机械效率为 %。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： ； （2）为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表所示的两组数据： 实验序号 钩码挂点 钩码总重G/N 钩码移动的距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关，钩码越重其效率越高”的结论? 答： （填“能”或“不能”），请简要说出两条理由：① ；② ； （3）若仅将钩码从A点改挂到B点，其他因素不变，则杠杆的机械效率将 （填“变大”“变小”或“不变”），理由是 。 15．实验  探究杠杆的平衡条件 实验装置    实验过程与现象分析 1.调节杠杆两端的螺母（左高左调、右高 调），使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态； 2.给杠杆两侧挂上不同数量的相同钩码，移动钩码的位置，使杠杆在 位置平衡。如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；当杠杆平衡后，在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码，则杠杆 将下沉； 3.改变动力和动力臂大小，相应地调节 和阻力臂大小，使杠杆水平平衡。多做几次实验，并记录数据； 4.如图丙所示，图中右侧弹簧测力计由竖直向下拉变为斜向下拉，使弹簧测力计与杠杆成一定角度，调节过程中杠杆始终处于水平静止，记录弹簧测力计的示数和相应力臂长短； 5.杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（）。 交流与评估 6.某次实验时，小明在调好的杠杆两侧挂上钩码后，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，下列操作正确的是( ) A．将左侧钩码向左移动 B．将右侧钩码向右移动 C．将平衡螺母向左调节 7.如果在图乙中杠杆的O点施加一个向上的力，这个力不会影响杠杆的平衡，因为其力臂为 8.如图丁A，用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线（保持上端点不动），杠杆不能保持平衡，因为杠杆右端力的力臂 9.小明采用图丁B进行探究，发现当杠杆平衡时，测出的数据不符合杠杆平衡条件，其原因是受杠杆 影响。   10.杠杆平衡后，杠杆两端增加或减少钩码后杠杆的偏转情况：若则哪边乘积 ，杠杆向哪边倾斜。 四、计算题 16．用滑轮组匀速提升重为2000N的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为625N，拉力做功的功率为1250W，滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦与绳重，求： （1）重物上升的速度； （2）本滑轮组用几段绳子悬挂动滑轮？ 17．如图所示，滑轮组在拉力F的作用下，拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中，物体A所受的滑动摩擦力为70N，拉力F的功率P=80W（不计绳重和摩擦）。求： （1）物体A的质量； （2）拉力F的值； （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 《第十一章 简单机械》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B C B D D D D 1．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。 2．B 【详解】AD．当杠杆在水平位置时，根据杠杆平衡的条件可得 代入数据为 解得F=75N，因为在移动过程中，力臂之间的关系始终不变，因此拉力不变，故AD正确，不符合题意； B．重物重力做功的功率为 故B错误，符合题意； C．不计杆重及摩擦，提升重物所做得有用功等于拉力F所做得总功，因此机械效率为100%，故C正确，不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】因为定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，所以使用定滑轮不能省力，好处是能够改变力的方向；因为动滑轮的实质是动力臂大于阻力臂，使用动滑轮的好处是能够省力；如图中所示：设将重物匀速提升的力为，若不计摩擦和滑轮重，在A中，拉力等于物体重力；在B中拉力是物体重力的一半，即；在C中，拉力等于物体重力的三分之一，即；在D中，拉力是物体重力的一半，即，故 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．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。 5．D 【详解】由图可知，甲弹簧测力计受两三股绳向右的拉力，且每股绳的拉力都等于F；定滑轮处于静止状态，故 F甲=3F=3×4N=12N 乙弹簧测力计受两股绳向左的拉力，且每股绳的拉力都等于F；定滑轮处于静止状态，故 F乙=2F=2×4N=8N 故选D。 6．D 【详解】A．功率和做功多少以及时间的长短有关，在时间不确定的情况下，做功多的机械，功率不一定大，故A错误； B．功率和做功多少以及时间的长短有关，在做功多少不确定的情况下，做功时间短的机械，功率不一定大，故B错误； C．机械效率是有用功与总功的比值，总功不确定时，机械效率大的机械，做的有用功不一定多，故C错误； D．在滑轮组能够承受的范围内，增大物重，有用功增加，有用功占总功的比例增加，所以机械效率提高，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】ABC．由轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做轮轴。汽车方向盘、井上的辘轳、水龙头开关属于轮轴的应用，故ABC不符合题意； D．盘山公路本质上是变形的斜面，故D不符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．由图可知，n=3，当B水平匀速向右运动时，B所受的摩擦力等于A的重力与F1之和的3倍，即 f=3(F1+GA)=3×(2N+1N)=9N 故A错误； B．水平向左拉物体B时，由平衡条件得 F2=3GA+f=3×1N+9N=12N 故B错误； C．水平向左拉物体时，B的移动速度为 vB===0.1m/s 拉力F2功率为 P2=F2×vB=12N×0.1m/s=12W 故C错误； D．用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率 P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W 故D正确。 故选D。 9． 改变力的方向 80% 不能 【详解】[1]车尾圆轮在此装置中相当于一个定滑轮，其主要作用是改变绳子拉力的方向，使人推车前行时能够拉动重物上升。 [2]拉力做的总功W总=Fs=1000N×2m=2000J 拉力做的有用功为W有=Gh=2000N×0.8m=1600J 此装置的机械效率为 [3]由能量守恒可知，由于能量损失不可避免，总功一定大于有用功，则使用任何省力机械都不能省功。 10． 额外 不做功 【详解】[1]小明帮奶奶用水桶从井中打水时，目的是把水提上来，对水做的功是有用功，而对水桶做的功是额外功。 [2]小明提着水桶在水平路面匀速前行时，拉力方向竖直向上，水桶在水平方向移动，在拉力的方向上没有移动距离，所以小明对水桶不做功。 11． 小于 向右盘加入少量小米 【详解】[1]天平实质上是一个杠杆。由图可知，大米对杠杆压力的力臂大于小米对杠杆压力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，大米对杠杆的压力小于小米对杠杆的压力，大米的重力小于小米的重力，大米的质量小于小米的质量。 [2]向左盘中再加入少量大米，大米对杠杆的压力变大，两个力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，要使直尺恢复水平平衡，可以向右盘加入少量小米或者把盛小米的小盘向右移动。 12．固定点 【详解】杠杆指的是一根硬棒围绕着固定的点转动的机械，这个固定的点是支点。 13． 600 4 400 6 【详解】[1]由题图甲可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，由于不计绳重和摩擦，则拉力为 [2]绳子自由端移动的距离为 [3]由题图乙可知，滑轮组的绳子承重股数为n′=3，由于不计绳重和摩擦，则拉力为 [4]绳子自由端移动的距离为 14． 0.5 66.7 杠杆自身有重力 不能 两次实验时钩码没有挂在同一位置 一次对比实验所得结论是不可靠的 变大 见详解 【详解】（1）[1]弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.1N，示数为0.5N。 [2]用杠杆提起货物，对货物做的功有用功为 W有＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J 用杠杆提起货物，对整个杠杆做的功为总功为 W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J 则杠杆的机械效率为 [3]用杠杆提起重物时，杠杆也会同时被提升一定高度，由于杠杆自身有一定重力，此时对杠杆做的功为额外功。 （2）[4][5][6]分析机械效率的影响因素采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持位置不变，多次改变物重；分析多组数据，才能得出正确结论，故实验中重物位置不同，只凭一次实验数据做出结论是不科学的。 （3）[7][8]钩码的悬挂点在A点或B点时，将杠杆提升到相同位置的过程，拉力克服杠杆自身重力所做额外功是一样的，但B点物物体提升的高度更大，所做的有用功更多，根据机械效率的定义，此时的有用功占总功的比例更大，机械效率更高。故若仅将钩码从A点改挂到B点，其他因素不变，则杠杆的机械效率将变大。 15． 右 水平 右端 3 阻力 A 零 小 自重 大 【详解】[1]根据天平的调节方法可知，左高左调、右高右调。 [2]实验中为了便于测量力臂，使杠杆在水平位置平衡。 [3]设杠杆一个的距离为L，一个钩码的重力为G，乙图中根据杠杆平衡的条件可得 解得，因此应在B点挂3个相同的钩码。 [4]在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码，此时杠杆左侧力与力臂的乘积为 杠杆右侧力与力臂的乘积为 右侧力与力臂的乘积较大，因此杠杆的右侧将下沉。 [5]实验中为了得到普遍规律，应改变动力和动力臂大小，相应地调节阻力与阻力臂的大小。 [6]根据杠杆平衡条件可知，杠杆右端下沉，说明右侧力与力臂的乘积大，为了使杠杆在水平位置平衡，可将左侧的钩码向左调节、将右侧钩码向左移动，测量过程中不允许调节平衡螺母，故A正确，BC错误。 故选A。 [7]如果在图乙中杠杆的O点施加一个向上的力，经过支点的作用力的力臂为0，对杠杆的平衡没有影响。 [8]用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线，力的方向是左下方，力臂减小，故不能使得杠杆平衡。 [9]图丁中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大，测出的数据不符合杠杆平衡条件。 [10]杠杆平衡后，杠杆两端增加或减少钩码后，杠杆不平衡，杠杆会向力与力臂的乘积大的一边倾斜。 16．（1）0.5m/s； （2）4 【详解】（1）根据得有用功率为 再根据得重物上升的速度为 （2）根据得悬挂动滑轮的绳子股数为 即有4段绳子悬挂动滑轮。 17．（1）30kg；（2）40N；（3）87.5% 【详解】（1）由G=mg得，物体A的质量 （2）由图可知，绳子的有效股数是n=2，则绳端移动的速度：v=nv物=2×1m/s=2m/s 拉力为 （3）滑轮组的机械效率 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 $$