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．使用杠杆、定滑轮、动滑轮等简单机械，将同一物体匀速提升相同的高度。若机械的摩擦和自重可以忽略不计，则下列说法正确的是（    ） A．因为使用定滑轮不省力，所以使用定滑轮比使用杠杆做功多 B．因为使用动滑轮要费距离，所以使用动滑轮比使用定滑轮做功多 C．因为使用动滑轮要费距离，所以使用动滑轮比使用杠杆做功多 D．使用每一种机械所做的功一样多 2．如图所示，小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗，图中顶端的定滑轮的作用是（　　） A．既省力，也改变施力的方向 B．省力，但不改变施力的方向 C．不省力，但改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 3．如图所示，重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（    ） A．动力臂逐渐变大 B．阻力臂逐渐变小 C．动力F逐渐变大 D．动力F保持不变 4．如图所示，翘起部分是为拔出图钉而预留的施力空间。图钉作为杠杆，其支点是（   ） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 5．李阿姨推一辆手推车遇到一台阶，小君看到后过来帮着推车的轮子。要想越过该台阶，小君从A、B、C三处施力推车轮子，方向如图所示，则（　　） A．在A点用力最小 B．在B点用力最小 C．在C点用力最小 D．在A、C点用力相同 6．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为 7．如图所示，动滑轮重1N，拉力F为5N，不计绳重及摩擦，则重物G和弹簧测力计读数分别为（    ） A．4N，5N B．9N，10N C．10N，5N D．9N，5N 8．体重是400N的同学用重10N的水桶，提起重100N的水沿楼梯送到5m高的宿舍里使用，完成这一次提水，他做的有用功和额外功分别是（　　） A．500J；50J B．500J；2050J C．550J；2000J D．2500J；50J 二、填空题 9．如图，用细绳将不锈钢勺子悬挂起来，使其静止在水平位置，则勺子悬挂点 （选填“左”或“右”）侧的质量较大一些。 10．力学中，功等于 与 的乘积。 11．爱动手的小明自制了一个杆秤，如图所示，秤砣的质量为0.5kg，秤杆质量忽略不计。在A端悬挂质量为3kg的物体，秤砣移至B点时，秤杆恰好水平静止，则OA︰OB= 。若宇航员将此杆秤拿到月球上，还在A端挂质量为3kg的物体，秤杆水平静止时，秤砣将位于 （选填“B点左侧”“B点右侧”或“原位置”）。 12．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 。 13．如图所示，A、B为两个滑轮，若物体与地面的滑动摩擦力为30N，不计绳重和滑轮摩擦要使沿水平方向匀速运动2m，绳子端的拉力为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m；为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m。 三、实验题 14．学习“杠杆”一节时，同学们通过“探究杠杆平衡条件”实验，初步得出杠杆平衡条件。接着，他们按照活动卡进一步探究（如图）：他们将质量均为50克的3个钩码挂在B点（作为阻力）并保持位置不变，在A点用弹簧测力计沿不同方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平平衡。实验步骤及相关数如图所示。 (1)分析图中的动力与动力臂的变化情况及相关条件，可得出的结论是： ； (2)通过实验，有利于同学们进一步理解： 叫动力臂。 15．小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验（如图所示），用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。 实验 次数 钩码的重力 G/N 钩码提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离 s/m 机械效率 η 1 2 0.1 0.9 0.3 74% 2 4 0.1 1.6 0.3 83% 3 6 0.1 ① 0.3 ② （1）观察如图中测力计的示数，表格中编号①的数值是 ，②的数值是 。 （2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法 是与本实验同理的。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑 （3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高。都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为 的看法是正确的。 四、计算题 16．如图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景，每次引体向上身体重心上升的高度为0.6m，求解下列问题。（小伟的质量为50kg，g取10N/kg） (1)引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了600m用时5min，他热身运动的平均速度； (2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功； (3)小伟做完引体向上运动后，双脚稳稳地站在水平地面上，请你估算他此时对地面的压强； (4)航天员在空间站中能否通过做引体向上来锻炼身体，请简单描述并说明理由。 17．如图所示，用20N的拉力使一个重力为50N的物体匀速上升，现用同样的滑轮组使重力为200N的物体匀速上升0.1m（不计绳重及摩擦）。求： (1)动滑轮重； (2)拉动重力为200N的物体时的拉力； (3)绳子自由端移动的距离。 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 D C C C C D D B 1．D 【详解】将同一物体匀速提升相同的高度，不用机械时做的功为W=Gh，若机械的摩擦和自重可以忽略不计，则使用机械时做的功都等于不用机械时做的功，即使用每一种机械所做的功一样多。故ABC错误，D正确。 故选D。 2．C 【详解】定滑轮是等臂杠杆，不能省力，但改变施力的方向，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．C 【详解】A．当硬棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过θ后，力与杠杆不再垂直，所以动力臂变小，故A不符合题意； B．杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过θ角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B不符合题意 CD．根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，而动力臂减小，所以动力逐渐增大，C符合题意，故D不符合题意。 故选C。 4．C 【详解】这个装置的目的是为了能把图钉拔出来，该图钉的工作过程是：用力向上撬杠杆的A点，设备绕着C点转动，使图钉被拔出，由此可知C点是支点。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】轮子和障碍物的交点为支点，动力最小即动力臂最大，C点距离支点最远，所以C点用力最小。 故选C。 6．D 【详解】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误； BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功 W有=Gh=100N×4m=400J 所做的总功 W总=Fs=50N×10m=500J 额外功 W额=W总-W有=500J-400J=100J 物体所受的摩擦力 故BC错误； D．该斜面的机械效率 故D正确。 故选D。 7．D 【详解】图示中，绳子拉力为5N，弹簧测力计受到向下的绳子的拉力，示数为5N，用动滑轮将重物提升，不计绳重及摩擦，则，所以重物，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．B 【详解】该同学的目的是将水提高5m，因此所做的有用功是克服水的重力做功，则有用功为 额外功是克服水桶和人的重力做功，则额外功为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．右 【详解】如图所示，用细绳将不锈钢勺子悬挂起来，使其静止在水平位置，则勺子悬挂点为支点，悬挂点左侧部分的力臂大于悬挂点右侧部分的力臂，根据杠杆的平衡条件，勺子悬挂点右侧部分的重力较大，故勺子悬挂点右侧的质量较大一些。 10． 力 物体在力的方向上移动的距离 【详解】[1][2]根据功的定义可知，功为作用在物体上的力与物体在力的方向上移动的距离乘积，即。 11． 1︰6 原位置 【详解】[1]杆秤为一杠杆，为支点，根据杠杆的平衡条件， 带入数据为 可得 [2]若宇航员将此杆秤拿到月球上，物体的质量不变，只是变小了，根据杠杆的平衡条件，还在端挂质量为的物体，秤杆水平静止时，秤砣将位于原位置。 12． 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 13． 30 2 15 4 【详解】[1][2]A滑轮为定滑轮，定滑轮不省力也不费距离，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离 [3][4]B滑轮为动滑轮，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离为 14． 动力的作用点相同，但力的方向不同，力与竖直方向的夹角越大，动力越大 从支点到动力作用线的距离 【详解】(1)[1]由图知，阻力和阻力臂都不改变，动力的作用点也不改变，从ABCD图知，力与竖直方向的夹角从0°到60°，夹角越来越大，动力越来越大。 (2)[2]对阻力和阻力臂和动力作用点都不改变的情况下，动力的大小与力的方向有关，从支点到动力作用线的距离叫动力臂。 15． 2.3 87% 一 小明 【详解】（1）[1][2]由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.3N；第三次实验滑轮组的机械效率 （2）[3]小明通过分析表格中的数据知，同一滑轮组，物体越重，增加有用功来使机械效率越高；方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意； 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意； 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增加机械效率的，故不符合题意，故选方法一与与本实验同理。 （3）[4]根据知机械效率与高度无关，故小明的看法正确。 16．(1)； (2)； (3)； (4)见解析 【详解】（1）小伟热身运动的平均速度为 （2）小伟受到的重力为 完成1次引体向上克服重力做的功 （3）小伟双脚站在水平地面上对地面的压力 双脚与地面的接触面积约 对地面的压强 （4）不能，由于空间站属于微重力环境，人体的重力几乎为0，做引体向上时几乎不需要克服重力，也就达不到锻炼的目的。 17．(1)10N (2)70N (3)0.3m 【详解】（1）由图知道，n=3；不计绳重及滑轮之间的摩擦，根据知道，动滑轮重为 （2）不计绳重及滑轮之间的摩擦，根据知道，绳子自由端拉力F的大小为 （3）绳自由端移动的距离为 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 $$