内容正文:
专题03 功和机械能、简单机械(原卷版)
考点1 三种不做功的情况 1
考点2 功的计算 2
考点3 功率的概念 4
考点4 功率的计算 5
考点5 功、功率的大小判断 6
考点6 研究物体的动能跟哪些因素有关 8
考点7 动能和势能的大小变化 9
考点8 动能和势能的转化 11
考点9 机械能守恒 13
考点10 杠杆五要素及力臂的作图 15
考点11 探究杠杆的平衡条件 17
考点12 杠杆平衡条件的应用 19
考点13 杠杆平衡条件的计算 20
考点14 生活中的杠杆 23
考点15 定滑轮和动滑轮 24
考点16 滑轮组 26
考点17 轮轴和斜面 28
考点18 有用功和额外功 29
考点19 机械效率 30
考点20 测量滑轮组的机械效率 32
考点1 三种不做功的情况
1.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)下列现象中,人对物体做功的是( )
A.掷出的铅球在空中飞行
B.将书包背上楼
C.用力推课桌没有推动
D.提着水捅在水平地面上匀速前进
2.(23-24八年级下·福建泉州·期末)如图的四种情景中,人对物体有做功的是( )
A.运动员举着杠铃不动 B.离手后的冰壶向前滑行
C.手推着小车向前运动 D.踢出的足球在空中飞行
3.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,用不可伸长的细线把一个小球悬挂起来,将小球拉至位置a由静止释放,小球经过位置b摆到最高位置c处。从a到b过程中细线对小球的力 (选填“做功”或“没做功”);小球在c处,受到 个力的作用(忽略空气的阻力)。
4.(23-24八年级下·甘肃定西·期末)学校进行大扫除时,小乐将一盆水从地面上端起后沿着水平路面匀速行走到教室.小乐将水从地面上端起的过程中,小乐对这盆水 ;小乐端着水在水平路面上行走的过程中,小乐对这盆水 。(均选填“做功”或“不做功”)
考点2 功的计算
5.(23-24八年级下·福建福州·期末)双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一。它的动作过程为:双手分别握杠,两臂支撑在双杠上,肘关节慢慢弯屈,同时肩关节伸屈,使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻,两臂用力撑起至还原。如图所示,该学生一次屈臂伸过程克服重力做功最接近于( )
A.15J B.150J C.500J D.3000J
6.(多选)(23-24八年级下·河北保定·期末)如图所示,小阳用F=20N的水平推力推着重为40N的物体在水平方向沿直线匀速运动了2m,松手后物体又向前滑行了0.5m后停止下来。则对于整个过程的分析中,正确的是( )
A.重力做的功为100J
B.物体所受摩擦力始终是20N
C.推力F对物体做了50J的功
D.推力F对物体做了40J的功
7.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)无人机在现代的生产生活中有着广泛的应用。小龙操控如图甲所示的无人机在空中水平直线飞行,无人机的图象如图乙所示。已知无人机的总质量为15kg,水平飞行时受到的水平推力的大小恒为10N,则0~2s内,重力对无人机所做的功为 J。(g取10N/kg)
8.(23-24八年级下·河南许昌·期末)用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F,将质量为m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A点推到B点,圆弧AB对应的圆心角为60°,如图所示,则在此过程中,力F对物体做的功为 ;若将推力改为水平恒力F,则此过程中力F对物体做功为 。
9.(23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末)2024年海南计划发射首颗商业遥感卫星,小华在模拟卫星发射的活动中,用120N的力沿水平方向推动一个重为100N的模型火箭在地面上前进了5m。则小明对火箭的推力做了 J的功,火箭的重力对火箭做的功为 J。
10.(23-24八年级下·安徽阜阳·期末)一辆总质量为2300kg的小货车,四个车轮与地面接触的总面积为0.1m2,若小货车在4000N的牵引力作用下沿平直公路以10m/s的速度匀速直线行驶40s,取 。求该小货车:
(1)静止时对地面的压强;
(2)匀速直线行驶时所受阻力的大小;
(3)此过程中牵引力做的功。
考点3 功率的概念
11.(23-24八年级下·河南许昌·期末)下列关于功、功率的说法中正确的是( )
A.物体对外做功越多,功率就越大
B.物体做功时功率越大,做的功就越多
C.有一个力作用在物体上且物体移动了一段距离,该力一定对物体做功
D.在做功过程中做功时间最长的,做功不一定最多
12.(23-24八年级下·四川广安·期末)2023年5月23日12时30分许,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史!如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中会克服自身重力做功,体重越小的队员克服自身重力做功一定( )
A.越少 B.越多 C.越慢 D.越快
13.(23-24八年级下·广东深圳·期末)为了发展全民体育运动,深圳不断完善健身设施。小丽和家人来到社区健身房,见到了琳琅满目的健身器材。如图是做壶铃摇摆的三个动作,以下说法错误的是( )
A.未提起壶铃,没有对壶铃做功
B.以相同的节奏摇摆,壶铃越重,人对壶铃做功的功率越大
C.用同一个壶铃健身,节奏越快,人对壶铃做功的功率越大
D.用同一壶铃健身,举得越高,做功越快
考点4 功率的计算
14.(23-24八年级下·内蒙古通辽·期末)小明重为500N,某次他从一楼匀速爬至三楼,用时20s,每层楼高3m。则他在爬楼时克服自身所受重力做的功和功率分别是( )
A.4500J、150W B.3000J、225W
C.3000J、150W D.4500J、225W
15.(22-23八年级下·天津和平·期末)功率是25kW的拖拉机,它4h做的功如果由平均功率是0.4kW的耕牛去完成,需要时间 h。一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW,速度为80km/h,汽车行驶2h,卡车的牵引力是 。
16.(23-24八年级下·安徽安庆·期末)如图甲所示。水平地面上的一物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。3~6s,物体受到的摩擦力为 N;6~9s,拉力F对物体做功的功率为 W。
17.(23-24八年级下·福建泉州·期末)2024年5月8日,我国首艘弹射型航空母舰——“福建舰”完成首次海试。“福建舰”满载排水量约为8万吨,以54km/h的最大速度匀速直线行驶时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。则“福建舰”满载时所受的浮力大小 N,以最大速度匀速行驶时的功率为 W。
18.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)如图所示,大石头质量为0.6t,一辆叉车用10s将大石头沿竖直方向匀速提升1m,后再用5s将大石头沿水平方向匀速移动2m,大石头重力 N,在此过程中叉车克服大石头重力做的功是 J,整个过程的功率是 W。
19.(23-24八年级下·吉林·期末)随着科技发展,一些餐饮场所使用机器人送餐,有一送餐机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动20m,它受到的阻力为100N,则机器人的重力做功 J;机器人牵引力做功的功率为 W。
考点5 功、功率的大小判断
20.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图所示,两个相同的玻璃管分别装有水和油。两个相同的金属小球从同一高度O处静止释放,下落到P处,小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况,则小球( )
A.在水中重力做功多 B.在油中重力做功多
C.在水中重力的功率大 D.在油中重力的功率大
21.(23-24八年级下·广东汕头·期末)小明两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,物体两次拉动距离均为s1,运动图象图所示,拉力对物体所做的功分别为W1和W2,功率为P1和P2,下列判断正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.P1=P2 D.P1>P2
22.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图甲,水平地面粗糙程度相同,。用大小不变的水平拉力F拉物体做直线运动,物体通过AB、CD段时“”图像如图乙,与AB段相比,CD段( )
A.物体所受摩擦力较大 B.水平拉力F做的功较多
C.物体运动的时间较小 D.水平拉力F做功的功率较小
23.(23-24八年级下·江西上饶·阶段练习)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知,拉力做的功W1 W2,拉力做功的功率 。(均选填“>”“<”或“=”)
24.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力和运动方向始终一致,运动时间,运动距离,比较两种情况下拉力做的功 ,功率 。
25.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)如图甲所示,某同学用弹簧测力计拉木块,使它在同一水平木板上滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。在相等的时间内,两次拉力对木块做的功分别为和,拉力对木块做功的功率分别为和,则 , 。(两空均选填“”“”或“”)
考点6 研究物体的动能跟哪些因素有关
26.(23-24八年级下·重庆·期末)如图,某小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后静止。
(1)实验中探究的是 (选填“小球”或“木块”)的动能,其动能大小是通过比较 来反映的,此处用到的物理方法是 ;
(2)分析比较 两次实验可以得出结论:质量相同的物体,速度越 ,动能越大;
(3)若用上述实验器材探究阻力对物体运动的影响,必须增加的器材是 。
A.质量不同的木块 B.倾斜程度不同的斜面 C.粗糙程度不同的水平面
27.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)物理兴趣小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与哪些因素有关”,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
实验次数
钢球质量/g
钢球下摆高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
(1)本实验的研究对象是 (选填“钢球”或“木块”);
(2)本实验钢球动能的大小是通过观察 来判断的,这里采用的科学探究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的 相同,从而探究动能与 的关系;
(4)由第1、2两次实验数据和现象可得出结论:高度相同时质量越大动能越大,这个说法是 的(选填“正确”或“错误”);
(5)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,若仅重新进行第3次实验,下列方法可行的是___________;
A.换用足够长的木板 B.换用一个质量更大的木块 C.降低钢球释放时的高度
(6)如果水平木板表面绝对光滑,则 完成该探究实验。(选填“能”或“不能”)
28.(23-24八年级下·广东梅州·期末)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,小平做了题图所示三个实验,质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑,与水平面上的小木块相碰。回答下列问题:
(1)实验中所探究的“物体的动能”是指小球在 (选填“A”、“B”或“C”)位置的动能;实验中小球的动能大小是通过小木块的移动距离来 (选填“直接”或“间接”)反映的,这种研究方法称为 ;
(2)由实验 和实验 (选填“甲”、“乙”或“丙”)可知,物体的动能大小与物体的速度大小有关;为了探究动能大小与物体质量的关系应选用 、 两图进行实验;
(3)若水平面绝对光滑,则滚下后的铁球将做 运动。
考点7 动能和势能的大小变化
29.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)如图所示是一座高山的等高线图,一位登山运动员从A点匀速到达B点时( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能不变,重力势能增大
C.动能增大,重力势能不变
D.动能增大,重力势能增大
30.(23-24八年级下·青海西宁·期末)苏轼在《江城子·密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”,表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象,下列分析正确的是( )
A.用力拉弓,弓弦对手指也有作用,说明力的作用是相互的
B.弓被拉得越弯,弓所具有的动能越大
C.飞出去的箭速度越大,重力势能越大
D.离弦的箭受到重力、弹力和空气阻力
31.(23-24八年级下·上海徐汇·期末)如图所示,一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲所示)将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示)用竖直向下的力压小球至如图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.刚撤去F时,弹簧的弹性势能最大
B.小球在上升过程中,动能一直在减小
C.小球在A点处于平衡状态
D.小球上升到A点时,重力势能最小
32.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器由长征运载火箭在文昌航天发射场发射,开启“月宫探宝”之旅,实现人类首次从月球背面采样返回。在“嫦娥六号”加速升空的过程中,它的重力势能 ,动能 。
33.(23-24八年级下·河南驻马店·期末)在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。球从最高点到落地点的过程中,动能 ,重力势能 。(均选填“增加”、“不变”、“减小”)
34.(23-24八年级下·山东泰安·期末)泰安市环卫部门用如图所示的道路垃圾清扫车打扫街道卫生,清扫车工作时垃圾被“吸”到垃圾箱中,实现路面清扫。若垃圾车在清扫过程中沿路面匀速行驶,则清扫车的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点8 动能和势能的转化
35.(23-24八年级下·河北保定·期末)蹦床是一项传统的奥运比赛项目。如图所示,在一次比赛中,运动员从高处下落到蹦床上又被弹起。在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员从高处下落到刚接触蹦床,重力势能转化为动能
B.运动员从刚接触蹦床到下落到最低点,蹦床的弹性势能减小
C.运动员被蹦床弹起过程中机械能守恒
D.运动员被弹起离开蹦床后,弹性势能转化为动能
36.(23-24八年级下·河南郑州·期末)下列关于机械能及其转化的说法,正确的是( )
A.弯弓射出箭时,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.上紧发条的闹钟指针转动时,动能转化为弹性势能
C.雨滴下落时,动能转化为重力势能
D.人造卫星从近地点运行至远地点时,动能转化为重力势能
37.(23-24八年级下·辽宁铁岭·期末)北京冬奥会上,我国选手徐梦桃在雪上空中技巧比赛中摘得女单金牌。她在比赛过程中运动的轨迹(a→b→c→d)如图所示( )
A.从a点下滑到b点过程中,动能转化成重力势能
B.从b点运动到c点过程中,重力势能不断增大
C.a点的重力势能等于c点的重力势能
D.在d点落地时的机械能等于a点的机械能
38.(23-24八年级下·湖南娄底·期末)如图所示,用细线将小钢球悬挂起来,让其在竖直平面内左右摆动,忽略空气阻力,下列关于小球运动过程中说法正确的是( )
A.小钢球从A运动到O的过程中,动能转化为重力势能
B.小钢球从A运动到B的过程中,重力势能先增大后减小
C.小钢球摆动到B点时受到的力不是平衡力
D.小球摆动过程中,随着位置改变所受重力的大小和方向也随之改变
39.(23-24八年级下·吉林松原·期末)如图,人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行,有近地点和远地点,下列说法正确的是( )
A.卫星在远地点时速度为零,动能为零
B.卫星从近地点向远地点运动,重力势能转化为动能
C.卫星在大气层外运行,不受空气阻力,因此机械能守恒
D.卫基从远地点向近地点运动,动能增大,动能减小,机械能减小
40.(23-24八年级下·河北张家口·期末)第24届冬奥会2022年在北京市和张家口市联合举行。这是中国历史上第一次举办冬季奥运会,如图是滑雪运动员训练时的场景。下列说法正确的是( )
A.运动员穿的滑雪板可以减小对雪的压力
B.运动员匀速下滑时,动能不变
C.运动员自由下滑时,将重力势能全部转化为动能
D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增大重力的
考点9 机械能守恒
41.(23-24八年级下·贵州黔东南·期末)小红在同一高度以相同速度分别朝不同方向将毽子踢出,如图所示。图中的“1”“2”和“3”是这三个不同方向的毽子下落时的运动轨迹,若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.图中的a、b、c三点中,a点毽子的机械能最大
B.图中的a、b、c三点中、b点毽子的机械能最大
C.毽子沿轨迹2运动过程中,重力势能转化为动能
D.毽子沿不同方向下落到地面时的机械能大小相同
42.(23-24八年级下·四川成都·期末)图甲中过山车从A 点出发,先后经过B、C、D、E 点。图乙是过山车在B、C、D、E 点的动能和重力势能大小的示意图,则下列对于过山车的能量描述中,正确的是( )
A.当过山车运动到E 点时,它的动能最大
B.在 B 点时的重力势能与E 点的动能相等
C.在 BC之间,重力势能完全转化为动能
D.在整个过程中,过山车的机械能都守恒
43.(23-24八年级下·河南周口·期末)投掷出去的铅球的运动轨迹如图所示,不计空气阻力,下列分析中正确的是( )
A.铅球在空中运动时,始终受到重力和推力的作用
B.铅球在空中运动时,其具有的机械能在不断改变
C.在最高点B时,铅球的重力势能最大,动能为零
D.在落到点C时,铅球的动能最大,重力势能最小
44.(23-24九年级上·江苏南通·期末)如图,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧左端固定,O点是弹簧保持原长时小球的位置,压缩弹簧使小球至A位置,小球就在A、B间做往复运动(已知AO=OB)。下列说法正确的是( )
A.小球在往复运动过程中机械能守恒
B.从B到A弹簧的弹性势能一直减小
C.小球在O点时,动能最大
D.小球从A往B运动过程中,弹性势能转化为动能
45.(23-24八年级下·广东深圳·期末)如图为嫦娥五号返回地球途中的画面。在其减速降落的过程中,有关其机械能变化的说法正确的是( )
A.动能减少,重力势能减少,机械能减少
B.动能减少,重力势能减少,机械能不变
C.动能不变,重力势能增加,机械能增加
D.动能增加,重力势能增加,机械能增加
46.(23-24八年级下·山东菏泽·期末)在索契冬奥会上我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌。他在比赛过程中运动的轨迹(a→b→c→d→e)如图所示,则下列对他的描述不正确的是(忽略空气阻力影响)( )
A.从a点下滑到b点过程中,动能增加
B.从b点运动到c点过程中,重力势能增加
C.在c点的机械能等于d点的机械能
D.在a点的重力势能等于c点的重力势能
考点10 杠杆五要素及力臂的作图
47.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)小宇同学利用石块2和撬棒将石块1撬动,他想到了F1和F2两种施加动力的方式,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.当动力为F1时,撬棒的支点是C点
B.当动力为F2时,撬棒的支点是A点
C.要想更省力,应该以C点为支点撬起石块1
D.要想更省力,动力应该沿着F1的方向
48.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态,以下关于它的说法错误的是( )
A.提纽相当于支点
B.“权”“重”表示力
C.“标”“本”表示力臂
D.增大“重”时,应把“权”靠近O点,杠杆会平衡
49.(23-24八年级下·北京大兴·期末)如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB。则线段 (选填“OA”“AB”或“OB”)表示力F的力臂。
50.(23-24八年级下·重庆·期末)如图乙所示,杠杆OA在动力F的作用下可绕O点转动,请画出动力F的力臂L。
51.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)如图甲所示为用手写字时的示意图。笔可以看作杠杆,O为支点,为阻力,请在图乙中画出阻力的力臂。
52.(23-24八年级下·福建福州·期末)如题图所示,杠杆AOB的A端在绳子拉力的作用下将B端物体悬挂起,画出A端所受拉力F的力臂l;
考点11 探究杠杆的平衡条件
53.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)小红在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆 (填“是”或“不是”)平衡状态;要使杠杆处于水平位置平衡,需调节杠杆右边的平衡螺母向 (填“右”或“左”)移动;杠杆平衡后,如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(2)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂L1和动力F1数据,绘制了L1-F1的关系图像如图丙所示。由图像推算,当L1为0.6m时,F1为 N。小红 (填“可以”或“不可以”)将F1L1的单位N·m换成功的单位J。
54.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)在“研究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,刻度均匀的杠杆在如图甲所示位置静止,应该将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是:①消除杠杆 对实验的影响;② ;
(2)调好后,根据图乙进行实验,在A点处悬挂3个钩码,要使杠杆再次水平平衡,则需在B点处挂 个相同的钩码; 当杠杆平衡后,将A、B两点下方的钩码同时向支点方向移动一个小格,则杠杆向 (选填“左”或“右”)端倾斜;
(3)小明用弹簧测力计代替一组钩码,重新新调整设计方案进行研究,如图丙所示,以弹簧测力计的拉力F1为动力,钩码处绳子的拉力F2为阻力,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1l1总是 (选填“大于”“小于”或“等于”)F2l2,其原因是杠杆的重心没有与支点重合,杠杆自身的 对实验产生了影响;
(4)实验中多次改变钩码数量并调节杠杆平衡,目的是 。
55.(23-24八年级下·甘肃天水·期末)根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图1所示,杠杆此时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图2中杠杆平衡,应在A处竖直向上施加 N的拉力(题中的每个钩码重力0.5N)。当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有同学根据自己的实验数据,得到如下结论:动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件不符,原因是实验过程中没有 (选填序号:①改变力的大小、②改变力的方向、③改变力的作用点);
考点12 杠杆平衡条件的应用
56.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,杠杆恰好水平平衡,每个钩码的质量相同。当在A、B两处同时再各加挂1个钩码,那么以下说法正确的是( )
A.杠杆仍水平平衡 B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜 D.将B处的钩码向左移动两格,杠杆仍能水平平衡
57.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)如图所示,轻质杠杆可绕点转动,,用细线将重物悬挂在点,在点作用竖直向上的拉力,则在保持杠杆水平静止的情况下,下列说法正确的是( )
A.拉力的大小与物体的重力大小相等
B.若物体的重力增加,拉力的大小增加
C.当物体的悬挂点左移时,拉力将减小
D.若改为沿图中虚线方向施力,拉力将减小
58.(23-24八年级下·山西大同·期末)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将( )
A.先变大,后变小 B.先变小,后变大 C.一直是变大的 D.一直是变小的
59.(23-24八年级下·山东潍坊·期末)为解决停车难的问题,设计了图甲所示的“路边空中绿化存车亭”,其工作原理如图乙,电动机通过钢丝绳FG牵引OF杆绕点转动,端悬挂存车架从水平地面缓慢上升到乙图所示位置(此时)的过程中,钢丝绳对点的拉力( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.保持不变 D.先变大后变小
60.(23-24八年级下·河北唐山·期末)如图所示,OA是一杠杆,AB是不可伸长的细绳,CD是圆心在A点的一段圆弧形支架。将绳端点B由C向D移动过程中,则细绳AB所受拉力的大小会( )
A.逐渐变大 B.保持不变 C.先变大后变小 D.先变小后变大
61.(23-24八年级下·四川绵阳·期末)如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终沿水平方向的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中,动力F将( )
A.先变小后变大 B.逐渐变大
C.保持不变 D.逐渐减小
考点13 杠杆平衡条件的计算
62.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,一等刻度的轻质杠杆A处砝码重6N,若要使杠杆在水平位置平衡,则B处施加的竖直向下的拉力为( )
A.5N B.4N C.3N D.2N
63.(23-24八年级下·四川广安·期末)一名重500N的成年人和一名重250N的小孩都要过一道宽度为L的水渠。成年人从左岸到右岸,而小孩从右岸到左岸,两岸各有一块长度一样的坚实木板,他们想出了如图所示的方式过水渠,请分析在忽略木板自重和木板叠交距离的情况下,要使成年人和小孩都能平安过水渠,木板长度至少是( )
A. B. C. D.
64.(23-24八年级下·北京东城·期末)将边长为10cm、质量为2kg的正方体甲放在水平地面上,细绳的一端系于正方体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的A端,质量为0.6kg的物体乙通过细绳悬挂在杠杆的B端,杠杆在水平位置平衡,如图所示。已知O为支点,AO︰OB=1︰2,不计杠杆的质量,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.细绳对甲的拉力为6N B.细绳对乙的拉力为12N
C.地面对甲的支持力为20N D.甲对地面的压强为800Pa
65.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)如图所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图甲简化成如图乙所示的杠杆。不计杠杆自重。若铅球质量m=3kg,OA=0.03m,OB=0.30m N,此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1为 N。
66.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,有一根重为60N、长为L的均匀铁棒置于水平桌面,。为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为 N;若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F至少为 N。
67.(23-24八年级下·安徽合肥·期末)如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆,OA为晾衣杆,AB为悬线,已知悬线能承受的最大拉力为20N,在悬线拉力F1作用下,晾衣杆保持水平平衡。已知OA=1m,OC=0.5m。在C点悬挂衣物的质量为2kg。求:
(1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力FC。
(2)悬线拉力F1的大小。
68.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)如图所示,AOB为一轻质杠杆,AO长50cm且处于水平状态,OB长120cm且与水平台面成60°夹角。当作用在B处竖直向下的拉力F为150N时,棱长为20cm的正方体重物G对地面的压力为其重力的。求:
(1)杠杆A处对细绳的拉力;
(2)在B处不施加拉力时,重物对水平地面的压强;
(3)使重物G离开地面时,作用在B处的最小作用力。
考点14 生活中的杠杆
69.(23-24八年级下·陕西安康·期末)如图是我国空间站的机械臂,它类似于人的手臂,可以省距离,下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是( )
A.用筷子夹食物 B.用羊角锤起钉子 C.用钳子夹导线 D.用瓶盖起子起瓶盖
70.(23-24八年级下·重庆·期末)为了消防安全,学校每个楼层必须配备灭火器,如图。下列说法正确的是( )
A.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个等臂杠杆
B.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个费力杠杆
C.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省力杠杆
D.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省距离的杠杆
71.(23-24八年级下·广东惠州·期末)如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,这种开关可以看作 (一种简单机械)。其中 较易损坏,按动这种开关时,相当于 较小,故按动需用的力较大。
72.(23-24八年级下·吉林长春·期末)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)。如图所示,脚踏碓属于 杠杆;碓头比较尖,是为了增大对稻壳的 。(选填“压力”或“压强”)
73.(23-24八年级下·陕西延安·期末)如图所示,日常生活中使用核桃夹夹核桃时,手作用在 (选填“A”或“B”)点更容易将核桃夹碎,此时可将核桃夹看作一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
考点15 定滑轮和动滑轮
74.(23-24八年级下·山东淄博·期末)如图所示,小欣同学只有一根绳子,他想把被风刮倒的甲树拉正,运用所学滑轮知识,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中( )
A.甲树相当于定滑轮
B.乙树相当于动滑轮
C.可以省距离
D.如果不计绳重和摩擦,乙树受到200N拉力,则甲树受到的拉力为400N
75.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,工人用动滑轮将重为600N的物体匀速提升到3m的平台上,所用拉力F为310N,若不计滑轮轴的摩擦及绳重,则动滑轮重为 N。动滑轮实质相当于一根省力杠杆,则在提升物体的过程中,这根杠杆的支点是 (选填“A”“B”或“C”)。
76.(23-24八年级下·上海·期末)如图所示的滑轮中, (选填“A”或“B”)是定滑轮。现用滑轮沿竖直方向匀速提升重均为20牛的物体,不计摩擦和滑轮重力,拉力FB为 牛;若物体上升2米,则拉力FA做功为 焦。
77.(23-24八年级下·上海·期末)如图a、b所示,物体A和B所受重力均为200牛,当用力分别通过甲、乙两滑轮匀速提起物体A和B时,力为 牛;乙滑轮实质上是一个 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆;若力、做功大小相同,则物体A、B被提升的高度为 。(以上均不计滑轮重力及摩擦)
78.(23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末)分别利用甲、乙两滑轮匀速提升重力相同的物体。若滑轮重力和摩擦均不计,其中使用乙滑 轮可以 ,分别用力FA、FB和 匀速提起重物时, 三个力的大小关系是 。(用“>”、“=”或“<”表示)
考点16 滑轮组
79.(23-24八年级下·广东汕尾·期末)端午将至,甄宝玉同学正在用滑轮组提升一箱重60N的粽子,如图,以下说法错误的是( )
A.滑轮组绳子股数n=3
B.若宝玉所用拉力为22N,不计绳重和摩擦,则动滑轮重4N
C.若粽子上升5m,则宝玉需要拉动绳子15m
D.若宝玉拉动绳子的速度为3m/s,则粽子上升的速度为1m/s
80.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)如图所示,每个滑轮自重相等,不计绳重和轮、轴间摩擦,分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时,甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1=60N、G2=36N,则每个滑轮的重为( )
A.12N B.3N C.11N D.22N
81.(23-24八年级下·甘肃兰州·期末)小明家装修房屋时,为了将材料运送到高处,他的爸爸利用3个相同的滑轮组成滑轮组来运送材料,滑轮组的结构如图所示。已知每个滑轮重50N,绳子所能够承受的最大拉力是500N。忽略绳重和摩擦,用此滑轮组提升材料,下列说法错误的是( )
A.滑轮a是定滑轮,可改变力的方向,但不省力
B.滑轮b是动滑轮,使用时虽能省力,但不省功
C.用此滑轮组能提升材料的最大重力为950N
D.当以0.2m/s的速度拉绳子时,材料上升的速度为0.4m/s
82.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)小红同学用如图所示的装置将重为600N的物体水平匀速拉动,物体与地面之间的摩擦力为物重的0.1倍,不考虑滑轮重、绳重、绳与滑轮间摩擦等,则水平拉力F为 N;若绳子自由端移动1.2m,则物体水平移动距离是 m。
83.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)如图所示,当工人师傅用100N的拉力向下拉绳时,使重180N的重物匀速上升1m,不计绳重及摩擦,此滑轮组中的动滑轮重为 N,绳子自由端下降 m。
84.(23-24八年级下·广西河池·期末)如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数为 N,当物体升高1m时,绳子自由端移动 m。
考点17 轮轴和斜面
85.(23-24八年级下·四川成都·期末)工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,工人用平行于斜面向上的大小不变的恒力,把重物沿斜面从底端匀速推到顶端,如图所示。下列说法正确的是( )
A.使用斜面可以省力,也可以省距离
B.因为还要克服摩擦,使用斜面不能省力
C.工人匀速推动重物的速度越大,推力做功越多
D.工人匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大
86.(23-24八年级下·广东潮州·期末)图甲盘山公路修得弯弯曲曲,其主要目的是 (选填“省力”或“省距离”),图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,螺丝刀相当于一个 (选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”)。
87.(23-24八年级下·广西崇左·期末)如图所示是我国传统的农具风车,转动摇柄,风箱内的风叶向车斗送风,入料仓漏出的稻谷经过车斗而被筛选:饱粒将落入 (选填“A”或“B”)出料口,瘪粒落入另一个出料口,草屑被吹出出风口;风车的摇柄属于 (选填“滑轮”“斜面”或“轮轴”)。
88.(23-24八年级下·湖南株洲·期末)明代宋应星在《天工开物》中记载了一种农业生产汲水装置——辘轳,如图甲所示。辘轳由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,把辘轳视为杠杆,它的支点是 (填 “A”、“B”或“C” )点;
(2)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总重力为90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为 N;(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用 (填“①”或“②”)。
考点18 有用功和额外功
89.(23-24八年级下·湖北恩施·期末)如图是某地区临时停水时,居民利用滑轮提水的情景。下列说法中正确的是( )
A.对水做的功是有用功 B.对桶做的功是有用功
C.用此滑轮是为了省力 D.此装置的机械效率为
90.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图所示,小杨用大小为110N的拉力,通过动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m。他做的有用功为 J,动滑轮重为 N。(不计绳重和摩擦)
91.(23-24八年级下·河南许昌·期末)如图示是在生产力比较低下的时期,人们从人工挖的水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。我们可以看出,辘轳工作时相当于简单机械中的 ;当使用辘轳从井中提水时,对桶做的功是 ;如果打水时操作不当,把水桶掉进水井中,人们把水桶打捞上来时,水桶中有泥沙和水,此时对水桶做的功是 。(后两空选填“总功”、“有用功”或“额外功”)
考点19 机械效率
92.(24-25九年级上·山西长治·期末)如图所示,小伟同学通过斜面用平行于斜面的推力,将质量为30kg的物体在4s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长。(g取10N/kg)则( )
A.斜面对物体的支持力做了功 B.推力F对物体做功的功率为100W
C.小伟做的有用功为400J D.斜面的机械效率为80%
93.(多选)(23-24八年级下·吉林长春·期末)小明用如图所示滑轮组匀速提升重为120N 的物体,所用拉力为50N, 10s内物体上升的高度为2m。绳子能承受的最大拉力为100N。不计绳 重及摩擦,下列结论正确的是( )
A.有用功是240J B.动滑轮重15N
C.人做功的功率是30W D.最大机械效率是90%
94.(23-24九年级下·重庆大足·期末)在步行街风貌改造的过程中,体重为500N的工人师傅选用了如图所示的简易滑轮组,用大小300N的拉力将重700N的砖块运送到离地4m高的砌墙处,用时40s,两脚与地面的总接触面积,不计绳重及摩擦。以下分析正确的是( )
A.工人拉绳的速度是0.1m/s
B.上升过程中对动滑轮做功2800J
C.工人对地面的压强为
D.滑轮组的机械效率为78%
95.(23-24八年级下·福建泉州·期末)用图甲的装置匀速拉动同一物体G,滑轮组的机械效率与动滑轮的重的关系如图乙。不计绳重及摩擦,则( )
A.被提升的物体重2N
B.当时,动滑轮重为3N
C.动滑轮越重,滑轮组的机械效率越大
D.物体被提升2m时,A点对应的拉力做功8J
96.(23-24八年级下·山东烟台·期末)工人师傅利用如图所示的滑轮组搬运建筑材料,质量为的建筑材料放在水平地面上,在拉力的作用下以2m/s 的速度沿水平方向做匀速直线运动,建筑材料在水平方向上受到的阻力为自身重的0.1 倍,滑轮组和绳子的自重不计,g 取 10N/kg, 则建筑材料受到的阻力为 N,工人做功的功率为 W,滑轮组的机械效率为 。
考点20 测量滑轮组的机械效率
97.(23-24八年级下·广东深圳·期末)实验小组在测滑轮组机械效率的实验中,实验装置如图所示,得到的数据如表所示。
实验次数
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.2
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端上移的距离s/m
0.3
0.4
0.6
机械效率
74.1%
62.5%
83.3%
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用图 (选填“甲”“乙”“丙”)所示装置做的实验;
(2)比较第1次和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越 ;
(3)采用图丙装置提升同一物体,改变动滑轮重G进行多次实验,获得数据并绘制出如丁图所示的图像。分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为 N(忽略绳重和摩擦);
(4)另一创新小组使用甲装置,用重为4N、6N的物体进行了两次实验,每次测得的机械效率均大于表中数据,该小组测量值偏大的原因可能是_________(选填字母)。
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B.测量拉力时,弹簧测力计处于静止状态
98.(23-24八年级下·吉林·期末)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小陈用如图所示的同一滑轮组提升不同重力的物体,将弹簧测力计悬挂绳子的自由端,实验数据记录如表所示:
实验次数
1
2
3
物体所受的重力G/N
6.0
12.0
18.0
提升高度h/m
0.1
0.1
0.1
拉力F/N
6.0
9.6
13.2
绳端移动的距离s/m
0.2
0.2
0.2
机械效率η
50.0%
62.5%
A
(1)实验中要竖直向下 拉动弹簧测力计,使物体升高;
(2)表格中编号A处数据应为 ;分析表中实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组提升不同重物时,被提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越 ;
(3)小陈同学通过计算还发现,此滑轮组提升不同重力的物体时,绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功的比值总等于,则动滑轮的重力为 N。
99.(23-24八年级下·河北唐山·期末)某实验小组在测滑轮组机械效率时,实验装置如下图,实验中得到的数据如下表所示。
次数
1
2
3
钩码重(N)
4
4
6
钩码上升高度(m)
0.1
0.1
0.1
绳端拉力(N)
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离(m)
0.3
0.5
0.3
机械效率
74%
(1)通过表中数据可分析出实验1是用 (选填“甲”或“乙”)图做的实验;
(2)表格中空白处应补全的数据依次为 、 ;(百分号前保留整数)
(3)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率 ;
(4)比较实验1和实验3的数据分析可得结论:使用同一滑组, ,可以提高滑轮组的机械效率。
1 / 37
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题03 功和机械能、简单机械(解析版)
考点1 三种不做功的情况 1
考点2 功的计算 3
考点3 功率的概念 7
考点4 功率的计算 9
考点5 功、功率的大小判断 12
考点6 研究物体的动能跟哪些因素有关 15
考点7 动能和势能的大小变化 19
考点8 动能和势能的转化 21
考点9 机械能守恒 25
考点10 杠杆五要素及力臂的作图 29
考点11 探究杠杆的平衡条件 32
考点12 杠杆平衡条件的应用 36
考点13 杠杆平衡条件的计算 39
考点14 生活中的杠杆 46
考点15 定滑轮和动滑轮 48
考点16 滑轮组 51
考点17 轮轴和斜面 55
考点18 有用功和额外功 57
考点19 机械效率 59
考点20 测量滑轮组的机械效率 65
考点1 三种不做功的情况
1.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)下列现象中,人对物体做功的是( )
A.掷出的铅球在空中飞行
B.将书包背上楼
C.用力推课桌没有推动
D.提着水捅在水平地面上匀速前进
【答案】B
【详解】A.掷出的铅球在空中飞行,不受手的推力,因此人对铅球不做功,故A不符合题意;
B.将书包背上楼,人给书包一个向上的力,向上移动了距离,人对书包做功,故B符合题意;
C.用力推课桌没有推动,有力但无距离,因此不做功,故C不符合题意;
D.人提着水桶在水平路面上行走,人给水桶一个向上的力,虽然水桶水平移动距离,但是水桶向上 没有移动距离,人对水桶没有做功,故D不符合题意。
故选B。
2.(23-24八年级下·福建泉州·期末)如图的四种情景中,人对物体有做功的是( )
A.运动员举着杠铃不动 B.离手后的冰壶向前滑行
C.手推着小车向前运动 D.踢出的足球在空中飞行
【答案】C
【详解】A.运动员举着杠铃不动,人对杠铃有向上的作用力,杠铃没有在力的方向上移动,人没有对杠铃做功,故A不符合题意;
B.离手后的冰壶向前滑行时,人对冰壶没有作用力,人没有对冰壶做功,故B不符合题意;
C.手推着小车向前运动,人对小车有向前的作用力,小车向前运动了一段距离,人对小车做了功,故C符合题意;
D.踢出的足球在空中飞行时,人对足球没有力的作用,人没有对足球做功,故D不符合题意。
故选C。
3.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,用不可伸长的细线把一个小球悬挂起来,将小球拉至位置a由静止释放,小球经过位置b摆到最高位置c处。从a到b过程中细线对小球的力 (选填“做功”或“没做功”);小球在c处,受到 个力的作用(忽略空气的阻力)。
【答案】 没做功 2/两
【详解】[1]从a到b过程中,细线对小球的力沿细线向上,在力的方向没有移动距离,因此不做功。
[2]小球在摆到最高点c处时,小球受到竖直向下的重力和沿绳子方向斜向上的拉力,因此受到两个力的作用。
4.(23-24八年级下·甘肃定西·期末)学校进行大扫除时,小乐将一盆水从地面上端起后沿着水平路面匀速行走到教室.小乐将水从地面上端起的过程中,小乐对这盆水 ;小乐端着水在水平路面上行走的过程中,小乐对这盆水 。(均选填“做功”或“不做功”)
【答案】 做功 不做功
【详解】[1]小乐将水从地面上端起的过程中,小乐给水一个向上的力,水在力的方向上通过了距离,所以小乐对这盆水做了功。
[2]小乐端着水在水平路面上行走的过程中,小乐给水一个向上的力,但水在力的方向上没有通过距离,所以小乐对这盆水没有做功。
考点2 功的计算
5.(23-24八年级下·福建福州·期末)双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一。它的动作过程为:双手分别握杠,两臂支撑在双杠上,肘关节慢慢弯屈,同时肩关节伸屈,使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻,两臂用力撑起至还原。如图所示,该学生一次屈臂伸过程克服重力做功最接近于( )
A.15J B.150J C.500J D.3000J
【答案】B
【详解】中学生重力约为500N,如图所示,该学生一次屈臂伸身体上升高度约为30cm,则该学生一次屈臂伸过程克服重力做功约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(多选)(23-24八年级下·河北保定·期末)如图所示,小阳用F=20N的水平推力推着重为40N的物体在水平方向沿直线匀速运动了2m,松手后物体又向前滑行了0.5m后停止下来。则对于整个过程的分析中,正确的是( )
A.重力做的功为100J
B.物体所受摩擦力始终是20N
C.推力F对物体做了50J的功
D.推力F对物体做了40J的功
【答案】BD
【详解】A.物体在水平方向沿直线匀速运动,重力的方向是竖直向下的,在竖直方向上物体没有移动一段距离,故重力做的功为0J。故A错误;
B.物体在水平方向沿直线匀速运动,所受的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与接触面粗糙程度、压力大小有关,故物体所受滑动摩擦力大小是不变的。由于物体处于平衡状态,由二力平衡条件可知,摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等,水平推力的大小是20N,因此物体所受摩擦力始终是20N,故B正确;
CD.用F=20N的水平推力推着重为40N的物体在水平方向沿直线匀速运动了2m,推力F对物体做的功为
W=Fs=20N×2m=40J
故C错误,D正确。
故选BD。
7.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)无人机在现代的生产生活中有着广泛的应用。小龙操控如图甲所示的无人机在空中水平直线飞行,无人机的图象如图乙所示。已知无人机的总质量为15kg,水平飞行时受到的水平推力的大小恒为10N,则0~2s内,重力对无人机所做的功为 J。(g取10N/kg)
【答案】0
【详解】重力的方向为竖直向下,0~2s内,无人机水平匀速直线飞行,重力的方向和运动方向垂直,重力不做功,即重力做功是0J。
8.(23-24八年级下·河南许昌·期末)用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F,将质量为m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A点推到B点,圆弧AB对应的圆心角为60°,如图所示,则在此过程中,力F对物体做的功为 ;若将推力改为水平恒力F,则此过程中力F对物体做功为 。
【答案】
【详解】[1]该图中,用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F,由于该力的方向始终与物块运动的方向是相同的,所以该力做的功与路程成正比,即
[2]F为水平恒力时,F做的功为
9.(23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末)2024年海南计划发射首颗商业遥感卫星,小华在模拟卫星发射的活动中,用120N的力沿水平方向推动一个重为100N的模型火箭在地面上前进了5m。则小明对火箭的推力做了 J的功,火箭的重力对火箭做的功为 J。
【答案】 600 0
【详解】[1]小明对火箭的推力做的功为
W=Fs=120N×5m=600J
[2]重力方向与模型火箭移动的距离垂直,所以重力不做功,即火箭的重力对火箭做的功为0。
10.(23-24八年级下·安徽阜阳·期末)一辆总质量为2300kg的小货车,四个车轮与地面接触的总面积为0.1m2,若小货车在4000N的牵引力作用下沿平直公路以10m/s的速度匀速直线行驶40s,取 。求该小货车:
(1)静止时对地面的压强;
(2)匀速直线行驶时所受阻力的大小;
(3)此过程中牵引力做的功。
【答案】(1);(2)4000N;(3)
【详解】解:(1)小货车的重力
静止时对地面的压力等于自身的重力,对地面的压强
(2)匀速直线行驶时,小货车所受的阻力等于牵引力,即
f=F牵=4000N
(3)此过程中,通过的距离
s=vt=10m/s×40s=400m
牵引力做的功
答:(1)静止时对地面的压强为;
(2)匀速直线行驶时所受的阻力的大小为4000N;
(3)此过程中牵引力做的功为。
考点3 功率的概念
11.(23-24八年级下·河南许昌·期末)下列关于功、功率的说法中正确的是( )
A.物体对外做功越多,功率就越大
B.物体做功时功率越大,做的功就越多
C.有一个力作用在物体上且物体移动了一段距离,该力一定对物体做功
D.在做功过程中做功时间最长的,做功不一定最多
【答案】D
【详解】A.物体对外做功越多,并不意味着功率就越大,还要看完成这些功所用的时间,如果时间很长,功率可能并不大。故A错误;
B.物体做功时功率越大,只说明它做功的速度快,但并不意味着做的功就越多,如果做功的时间很短,那么总的功也可能并不多。故B错误;
C.做功需要两个条件同时满足:一是有力作用在物体上,二是物体在力的方向上移动了一段距离。如果物体移动的方向与力的方向垂直,那么力对物体是不做功的。故C错误;
D.根据功的公式W=Pt,可以知道,在功率一定的情况下,做功的时间越长,做的功就越多;但题目中说的是“在做功过程中做功时间最长的,做功不一定最多”,这实际上是在说,如果功率不同,即使时间最长,做的功也不一定最多,因为功还受到功率的影响。故D正确。
故选D。
12.(23-24八年级下·四川广安·期末)2023年5月23日12时30分许,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史!如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中会克服自身重力做功,体重越小的队员克服自身重力做功一定( )
A.越少 B.越多 C.越慢 D.越快
【答案】A
【详解】AB.重力做功只与物体的初末位置的高度差有关,与物体的运动路径无关,公式为W=Gh,其中G是重力,h是高度差。对于科考队员来说,他们从山脚下到峰顶的过程中,高度差h是一定的。因此,体重G越小的队员,根据重力做功的公式,他们克服自身重力做的功W就越少。故A正确,符合题意;B错误,不符合题意;
CD.做功的快慢,即功率,是由做功的多少和做功所需的时间共同决定的,公式为,其中W是做的功,t是时间。题目中并没有给出科考队员登顶所需的时间,所以我们无法直接判断他们做功的快慢,即使体重小的队员做的功少,但如果他们登顶的时间也短,那么他们的功率(即做功的快慢)可能并不比体重大的队员慢。故CD错误,不符合题意。
故选A。
13.(23-24八年级下·广东深圳·期末)为了发展全民体育运动,深圳不断完善健身设施。小丽和家人来到社区健身房,见到了琳琅满目的健身器材。如图是做壶铃摇摆的三个动作,以下说法错误的是( )
A.未提起壶铃,没有对壶铃做功
B.以相同的节奏摇摆,壶铃越重,人对壶铃做功的功率越大
C.用同一个壶铃健身,节奏越快,人对壶铃做功的功率越大
D.用同一壶铃健身,举得越高,做功越快
【答案】D
【详解】A.未提起壶铃时,对壶铃有力的作用,但壶铃在力的方向上没有移动距离,则对壶铃没有做功,故A正确,不符合题意;
B.以相同的节奏摇摆,即时间相同,壶铃越重,人对壶铃所做的功越大,则人对壶铃做功的功率越大,故B正确,不符合题意;
C.用同一个壶铃健身,则人对壶铃每做一次摇摆的功相同;节奏越快,则单位时间内完成摇摆的次数越多,所以人对壶铃做功的功率越大,故C正确,不符合题意;
D.用同一壶铃健身,举得越高,则每做一次摇摆所做的功越大,但完成一次摇摆的时间不确定,则做功的功率无法确定,故D错误,符合题意。
故选D。
考点4 功率的计算
14.(23-24八年级下·内蒙古通辽·期末)小明重为500N,某次他从一楼匀速爬至三楼,用时20s,每层楼高3m。则他在爬楼时克服自身所受重力做的功和功率分别是( )
A.4500J、150W B.3000J、225W
C.3000J、150W D.4500J、225W
【答案】C
【详解】根据题意知道,从一楼匀速爬至三楼上升的高度为
h=2×3m=6m
做功为
W=Gh=500N×6m=3000J
功率为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
15.(22-23八年级下·天津和平·期末)功率是25kW的拖拉机,它4h做的功如果由平均功率是0.4kW的耕牛去完成,需要时间 h。一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW,速度为80km/h,汽车行驶2h,卡车的牵引力是 。
【答案】 250 9090N
【详解】[1]4h内拖拉机所做的功为
由牛做这些功需要的时间为
[2]卡车的速度为
所以卡车的牵引力为
16.(23-24八年级下·安徽安庆·期末)如图甲所示。水平地面上的一物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。3~6s,物体受到的摩擦力为 N;6~9s,拉力F对物体做功的功率为 W。
【答案】 4 8
【详解】[1]如图所示,6~9s,物体做匀速直线运动,受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,此时物体受到的拉力为4N,则滑动摩擦力大小为4N。3~6s,物体对水平面的压力及接触面粗糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,为4N。
[2]如图所示,6~9s,物体的速度为2m/s,拉力F对物体做功的功率为
P=Fv=4N×2m/s=8W
17.(23-24八年级下·福建泉州·期末)2024年5月8日,我国首艘弹射型航空母舰——“福建舰”完成首次海试。“福建舰”满载排水量约为8万吨,以54km/h的最大速度匀速直线行驶时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。则“福建舰”满载时所受的浮力大小 N,以最大速度匀速行驶时的功率为 W。
【答案】
【详解】[1]“福建舰”满载时所受的浮力大小为
[2]“福建舰”处于漂浮状态,满载时的总重力为
“福建舰”匀速行驶时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力大小为
以最大速度匀速行驶时的功率为
18.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)如图所示,大石头质量为0.6t,一辆叉车用10s将大石头沿竖直方向匀速提升1m,后再用5s将大石头沿水平方向匀速移动2m,大石头重力 N,在此过程中叉车克服大石头重力做的功是 J,整个过程的功率是 W。
【答案】 6000 6000 400
【详解】[1]大石头的质量
m=0.6t=600kg
大石头所受的重力
G=mg=600kg×10N/kg=6×103N
[2]叉车沿竖直方向提升大石头时,有力有距离,起重机对石头做功;沿水平方向移动大石头时,有力无距离,起重机对石头不做功。大石头在拉力的方向上移动的距离s=1m,所以在此过程中叉车克服大石头重力做的功
W=Gh=6×103N×1m=6×103J
[3]起重机提升大石头的功率
19.(23-24八年级下·吉林·期末)随着科技发展,一些餐饮场所使用机器人送餐,有一送餐机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动20m,它受到的阻力为100N,则机器人的重力做功 J;机器人牵引力做功的功率为 W。
【答案】 0 40
【详解】[1]机器人在水平路面上运动时,在重力方向上没有移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0。
[2]在水平方向做匀速直线运动,所以牵引力等于阻力,故牵引力对机器人做功的功率为
考点5 功、功率的大小判断
20.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图所示,两个相同的玻璃管分别装有水和油。两个相同的金属小球从同一高度O处静止释放,下落到P处,小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况,则小球( )
A.在水中重力做功多 B.在油中重力做功多
C.在水中重力的功率大 D.在油中重力的功率大
【答案】C
【详解】AB.两个相同的金属小球从O处静止释放,下落到P处,则下落的高度相同,根据W=Gh=mgh可知小球在水和油中重力做功相同;故AB不符合题意;
CD.已知小球在油中下落的时间更长,根据可知,小球在油中重力的功率小,在水中重力的功率大。故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
21.(23-24八年级下·广东汕头·期末)小明两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,物体两次拉动距离均为s1,运动图象图所示,拉力对物体所做的功分别为W1和W2,功率为P1和P2,下列判断正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.P1=P2 D.P1>P2
【答案】D
【详解】同一物体在同一水平面上运动,物体对水平面的压力及接触面粗糙程度不变,所以,物体两次运动时受到的滑动摩擦力相等;物体两次做的都是匀速直线运动,所以,两次运动时在水平方向上都受到平衡力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,小明两次的拉力相等;物体两次拉动距离均为s1,根据可知,拉力对物体所做的功W1=W2。由图像可知,物体运动的距离均为s1时,图像1表示的过程做功时间较短,根据可得,两次做功的功率大小关系为P1>P2,故ABC错误,D正确。
故选D。
22.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图甲,水平地面粗糙程度相同,。用大小不变的水平拉力F拉物体做直线运动,物体通过AB、CD段时“”图像如图乙,与AB段相比,CD段( )
A.物体所受摩擦力较大 B.水平拉力F做的功较多
C.物体运动的时间较小 D.水平拉力F做功的功率较小
【答案】D
【详解】A.如图乙,物体始终做匀速直线运动,则物体始终处于平衡态,摩擦力大小始终等于水平拉力F,则摩擦力不变,故A不符合题意;
B.水平拉力F的相同,移动的距离,则做功一样多,故B不符合题意;
C.由图乙可知,与AB段相比,CD段的速度小,移动距离相同,根据速度公式可知,在CD段运动的时间长,故C不符合题意;
D.由图乙可知,与AB段相比,CD段的速度小,根据,可知CD段水平拉力F做功的功率较小,故D符合题意。
故选D。
23.(23-24八年级下·江西上饶·阶段练习)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知,拉力做的功W1 W2,拉力做功的功率 。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 = <
【详解】[1]将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC从底部匀速拉到顶点,根据W有=Gh可知,拉力在两个斜面做的有用功相等;斜面光滑说明摩擦力为0,根据功的原理可知,使用任何机械都不省功,所以拉力在两斜面上做功相同,即W1=W2。
[2]速度相同,物体沿AC运动路程短,则用的时间较少,根据公式可知,做相同的功时,拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大,即P1<P2。
24.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力和运动方向始终一致,运动时间,运动距离,比较两种情况下拉力做的功 ,功率 。
【答案】 = <
【详解】[1]拉力F大小相等,运动距离,根据
可知
[2]运动时间,根据
可知
25.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)如图甲所示,某同学用弹簧测力计拉木块,使它在同一水平木板上滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。在相等的时间内,两次拉力对木块做的功分别为和,拉力对木块做功的功率分别为和,则 , 。(两空均选填“”“”或“”)
【答案】 > >
【详解】[1]由图像可知,两次木块都做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,故两次实验的拉力和摩擦力均相等,即F1=F2。图中可以看出,在相同拉力作用下,木块两次运动的距离不同,所以木块两次所做的功不同,由W=Fs可知,但是在相同时间内,1通过的距离大,所以1所做的功多,即W1>W2。
[2]从图象上可以看出,相同时间内,第一次移动的距离大,故第一次的速度大;木块所受的拉力不变,根据公式P=Fv可知,拉力第一次做功的功率大,即P1>P2。
考点6 研究物体的动能跟哪些因素有关
26.(23-24八年级下·重庆·期末)如图,某小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后静止。
(1)实验中探究的是 (选填“小球”或“木块”)的动能,其动能大小是通过比较 来反映的,此处用到的物理方法是 ;
(2)分析比较 两次实验可以得出结论:质量相同的物体,速度越 ,动能越大;
(3)若用上述实验器材探究阻力对物体运动的影响,必须增加的器材是 。
A.质量不同的木块 B.倾斜程度不同的斜面 C.粗糙程度不同的水平面
【答案】(1) 小球 木块移动的距离 转换法
(2) 甲、乙 大
(3)C
【详解】(1)[1]小球撞击木块,对木块做功,说明小球具有能量,当前小球运动,因此探究的是小球的动能。
[2][3]实验中小球动能的大小通过观察木块移动的距离来表示的,且木块运动的距离越远,说明小球具有的动能越大,运用了转换法。
(2)[1][2]探究动能的大小与速度的关系,需要控制小球的质量相同,速度不同,即小球从斜面的不同高度下滑,因此应选择甲乙两实验,且实验中小球的速度越快,撞击木块移动的距离越远,说明小球具有的动能越大,因此可得结论为:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)若用上述实验器材探究阻力对物体运动的影响,即需要改变水平面的粗糙程度,因此需要增加的器材是粗糙程度不同的水平面,故C符合题意。
27.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)物理兴趣小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与哪些因素有关”,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
实验次数
钢球质量/g
钢球下摆高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
(1)本实验的研究对象是 (选填“钢球”或“木块”);
(2)本实验钢球动能的大小是通过观察 来判断的,这里采用的科学探究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的 相同,从而探究动能与 的关系;
(4)由第1、2两次实验数据和现象可得出结论:高度相同时质量越大动能越大,这个说法是 的(选填“正确”或“错误”);
(5)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,若仅重新进行第3次实验,下列方法可行的是___________;
A.换用足够长的木板 B.换用一个质量更大的木块 C.降低钢球释放时的高度
(6)如果水平木板表面绝对光滑,则 完成该探究实验。(选填“能”或“不能”)
【答案】(1)钢球
(2) 木块移动距离 转换法
(3) 速度 质量
(4)错误
(5)A
(6)不能
【详解】(1)本实验的研究对象是钢球,探究“钢球动能的大小与哪些因素有关”,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离,通过木块撞击后移动的距离来反映钢球动能的大小。
(2)[1][2]实验中,钢球的动能不便于测量,采用转换法,转换成钢球对木块做功的本领,通过木块被碰撞后移动的距离来比较钢球的动能的大小。
(3)质量不同的钢球从相同高度处摆下,摆线竖直时,钢球的速度是相同的,钢球的速度相同而质量不同,是探究动能与质量的关系。
(4)比较1、2两次实验数据,钢球的速度相同,质量较大的钢球,推动木块移动的距离也较长,即钢球的动能较大。所以得出的结论是,物体的速度相等时,质量越大,物体的动能就越大,所以高度相同时质量越大动能越大,这个说法是错误的。
(5)A.换用较长木板,可以测量出木块移动的距离,故A符合题意;
B.实验中,要使钢球推动相同的木块,比较木块移动的距离,才可比较出钢球的动能大小,这是控制变量的要求,故B不符合题意;
C.三次实验都是在探究动能与质量的关系,要保持钢球的速度相同,故C不符合题意。
故选A。
(6)若水平木板表面光滑,由牛顿第一定律可知,木块被撞击后将做匀速直线运动,不能通过木块移动的距离来判定动能的大小,不能达到探究目的。
28.(23-24八年级下·广东梅州·期末)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,小平做了题图所示三个实验,质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑,与水平面上的小木块相碰。回答下列问题:
(1)实验中所探究的“物体的动能”是指小球在 (选填“A”、“B”或“C”)位置的动能;实验中小球的动能大小是通过小木块的移动距离来 (选填“直接”或“间接”)反映的,这种研究方法称为 ;
(2)由实验 和实验 (选填“甲”、“乙”或“丙”)可知,物体的动能大小与物体的速度大小有关;为了探究动能大小与物体质量的关系应选用 、 两图进行实验;
(3)若水平面绝对光滑,则滚下后的铁球将做 运动。
【答案】(1) C 间接 转换法
(2) 甲 乙 甲 丙
(3)匀速直线
【详解】(1)[1]在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,“物体动能”指的是小球刚滚到水平面C处时的动能。
[2][3]物体动能的大小是通过小木块被撞移动的距离的远近间接来反映的,这种方法叫转换法。
(2)[1][2]由图示实验可知,甲、乙两次实验,球的质量相同,甲小球的高度小于乙小球的高度,则甲小球到达水平面的速度小于乙的速度,乙将小木块推动得更远,说明动能更大,可得:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
[3][4]要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,因此要选择甲、丙两图。
(3)若水平面绝对光滑,则滚下后的小球在水平方向上不受力的作用,则小球将做匀速直线运动。
考点7 动能和势能的大小变化
29.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)如图所示是一座高山的等高线图,一位登山运动员从A点匀速到达B点时( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能不变,重力势能增大
C.动能增大,重力势能不变
D.动能增大,重力势能增大
【答案】B
【详解】登山运动员从A点匀速到达B点时,质量不变,速度不变,动能不变;高度增大,重力势能增大。
故选B。
30.(23-24八年级下·青海西宁·期末)苏轼在《江城子·密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”,表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象,下列分析正确的是( )
A.用力拉弓,弓弦对手指也有作用,说明力的作用是相互的
B.弓被拉得越弯,弓所具有的动能越大
C.飞出去的箭速度越大,重力势能越大
D.离弦的箭受到重力、弹力和空气阻力
【答案】A
【详解】A.用力拉弓,手指对弓产生力的作用,由于力的作用是相互的,弓对手指也会产生力的作用,故A正确;
B.弓被拉得越弯,弹性形变程度越大,所以弹性势能越大,而与动能无关,故B错误;
C.动能大小与物体的质量和速度有关,飞出去的箭速度越大,则动能越大;而重力势能与物体的质量和高度有关,与速度无关,故C错误;
D.离弦的箭与弦没有接触,不受弹力,所以离弦的箭受到重力和空气阻力,故D错误。
故选A。
31.(23-24八年级下·上海徐汇·期末)如图所示,一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲所示)将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示)用竖直向下的力压小球至如图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.刚撤去F时,弹簧的弹性势能最大
B.小球在上升过程中,动能一直在减小
C.小球在A点处于平衡状态
D.小球上升到A点时,重力势能最小
【答案】A
【详解】A.刚撤去F时,弹簧压缩到最小,弹性势能最大,故A正确;
B.刚撤去F时,弹力大于重力,小球做加速运动,当重力等于弹力时,速度最大,再向上运动时,弹力小于重力,小球做减速运动,动能先增大后减小,故B错误;
C.小球在A点时受到重力的作用,不是平衡状态,故C错误;
D.小球上升到A点时,质量不变,高度最大,故重力势能最大,故D错误。
故选A。
32.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器由长征运载火箭在文昌航天发射场发射,开启“月宫探宝”之旅,实现人类首次从月球背面采样返回。在“嫦娥六号”加速升空的过程中,它的重力势能 ,动能 。
【答案】 增加 增加
【详解】[1][2]在“嫦娥六号”加速升空的过程中,质量不变,速度增大,高度升高,所以动能增大,重力势能也增大。
33.(23-24八年级下·河南驻马店·期末)在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。球从最高点到落地点的过程中,动能 ,重力势能 。(均选填“增加”、“不变”、“减小”)
【答案】 增加 减小
【详解】[1][2]球从最高点到落地点的过程中,质量不变,速度增大,高度降低,所以动能增加,重力势能减小,重力势能转化为动能。
34.(23-24八年级下·山东泰安·期末)泰安市环卫部门用如图所示的道路垃圾清扫车打扫街道卫生,清扫车工作时垃圾被“吸”到垃圾箱中,实现路面清扫。若垃圾车在清扫过程中沿路面匀速行驶,则清扫车的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关。垃圾车在清扫过程中沿路面匀速行驶,其速度不变,质量变大,所以车的动能变大。
考点8 动能和势能的转化
35.(23-24八年级下·河北保定·期末)蹦床是一项传统的奥运比赛项目。如图所示,在一次比赛中,运动员从高处下落到蹦床上又被弹起。在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员从高处下落到刚接触蹦床,重力势能转化为动能
B.运动员从刚接触蹦床到下落到最低点,蹦床的弹性势能减小
C.运动员被蹦床弹起过程中机械能守恒
D.运动员被弹起离开蹦床后,弹性势能转化为动能
【答案】A
【详解】A.运动员从高处下落到刚接触蹦床,质量不变,高度变小,速度变大,重力势能变小,动能变大,是重力势能转化为动能,故A正确;
B.运动员从刚接触蹦床到下落到最低点,蹦床的弹性形变程度变大,蹦床的弹性势能增大,故B错误;
C.运动员被蹦床弹起过程中,运动员的机械能与蹦床的弹性势能之间的相互转化,所以机械能会改变,故C错误;
D.运动员被弹起离开蹦床后,动能转化为重力势能,故D错误。
故选 A。
36.(23-24八年级下·河南郑州·期末)下列关于机械能及其转化的说法,正确的是( )
A.弯弓射出箭时,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.上紧发条的闹钟指针转动时,动能转化为弹性势能
C.雨滴下落时,动能转化为重力势能
D.人造卫星从近地点运行至远地点时,动能转化为重力势能
【答案】D
【详解】A.弯弓射箭,弓具有弹性势能,射出箭时,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A错误;
B.上紧发条的闹钟指针转动时,发条的弹性势能转化为指针的动能,故B错误;
C.雨滴下落时,高度越来越低,重力势能越来越小,速度越来越大,动能越来越大,因此是重力势能转化为动能,故C错误;
D.人造卫星从近地点飞向远地点时,速度减小,相对高度增加,则动能减小,势能增大,因此动能转化为重力势能,故D正确。
故选D。
37.(23-24八年级下·辽宁铁岭·期末)北京冬奥会上,我国选手徐梦桃在雪上空中技巧比赛中摘得女单金牌。她在比赛过程中运动的轨迹(a→b→c→d)如图所示( )
A.从a点下滑到b点过程中,动能转化成重力势能
B.从b点运动到c点过程中,重力势能不断增大
C.a点的重力势能等于c点的重力势能
D.在d点落地时的机械能等于a点的机械能
【答案】B
【详解】A.从a点下滑到b点过程中,重力势能减小,动能增大,故A错误;
B.从b点运动到c点过程中,高度不断增加,故B正确;
C.徐梦桃在a点和c点时质量相同,所以a点的重力势能大于c点的重力势能,故C错误;
D.由于空气阻力和滑雪板与雪之间存在摩擦,故在d点落地时的机械能小于a点的机械能,故D错误。
故选B。
38.(23-24八年级下·湖南娄底·期末)如图所示,用细线将小钢球悬挂起来,让其在竖直平面内左右摆动,忽略空气阻力,下列关于小球运动过程中说法正确的是( )
A.小钢球从A运动到O的过程中,动能转化为重力势能
B.小钢球从A运动到B的过程中,重力势能先增大后减小
C.小钢球摆动到B点时受到的力不是平衡力
D.小球摆动过程中,随着位置改变所受重力的大小和方向也随之改变
【答案】C
【详解】A.小钢球从A运动到O的过程中,忽略空气阻力,机械能守恒,高度降低,速度增大,则重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能,故A错误;
B.小钢球从A运动到B的过程中,高度先减小后增大,则重力势能先减小后增大,故B错误;
C.小钢球摆动到B点时,受绳子的拉力和自身的重力,且不在同一直线上,是非平衡力,故C正确;
D.小球质量不变,重力大小不变,重力方向始终竖直向下,故D错误。
故选C。
39.(23-24八年级下·吉林松原·期末)如图,人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行,有近地点和远地点,下列说法正确的是( )
A.卫星在远地点时速度为零,动能为零
B.卫星从近地点向远地点运动,重力势能转化为动能
C.卫星在大气层外运行,不受空气阻力,因此机械能守恒
D.卫基从远地点向近地点运动,动能增大,动能减小,机械能减小
【答案】C
【详解】A.卫星在远地点时速度最小,但速度不为零,所以其动能不为零,故A错误;
B.卫星从近地点向远地点运动时,速度变小,相对高度变大,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B错误;
C.卫星在太空,运行过程中没有空气阻力,没有能量的损失,机械能是守恒的,故C正确;
D.卫星从远地点向近地点运动,相对高度变小,重力势能减小,重力势能转化为动能,动能增大,机械能不变,故D错误。
故选C。
40.(23-24八年级下·河北张家口·期末)第24届冬奥会2022年在北京市和张家口市联合举行。这是中国历史上第一次举办冬季奥运会,如图是滑雪运动员训练时的场景。下列说法正确的是( )
A.运动员穿的滑雪板可以减小对雪的压力
B.运动员匀速下滑时,动能不变
C.运动员自由下滑时,将重力势能全部转化为动能
D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增大重力的
【答案】B
【详解】A.滑雪板增大了受力面积,在压力不变的情况下,增大受力面积可以减小对雪的压强,故A错误;
B.运动员匀速下滑时,质量和速度都不变,所以动能也不变,故B正确;
C.运动员自由下滑时,高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大。但在下滑过程中,由于摩擦力的存在,一部分重力势能需克服摩擦力做功,而不是全部转化为动能。故C错误;
D.运动员弓着腰是为了降低重心,这样可以增加稳定性,并不能增大重力。故D错误。
故选B。
考点9 机械能守恒
41.(23-24八年级下·贵州黔东南·期末)小红在同一高度以相同速度分别朝不同方向将毽子踢出,如图所示。图中的“1”“2”和“3”是这三个不同方向的毽子下落时的运动轨迹,若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.图中的a、b、c三点中,a点毽子的机械能最大
B.图中的a、b、c三点中、b点毽子的机械能最大
C.毽子沿轨迹2运动过程中,重力势能转化为动能
D.毽子沿不同方向下落到地面时的机械能大小相同
【答案】D
【详解】ABD.若不计空气阻力,毽子在空中运动时机械能守恒,所以图中的a、b、c三点中,毽子的机械能相等,毽子沿不同方向下落到地面时的机械能大小相同,故AB错误,D正确;
C.毽子沿轨迹2运动过程中,上升到最高点前,动能转化为重力势能,过了最高点后,重力势能转化为动能,故C错误。
故选D。
42.(23-24八年级下·四川成都·期末)图甲中过山车从A 点出发,先后经过B、C、D、E 点。图乙是过山车在B、C、D、E 点的动能和重力势能大小的示意图,则下列对于过山车的能量描述中,正确的是( )
A.当过山车运动到E 点时,它的动能最大
B.在 B 点时的重力势能与E 点的动能相等
C.在 BC之间,重力势能完全转化为动能
D.在整个过程中,过山车的机械能都守恒
【答案】B
【详解】A.由图乙知,过山车在E点的动能比C点的小,C点的动能最大,故A错误;
B.同图乙知,过山车在B点的重力势能与E点的动能相等,故B正确;
CD.B点的重力势能与E点的动能相等,而B点的动能不为0,E点的重力势能为0,则B点的机械能大于E点的机械能,所以整个过程中,机械能不守恒,由B到C点,过山车的质量不变,速度增大,高度减小,动能增大,重力势能减小,但由于机械能不守恒,所以减小的重力势能部分转化为动能,另一部分转化为内能,故CD错误。
故选B。
43.(23-24八年级下·河南周口·期末)投掷出去的铅球的运动轨迹如图所示,不计空气阻力,下列分析中正确的是( )
A.铅球在空中运动时,始终受到重力和推力的作用
B.铅球在空中运动时,其具有的机械能在不断改变
C.在最高点B时,铅球的重力势能最大,动能为零
D.在落到点C时,铅球的动能最大,重力势能最小
【答案】D
【详解】A.投掷出去的铅球在空中继续向前运动,是由于铅球具有惯性仍保持原来的运动状态,不是因为铅球受到推力的作用,在此过程中铅球只受重力作用,故A错误;
B.由题意知,铅球在空中飞行过程中,不计空气阻力,机械能守恒,故机械能保持不变,故B错误;
C.球在最高点B时,铅球的重力势能最大,虽然竖直方向的速度为零,但在水平方向上仍然有一个速度,所以此时铅球的动能不为零,故C错误;
D.在落到点C时,铅球的速度最大,动能最大,高度最小,重力势能最小,故D正确。
故选D。
44.(23-24九年级上·江苏南通·期末)如图,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧左端固定,O点是弹簧保持原长时小球的位置,压缩弹簧使小球至A位置,小球就在A、B间做往复运动(已知AO=OB)。下列说法正确的是( )
A.小球在往复运动过程中机械能守恒
B.从B到A弹簧的弹性势能一直减小
C.小球在O点时,动能最大
D.小球从A往B运动过程中,弹性势能转化为动能
【答案】C
【详解】A.小球在光滑的水平台面上AB间做往复运动,这表明小球和弹簧的整体机械能是守恒的,小球的动能与弹簧的弹性势能的总和保持不变,故A错误;
B.小球从B到O再到A的过程中,弹簧的形变程度先变小后变大,所以小球从B到A弹簧的弹性势能先变小后变大,故B错误;
CD.小球从A(或B)位置运动到O位置的过程中,弹性势能变小,动能变大;到达O点时,弹性势能为0;从O到B(或A)的过程中,弹性势能变大,所以整个过程中小球在O点动能最大,综上分析知,故C正确,D错误。
故选C。
45.(23-24八年级下·广东深圳·期末)如图为嫦娥五号返回地球途中的画面。在其减速降落的过程中,有关其机械能变化的说法正确的是( )
A.动能减少,重力势能减少,机械能减少
B.动能减少,重力势能减少,机械能不变
C.动能不变,重力势能增加,机械能增加
D.动能增加,重力势能增加,机械能增加
【答案】A
【详解】嫦娥五号减速降落的过程中,质量不变,速度变小,动能变小;质量不变,高度变小,重力势能变小;由于动能与重力势能都变小,机械能变小,故A正确,BCD错误。
故选A。
46.(23-24八年级下·山东菏泽·期末)在索契冬奥会上我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌。他在比赛过程中运动的轨迹(a→b→c→d→e)如图所示,则下列对他的描述不正确的是(忽略空气阻力影响)( )
A.从a点下滑到b点过程中,动能增加
B.从b点运动到c点过程中,重力势能增加
C.在c点的机械能等于d点的机械能
D.在a点的重力势能等于c点的重力势能
【答案】D
【详解】A.从a点下滑到b点过程中,他的质量不变,速度增大,动能增加,故A正确,A不符合题意;
B.从b点运动到c点过程中,他的质量不变,高度增大,重力势能增加,故B正确,B不符合题意;
C.忽略空气阻力影响,则在从c点运动到d点的过程中,他只受到重力作用,机械能守恒,在c点的机械能等于d点的机械能,故C正确,C不符合题意;
D.他的质量不变,a点的高度大于c点的高度,在a点的重力势能大于c点的重力势能,故D错误,D符合题意。
故选D。
考点10 杠杆五要素及力臂的作图
47.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)小宇同学利用石块2和撬棒将石块1撬动,他想到了F1和F2两种施加动力的方式,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.当动力为F1时,撬棒的支点是C点
B.当动力为F2时,撬棒的支点是A点
C.要想更省力,应该以C点为支点撬起石块1
D.要想更省力,动力应该沿着F1的方向
【答案】D
【详解】AB.由图知道,当动力为F1时,撬棒的支点是B点;当动力为F2时,撬棒的支点是C点,故AB错误;
CD.由图知道,在阻力一定时,动力沿着F1的方向时,B点为支点,动力臂最长、阻力臂最短最省力,故C错误,D正确。
故选D。
48.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态,以下关于它的说法错误的是( )
A.提纽相当于支点
B.“权”“重”表示力
C.“标”“本”表示力臂
D.增大“重”时,应把“权”靠近O点,杠杆会平衡
【答案】D
【详解】ABC.从杆秤的结构看,杆秤是典型的利用杠杆原理制成的,“标”“本”分别表示动力臂和阻力臂,“权”“重”分别表示动力和阻力,提纽O点是支点,故ABC正确,不符合题意;
D.增大“重”时,阻力臂不变,动力不变,由杠杆平衡条件可知应把“权”远离O点,杠杆平衡,故D错误,符合题意。
故选D。
49.(23-24八年级下·北京大兴·期末)如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB。则线段 (选填“OA”“AB”或“OB”)表示力F的力臂。
【答案】OA
【详解】力臂是从支点到力的作用线的距离,OA是从支点O到力F作用线的距离,所以线段OA表示力F的力臂。
50.(23-24八年级下·重庆·期末)如图乙所示,杠杆OA在动力F的作用下可绕O点转动,请画出动力F的力臂L。
【答案】
【详解】支点为O,延长力的作用线,然后过支点O作力F的作用线的垂线段,垂线段即为力F的力臂,如图所示:
51.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)如图甲所示为用手写字时的示意图。笔可以看作杠杆,O为支点,为阻力,请在图乙中画出阻力的力臂。
【答案】
【详解】力臂指的是支点到力的作用线的垂直距离,反向延长力F2的作用线,从支点O作力F2的垂线,即为F2的力臂l2,如图:
52.(23-24八年级下·福建福州·期末)如题图所示,杠杆AOB的A端在绳子拉力的作用下将B端物体悬挂起,画出A端所受拉力F的力臂l;
【答案】
【详解】延长拉力F的作用线,过支点做力的作用线的垂线,即为拉力F的力臂l,如图所示:
考点11 探究杠杆的平衡条件
53.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)小红在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆 (填“是”或“不是”)平衡状态;要使杠杆处于水平位置平衡,需调节杠杆右边的平衡螺母向 (填“右”或“左”)移动;杠杆平衡后,如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(2)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂L1和动力F1数据,绘制了L1-F1的关系图像如图丙所示。由图像推算,当L1为0.6m时,F1为 N。小红 (填“可以”或“不可以”)将F1L1的单位N·m换成功的单位J。
【答案】(1) 是 右 4
(2) 0.5 不可以
【详解】(1)[1]静止和匀速转动是杠杆的平衡状态,实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆静止,处于平衡状态。
[2]此时杠杆左端向下倾斜,右端上翘,说明左端重,故应向右调节平衡螺母,给右端增重,使杠杆在水平位置平衡。
[3]如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码,设每个钩码重力为,杠杆上一格的长度为,根据杠杆平衡条件则有
解得,即在杠杆的D点挂4个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡。
(2)[1]根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变时,为定值,则和成反比,由图可知,时,,则当L1为0.6m时,F1为
[2]根据,做功要在力的方向上移动距离,而杠杆模型中在力的方向上没有移动距离,且力与力臂垂直,不做功,只是力和对应力臂的乘积,所以不能将F1L1的单位N·m换成功的单位J。
54.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)在“研究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,刻度均匀的杠杆在如图甲所示位置静止,应该将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是:①消除杠杆 对实验的影响;② ;
(2)调好后,根据图乙进行实验,在A点处悬挂3个钩码,要使杠杆再次水平平衡,则需在B点处挂 个相同的钩码; 当杠杆平衡后,将A、B两点下方的钩码同时向支点方向移动一个小格,则杠杆向 (选填“左”或“右”)端倾斜;
(3)小明用弹簧测力计代替一组钩码,重新新调整设计方案进行研究,如图丙所示,以弹簧测力计的拉力F1为动力,钩码处绳子的拉力F2为阻力,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1l1总是 (选填“大于”“小于”或“等于”)F2l2,其原因是杠杆的重心没有与支点重合,杠杆自身的 对实验产生了影响;
(4)实验中多次改变钩码数量并调节杠杆平衡,目的是 。
【答案】(1) 右 自重 便于测量力臂
(2) 4 左
(3) 大于 重力
(4)多次实验得到普遍规律,避免偶然性
【详解】(1)[1]甲图中杠杆左侧底,右侧高,说明杠杆的左侧沉,因此平衡螺母应向右移动,至杠杆在水平位置平衡。
[2][3]杠杆在水平位置平衡可以消除杠杆自身重力对实验产生的影响,其次便于测量力臂,力臂刚好是力的作用点与支点O的杆长。
(2)[1]设钩码的重力为G,杠杆一格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得
解得,即需要在B点处挂4个相同的钩码。
[2]将A、B两点下方的钩码同时向支点方向移动一个小格,杠杆左侧力与力臂的乘积为
杠杆右侧力与力臂的乘积为
由于左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积,因此左端会下沉。
(3)[1][2]图丙中,因支点没有在杠杆的中点,设杠杆的重力为G杠杆,力臂为l,当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件
故有
原因是杠杆自重对杠杆平衡有影响。
(4)实验中为了得到普遍规律,减小实验的偶然性,应进行多次实验。
55.(23-24八年级下·甘肃天水·期末)根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图1所示,杠杆此时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图2中杠杆平衡,应在A处竖直向上施加 N的拉力(题中的每个钩码重力0.5N)。当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有同学根据自己的实验数据,得到如下结论:动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件不符,原因是实验过程中没有 (选填序号:①改变力的大小、②改变力的方向、③改变力的作用点);
【答案】(1) 平衡 右
(2) 0.5 变大
(3)②
【详解】(1)[1][2]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态;如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1][2]设杠杆一格长度为L,一个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件得
可得
所以应在A处竖直向上施加0.5N的拉力,当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计拉力F的力臂变小,由杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的拉力变大。
(3)“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向,故选②。
考点12 杠杆平衡条件的应用
56.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,杠杆恰好水平平衡,每个钩码的质量相同。当在A、B两处同时再各加挂1个钩码,那么以下说法正确的是( )
A.杠杆仍水平平衡 B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜 D.将B处的钩码向左移动两格,杠杆仍能水平平衡
【答案】C
【详解】ABC.设一个钩码的重力为G,一格的长度为L,当在A、B两处同时再各加挂1个钩码,左侧力和力臂的乘积为
右侧力和力臂的乘积为
左侧力和力臂的乘积小于右侧力和力臂的乘积,则杠杆的右边向下倾斜,故AB错误,C正确;
D.将B处的钩码向左移动两格,力臂为2L,右侧力和力臂的乘积为
左右力和力臂的乘积不相等,则杠杆不能水平平衡,故D错误。
故选C。
57.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)如图所示,轻质杠杆可绕点转动,,用细线将重物悬挂在点,在点作用竖直向上的拉力,则在保持杠杆水平静止的情况下,下列说法正确的是( )
A.拉力的大小与物体的重力大小相等
B.若物体的重力增加,拉力的大小增加
C.当物体的悬挂点左移时,拉力将减小
D.若改为沿图中虚线方向施力,拉力将减小
【答案】B
【详解】A.由于杠杆OB是轻质的,即杠杆本身的重力不计。由于OA=AB,且拉力F竖直向上,所以动力臂为阻力臂的2倍,由杠杆平衡条件知,,拉力F的大小是物体重力大小的一半,故A错误;
B.若物体的重力增加6N,即新的重力为
G′=G+6N由于杠杆仍然保持水平静止,所以仍然满足杠杆平衡条件。代入新的重力值,得到
与原拉力相比拉力F的大小增加了3N,故B正确;
C.当物体的悬挂点左移时,阻力不变,阻力臂增大,动力臂不变,由杠杆平衡条件可知,拉力F必须增大。故C错误;
D.若拉力F改为沿图中虚线方向施力,那么拉力作用线到支点O的垂直距离(即力臂)会减小。由于物体的重力和重力作用线到支点O的距离都不变,根据杠杆平衡条件可知,当拉力F的力臂减小时,为了保持等式成立,拉力F必须增大,故D错误。
故选B。
58.(23-24八年级下·山西大同·期末)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将( )
A.先变大,后变小 B.先变小,后变大 C.一直是变大的 D.一直是变小的
【答案】A
【详解】木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,处于平衡状态,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆缓慢地由OA位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力为杠杆的重力,也不变,阻力力臂变大,所以动力变大,当杠杆从水平位置拉到OB位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力变小,故力F的大小将先变大后变小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
59.(23-24八年级下·山东潍坊·期末)为解决停车难的问题,设计了图甲所示的“路边空中绿化存车亭”,其工作原理如图乙,电动机通过钢丝绳FG牵引OF杆绕点转动,端悬挂存车架从水平地面缓慢上升到乙图所示位置(此时)的过程中,钢丝绳对点的拉力( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.保持不变 D.先变大后变小
【答案】A
【详解】如图所示,阻力不变,阻力臂越变越小,根据可知,动力臂不变,故动力逐渐减小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
60.(23-24八年级下·河北唐山·期末)如图所示,OA是一杠杆,AB是不可伸长的细绳,CD是圆心在A点的一段圆弧形支架。将绳端点B由C向D移动过程中,则细绳AB所受拉力的大小会( )
A.逐渐变大 B.保持不变 C.先变大后变小 D.先变小后变大
【答案】D
【详解】由题意可知,杠杆始终处于平衡状态,即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,将绳端点B由C向D移动过程中,阻力与阻力臂不变,阻力与阻力臂的乘积也不变,动力臂先增大后减小,当AB垂直于OA位置时,动力臂最大,故动力先变小再变大,即细绳AB所受拉力的大小会先变小再变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
61.(23-24八年级下·四川绵阳·期末)如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终沿水平方向的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中,动力F将( )
A.先变小后变大 B.逐渐变大
C.保持不变 D.逐渐减小
【答案】B
【详解】拉动木棒的过程中,阻力(即杠杆受到的重力)不变,阻力臂逐渐变大,而动力臂逐渐变小,由可知,动力F会逐渐变大。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
考点13 杠杆平衡条件的计算
62.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,一等刻度的轻质杠杆A处砝码重6N,若要使杠杆在水平位置平衡,则B处施加的竖直向下的拉力为( )
A.5N B.4N C.3N D.2N
【答案】C
【详解】设杠杆每一格长度是L,由杠杆平衡条件可得
6N×2L=FB×4L
解得FB=3N。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
63.(23-24八年级下·四川广安·期末)一名重500N的成年人和一名重250N的小孩都要过一道宽度为L的水渠。成年人从左岸到右岸,而小孩从右岸到左岸,两岸各有一块长度一样的坚实木板,他们想出了如图所示的方式过水渠,请分析在忽略木板自重和木板叠交距离的情况下,要使成年人和小孩都能平安过水渠,木板长度至少是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因成年人较重,所以只要成年人能安全过水渠,则小孩也能安全过水渠;小孩站在B′处让成年人先从木板上过水渠,当成年人到达水渠对岸后,站在B′处,然后再让小孩过水渠如图所示:
把木板A′B′视为杠杆,O为支点,成年人对A′B′的压力视为阻力F2,小孩对木板的压力视为动力F1,当成年人在A′时,阻力(成年人对A′B′的压力)最大,为
F2=G成年人=500N
F1=G小孩=250N
由图示可知,木板长度为AB,由杠杆平衡条件可得
F1×(AB-L+AB)= F2×(L-AB)
即
250N×(2AB-L)=500N×(L-AB)
解得,即木板长度至少为,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
64.(23-24八年级下·北京东城·期末)将边长为10cm、质量为2kg的正方体甲放在水平地面上,细绳的一端系于正方体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的A端,质量为0.6kg的物体乙通过细绳悬挂在杠杆的B端,杠杆在水平位置平衡,如图所示。已知O为支点,AO︰OB=1︰2,不计杠杆的质量,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.细绳对甲的拉力为6N B.细绳对乙的拉力为12N
C.地面对甲的支持力为20N D.甲对地面的压强为800Pa
【答案】D
【详解】B.乙的重力为
乙受力平衡,拉力等于重力等于6N,故B错误;
A.由杠杆平衡条件可得
代入数据,得
故A错误;
C.甲的重力为
甲受到的拉力为12N,所以甲对桌面的压力为
故C错误;
D.甲对地面的压强
故D正确。
故选D。
65.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)如图所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图甲简化成如图乙所示的杠杆。不计杠杆自重。若铅球质量m=3kg,OA=0.03m,OB=0.30m N,此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1为 N。
【答案】 30 300
【详解】[1][2]由图可知,支点是O点,肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力,3kg铅球的重力等于阻力F2;则阻力为
F2=G=mg=3kg×10N/kg=30N
由图知,L1=OA=0.03m,L2=OB=0.30m,根据杠杆的平衡条件
F1L1=F2L2
即
F1×0.03m=30N×0.30m
解得F1=300N。
66.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,有一根重为60N、长为L的均匀铁棒置于水平桌面,。为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为 N;若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F至少为 N。
【答案】 20 30
【详解】[1]为了不使这根铁棒的B端下沉,此时杠杆以A点为支点,动力臂为
阻力等于重力为60N,阻力臂为,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得
G×OA=F×OB
解得
[2]若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,此时杠杆以C点为支点,动力臂为CB=L,阻力等于重力为60N,阻力臂为,由杠杆的平衡条件可得
G×OA=F×CB
解得
67.(23-24八年级下·安徽合肥·期末)如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆,OA为晾衣杆,AB为悬线,已知悬线能承受的最大拉力为20N,在悬线拉力F1作用下,晾衣杆保持水平平衡。已知OA=1m,OC=0.5m。在C点悬挂衣物的质量为2kg。求:
(1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力FC。
(2)悬线拉力F1的大小。
【答案】(1)20N
(2)20N
【详解】(1)衣物的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力
FC=G=20N
(2)力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离。画出F1的力臂,如下图所示:
由直角三角形的知识可知,拉力F1的力臂
杠杆水平平衡,则FC的方向与杠杆的垂直,其力臂等于OC的长(如上图所示),即
LC=OC=0.5m
根据杠杆的平衡条件可得
F1L1=FCLC
F1×0.5m=20N×0.5m解得悬线拉力F1的大小
F1=20N
68.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)如图所示,AOB为一轻质杠杆,AO长50cm且处于水平状态,OB长120cm且与水平台面成60°夹角。当作用在B处竖直向下的拉力F为150N时,棱长为20cm的正方体重物G对地面的压力为其重力的。求:
(1)杠杆A处对细绳的拉力;
(2)在B处不施加拉力时,重物对水平地面的压强;
(3)使重物G离开地面时,作用在B处的最小作用力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据图示可知,动力臂
阻力臂
动力;则根据杠杆平衡条件可知,A点受到的拉力为
由于物体间力的作用是相互的,A点受到的拉力为180N,则杠杆A处对细绳的拉力为
(2)物体G处于静止状态,受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,重物G对地面的压力等于支持力的大小,所以支持力为其重力的,所以可得
即
解得物体的重力为。在B处不施加拉力时,重物对地面的压力等于其重力,则重物对地面的压强为
(3)若使重物G离开地面,要使作用在B处的力最小,根据杠杆的平衡条件可知,动力臂应该最大,当OB作为动力臂时,动力臂是最大的,则有
即
解得。
考点14 生活中的杠杆
69.(23-24八年级下·陕西安康·期末)如图是我国空间站的机械臂,它类似于人的手臂,可以省距离,下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是( )
A.用筷子夹食物 B.用羊角锤起钉子 C.用钳子夹导线 D.用瓶盖起子起瓶盖
【答案】A
【详解】人的手臂和机械臂使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A.用筷子夹食物时,动力臂小于阻力臂,筷子是费力杠杆。故A符合题意;
B.用羊角锤起钉子时,动力臂大于阻力臂,羊角锤是省力杠杆,故B不符合题意;
C.用钳子夹导线时,动力臂大于阻力臂,钳子是省力杠杆,故C不符合题意;
D.用瓶盖起子起瓶盖时,动力臂大于阻力臂,起子是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
70.(23-24八年级下·重庆·期末)为了消防安全,学校每个楼层必须配备灭火器,如图。下列说法正确的是( )
A.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个等臂杠杆
B.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个费力杠杆
C.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省力杠杆
D.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省距离的杠杆
【答案】C
【详解】由图可知,用力压下灭火器手柄过程中,动力臂大于阻力臂,因此手柄相当于一个省力杠杆,故ABD错误,C正确。
故选C。
71.(23-24八年级下·广东惠州·期末)如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,这种开关可以看作 (一种简单机械)。其中 较易损坏,按动这种开关时,相当于 较小,故按动需用的力较大。
【答案】 杠杆 甲 动力臂
【详解】[1][2][3]按动开关时,开关会绕面板内的轴转动,所以开关属于杠杆;由于甲的动力臂较小,在阻力和阻力臂不变的条件下,根据杠杆的平衡条件,所以按动时需要的力较大,甲较易损坏。
72.(23-24八年级下·吉林长春·期末)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)。如图所示,脚踏碓属于 杠杆;碓头比较尖,是为了增大对稻壳的 。(选填“压力”或“压强”)
【答案】 费力 压强
【详解】[1]由图可知,用脚连续踏木杠时,O点为支点,支点到脚施加的动力的距离为动力臂,支点到碓头的重力作用线的距离为阻力臂,由于动力臂小于阻力臂,所以脚踏碓属于费力杠杆。
[2]碓头部较细,是为了减小受力面积,这是通过减小受力面积来增大压强。
73.(23-24八年级下·陕西延安·期末)如图所示,日常生活中使用核桃夹夹核桃时,手作用在 (选填“A”或“B”)点更容易将核桃夹碎,此时可将核桃夹看作一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
【答案】 B 省力
【详解】[1]阻力和阻力臂一定时,根据杠杆平衡条件可知,动力臂越长,动力越小,所以,手作用在B点更容易将核桃夹碎。
[2]此时动力臂大于阻力臂,可将核桃夹看作一个省力杠杆。
考点15 定滑轮和动滑轮
74.(23-24八年级下·山东淄博·期末)如图所示,小欣同学只有一根绳子,他想把被风刮倒的甲树拉正,运用所学滑轮知识,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中( )
A.甲树相当于定滑轮
B.乙树相当于动滑轮
C.可以省距离
D.如果不计绳重和摩擦,乙树受到200N拉力,则甲树受到的拉力为400N
【答案】D
【详解】AB.把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子时,甲的树干要移动,而乙树不动,乙树并非动滑轮,则甲的树干相当于动滑轮,故AB不符合题意;
C.使用动滑轮可以省力,但费距离,故C不符合题意;
D.拉甲树干的绳子段数是2,不计绳重和摩擦,拉甲树的力由小欣和乙树的拉力共同平均分担,如果乙树受到的拉力大小为200N,等于1段绳子的拉力,则小欣对绳子的拉力
F=F乙=200 N
则甲树受到的拉力为
F甲=nF=2×200N=400N
故D符合题意。
故选D。
75.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,工人用动滑轮将重为600N的物体匀速提升到3m的平台上,所用拉力F为310N,若不计滑轮轴的摩擦及绳重,则动滑轮重为 N。动滑轮实质相当于一根省力杠杆,则在提升物体的过程中,这根杠杆的支点是 (选填“A”“B”或“C”)。
【答案】 20 A
【详解】[1]由图可知该滑轮为动滑轮,动滑轮省一半力,则
所以动滑轮重力为
[2]动滑轮实质相当于一根省力杠杆,其动力臂大于阻力臂,其支点为图中的A点。
76.(23-24八年级下·上海·期末)如图所示的滑轮中, (选填“A”或“B”)是定滑轮。现用滑轮沿竖直方向匀速提升重均为20牛的物体,不计摩擦和滑轮重力,拉力FB为 牛;若物体上升2米,则拉力FA做功为 焦。
【答案】 A 10 40
【详解】[1]由图可知滑轮A轴的位置固定不动,所以滑轮A是定滑轮。
[2]由图可知B滑轮是动滑轮,不计摩擦和滑轮重力,使用动滑轮可以省一半的力,则拉力
[3]滑轮A是定滑轮,实质上是等臂杠杆,不省力也不费力,拉力FA移动的距离等于物体上升的距离,不计摩擦和滑轮重力,拉力FA大小等于物体的重力,则拉力FA做的功为
77.(23-24八年级下·上海·期末)如图a、b所示,物体A和B所受重力均为200牛,当用力分别通过甲、乙两滑轮匀速提起物体A和B时,力为 牛;乙滑轮实质上是一个 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆;若力、做功大小相同,则物体A、B被提升的高度为 。(以上均不计滑轮重力及摩擦)
【答案】 100 等臂 1∶1
【详解】[1]a图是动滑轮,动力臂是阻力臂的二倍,绳端的拉力是物重的一半,拉力
[2]b图是定滑轮,动力臂等于阻力臂,乙滑轮实质上是一个等臂杠杆。
[3]AB重力相同,a是动滑轮,b是定滑轮。力、做功大小相同,则
则
则物体A、B被提升的高度。
78.(23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末)分别利用甲、乙两滑轮匀速提升重力相同的物体。若滑轮重力和摩擦均不计,其中使用乙滑 轮可以 ,分别用力FA、FB和 匀速提起重物时, 三个力的大小关系是 。(用“>”、“=”或“<”表示)
【答案】 省力
【详解】[1]图乙中滑轮随物体一起运动,是动滑轮。动滑轮本质就是一种省力杠杆,使用动滑轮可以省力。
[2]甲图中是定滑轮,定滑轮不能改变力的大小,则
乙图中是动滑轮,承重绳子股数n=2,若滑轮重力和摩擦均不计,则
故三个力的大小关系是
考点16 滑轮组
79.(23-24八年级下·广东汕尾·期末)端午将至,甄宝玉同学正在用滑轮组提升一箱重60N的粽子,如图,以下说法错误的是( )
A.滑轮组绳子股数n=3
B.若宝玉所用拉力为22N,不计绳重和摩擦,则动滑轮重4N
C.若粽子上升5m,则宝玉需要拉动绳子15m
D.若宝玉拉动绳子的速度为3m/s,则粽子上升的速度为1m/s
【答案】B
【详解】A.由图知,使用滑轮组时,承担物重的绳子股数n=3,故A正确,不符合题意;
B.不计绳重和摩擦,拉力,则动滑轮的重力
故B错误,符合题意;
C.绳子自由端移动距离
故C正确,不符合题意;
D.拉动绳子的速度v=3m/s,粽子上升的速度
故D正确,不符合题意。
故选B。
80.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)如图所示,每个滑轮自重相等,不计绳重和轮、轴间摩擦,分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时,甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1=60N、G2=36N,则每个滑轮的重为( )
A.12N B.3N C.11N D.22N
【答案】A
【详解】由图可知,甲滑轮组的有效绳子段数为3,乙滑轮组的有效绳子段数为2,不计绳重和轮、轴间摩擦,甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等,根据则有
解得,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
81.(23-24八年级下·甘肃兰州·期末)小明家装修房屋时,为了将材料运送到高处,他的爸爸利用3个相同的滑轮组成滑轮组来运送材料,滑轮组的结构如图所示。已知每个滑轮重50N,绳子所能够承受的最大拉力是500N。忽略绳重和摩擦,用此滑轮组提升材料,下列说法错误的是( )
A.滑轮a是定滑轮,可改变力的方向,但不省力
B.滑轮b是动滑轮,使用时虽能省力,但不省功
C.用此滑轮组能提升材料的最大重力为950N
D.当以0.2m/s的速度拉绳子时,材料上升的速度为0.4m/s
【答案】D
【详解】A.滑轮a只能绕固定轴转动,不能移动,所以是定滑轮,定滑轮不能省力,但能改变力的方向,故A正确,不符合题意;
B.滑轮b可以移动,所以是动滑轮,动滑轮省力,费距离,不省功,故B正确,不符合题意;
C.由图知,绳子段数为n=2,当绳子拉力为F=500N时,提升材料的重力最大,最大值为
G=2F-G动=2×500N-50N=950N
故C正确,不符合题意;
D.当以0.2m/s的速度拉绳子时,材料上升的速度为
故D错误,符合题意。
故选D。
82.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)小红同学用如图所示的装置将重为600N的物体水平匀速拉动,物体与地面之间的摩擦力为物重的0.1倍,不考虑滑轮重、绳重、绳与滑轮间摩擦等,则水平拉力F为 N;若绳子自由端移动1.2m,则物体水平移动距离是 m。
【答案】 20 0.4
【详解】[1]根据题意可知,物体与地面之间的摩擦力为
图中连接动滑轮绳子的股数为3股,不考虑滑轮重、绳重、绳与滑轮间摩擦等,可得绳末端的拉力为
[2]已知绳子移动的距离为1.2m,则物体水平移动距离是
83.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)如图所示,当工人师傅用100N的拉力向下拉绳时,使重180N的重物匀速上升1m,不计绳重及摩擦,此滑轮组中的动滑轮重为 N,绳子自由端下降 m。
【答案】 20 2
【详解】[1]由图得
不计绳重及摩擦,由得,此滑轮组中的动滑轮重为
[2]绳子自由端下降
84.(23-24八年级下·广西河池·期末)如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数为 N,当物体升高1m时,绳子自由端移动 m。
【答案】 5.4 3
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,因此示数为5.4N。
[2]由图可知,动滑轮上绳子的根数n=3,因此绳子自由端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
考点17 轮轴和斜面
85.(23-24八年级下·四川成都·期末)工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,工人用平行于斜面向上的大小不变的恒力,把重物沿斜面从底端匀速推到顶端,如图所示。下列说法正确的是( )
A.使用斜面可以省力,也可以省距离
B.因为还要克服摩擦,使用斜面不能省力
C.工人匀速推动重物的速度越大,推力做功越多
D.工人匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大
【答案】D
【详解】AB.使用斜面可以省力,费距离,故AB错误;
C.由W=Fs可知,推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关,与物体的速度无关,故C错误;
D.由
可知,推力的功率与物体的移动速度有关,在推力一定时,速度越大,推力的功率越大,故D正确。
故选D。
86.(23-24八年级下·广东潮州·期末)图甲盘山公路修得弯弯曲曲,其主要目的是 (选填“省力”或“省距离”),图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,螺丝刀相当于一个 (选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”)。
【答案】 省力 粗 轮轴
【详解】[1]盘山公路相当于斜面,汽车沿着盘山公路驶上高耸入云的山峰时,虽然费了距离但是主要是省了力。
[2][3]螺丝刀相当于一个轮轴,螺丝刀在旋转螺纹钉时,其手柄相当于轮,而螺纹钉部分则相当于轴。这种结构使得我们在旋转手柄时,能够带动螺纹钉一起旋转,从而将其旋进木板中,其实质是省力杠杆,轴半径是阻力臂,轮半径是动力臂,轴半径一定时,轮半径越大越省力,即手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
87.(23-24八年级下·广西崇左·期末)如图所示是我国传统的农具风车,转动摇柄,风箱内的风叶向车斗送风,入料仓漏出的稻谷经过车斗而被筛选:饱粒将落入 (选填“A”或“B”)出料口,瘪粒落入另一个出料口,草屑被吹出出风口;风车的摇柄属于 (选填“滑轮”“斜面”或“轮轴”)。
【答案】 A 轮轴
【详解】[1]饱满稻谷,质量大,惯性大,运动状态难以改变,在重力作用下落入A出料口。
[2]风车的摇柄工作时由“轮“和“轴“组成,能绕共同轴线旋转,属于轮轴。
88.(23-24八年级下·湖南株洲·期末)明代宋应星在《天工开物》中记载了一种农业生产汲水装置——辘轳,如图甲所示。辘轳由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,把辘轳视为杠杆,它的支点是 (填 “A”、“B”或“C” )点;
(2)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总重力为90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为 N;(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用 (填“①”或“②”)。
【答案】 B 30 ①
【详解】(1)[1]辘轳的大轮和小轮都绕着图乙中的B点转动, B为支点。
(2)[2]辘轳在图乙位置静止,据杠杆的平衡条件有
90N×1=F×3
解得,作用在C点的最小力F=30N。
(3)[3]图丙的水龙头中,手的力作用在大轮上,当小轮的半径不变,打开水龙头所需的力不变时,大轮的半径越大,越省力,所以开关应选用①。
考点18 有用功和额外功
89.(23-24八年级下·湖北恩施·期末)如图是某地区临时停水时,居民利用滑轮提水的情景。下列说法中正确的是( )
A.对水做的功是有用功 B.对桶做的功是有用功
C.用此滑轮是为了省力 D.此装置的机械效率为
【答案】A
【详解】AB.居民的目的是为了提水,则对水做的功是有用功,对桶做的功是额用功,故A正确,B错误;
C.此滑轮为定滑轮,不省力,但能改变力的方向,故C错误;
D.任何机械的机械效率都不可能达到100%,故D错误。
故选A。
90.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图所示,小杨用大小为110N的拉力,通过动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m。他做的有用功为 J,动滑轮重为 N。(不计绳重和摩擦)
【答案】 600 20
【详解】[1]克服物体重力做的功为有用功
[2]因为不计绳重和摩擦,绳端拉力
所以动滑轮的重力
91.(23-24八年级下·河南许昌·期末)如图示是在生产力比较低下的时期,人们从人工挖的水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。我们可以看出,辘轳工作时相当于简单机械中的 ;当使用辘轳从井中提水时,对桶做的功是 ;如果打水时操作不当,把水桶掉进水井中,人们把水桶打捞上来时,水桶中有泥沙和水,此时对水桶做的功是 。(后两空选填“总功”、“有用功”或“额外功”)
【答案】 轮轴 额外功 有用功
【详解】[1]古代的辘轳实际上是简单机械中的轮轴,由于轮半径大于轴半径,在使用时,动力作用在轮上,可以省力,辘轳本质是可以连续转动的省力杠杆。
[2]当使用辘轳从井中提水时,目的是提水,所以对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功。
[3]如果打水时操作不当,把水桶掉进水井中,人们把水桶打捞上来时,目的是捞桶,所以对水桶做的功是有用功。
考点19 机械效率
92.(24-25九年级上·山西长治·期末)如图所示,小伟同学通过斜面用平行于斜面的推力,将质量为30kg的物体在4s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长。(g取10N/kg)则( )
A.斜面对物体的支持力做了功 B.推力F对物体做功的功率为100W
C.小伟做的有用功为400J D.斜面的机械效率为80%
【答案】B
【详解】A.物体没有在斜面对物体的支持力的方向上移动距离,所以斜面对物体的支持力没有做功,故A不符合题意;
B.推力F对物体做功为
则推力F对物体做功的功率为
故B符合题意;
C.小伟做的有用功为
故C不符合题意;
D.斜面的机械效率为
故D不符合题意。
故选B。
93.(多选)(23-24八年级下·吉林长春·期末)小明用如图所示滑轮组匀速提升重为120N 的物体,所用拉力为50N, 10s内物体上升的高度为2m。绳子能承受的最大拉力为100N。不计绳 重及摩擦,下列结论正确的是( )
A.有用功是240J B.动滑轮重15N
C.人做功的功率是30W D.最大机械效率是90%
【答案】ACD
【详解】A.动滑轮对重物做的有用功
故A正确;
B.不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,由图知,承担物重绳子的股数n=3,可得
可得,动滑轮重
故B错误;
C.不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,则拉力做的功为
拉力的功率为
故C正确;
D.因滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为100N,由
可得,滑轮组能提起的最大重物的重力为
该滑轮组的最大机械效率为
故D正确。
故选ACD。
94.(23-24九年级下·重庆大足·期末)在步行街风貌改造的过程中,体重为500N的工人师傅选用了如图所示的简易滑轮组,用大小300N的拉力将重700N的砖块运送到离地4m高的砌墙处,用时40s,两脚与地面的总接触面积,不计绳重及摩擦。以下分析正确的是( )
A.工人拉绳的速度是0.1m/s
B.上升过程中对动滑轮做功2800J
C.工人对地面的压强为
D.滑轮组的机械效率为78%
【答案】D
【详解】A.由图可知动滑轮上有三段绳子,则拉力移动的距离为物体上升高度的三倍,故工人拉绳的速度为
故A错误;
B.有用功为
总功为
不计绳重及摩擦,则对动滑轮做的功为额外功,即
故B错误;
C.工人受到绳子对他向上的拉力,竖直向上的支持力,竖直向下的重力,工人处于静止状态,地面对工人的支持力与工人对地面的压力是一对相互作用力,所以工人对地面的压力为
工人对地面的压强为
故C错误;
D.滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
95.(23-24八年级下·福建泉州·期末)用图甲的装置匀速拉动同一物体G,滑轮组的机械效率与动滑轮的重的关系如图乙。不计绳重及摩擦,则( )
A.被提升的物体重2N
B.当时,动滑轮重为3N
C.动滑轮越重,滑轮组的机械效率越大
D.物体被提升2m时,A点对应的拉力做功8J
【答案】D
【详解】A.根据图像可知,当动滑轮重为1N时,滑轮组的机械效率为75%,忽略绳重和摩擦根据
得
故A不符合题意;
B.当
时,得
解得,因为匀速拉动同一物体,物体的重不变为G=3N,所以动滑轮重为
故B不符合题意;
C.根据图乙可知,被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低,故C不符合题意;
D.拉力端移动的距离
A点机械效率为75%时,根据
得
拉力做功
故D符合题意。
故选D。
96.(23-24八年级下·山东烟台·期末)工人师傅利用如图所示的滑轮组搬运建筑材料,质量为的建筑材料放在水平地面上,在拉力的作用下以2m/s 的速度沿水平方向做匀速直线运动,建筑材料在水平方向上受到的阻力为自身重的0.1 倍,滑轮组和绳子的自重不计,g 取 10N/kg, 则建筑材料受到的阻力为 N,工人做功的功率为 W,滑轮组的机械效率为 。
【答案】 1.8×103 6×103 60%
【详解】[1]建筑材料受到的阻力为
[2]滑轮组
拉力移动速度
工人做功的功率为
[3]滑轮组的机械效率为
考点20 测量滑轮组的机械效率
97.(23-24八年级下·广东深圳·期末)实验小组在测滑轮组机械效率的实验中,实验装置如图所示,得到的数据如表所示。
实验次数
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.2
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端上移的距离s/m
0.3
0.4
0.6
机械效率
74.1%
62.5%
83.3%
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用图 (选填“甲”“乙”“丙”)所示装置做的实验;
(2)比较第1次和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越 ;
(3)采用图丙装置提升同一物体,改变动滑轮重G进行多次实验,获得数据并绘制出如丁图所示的图像。分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为 N(忽略绳重和摩擦);
(4)另一创新小组使用甲装置,用重为4N、6N的物体进行了两次实验,每次测得的机械效率均大于表中数据,该小组测量值偏大的原因可能是_________(选填字母)。
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B.测量拉力时,弹簧测力计处于静止状态
【答案】(1)乙
(2)高
(3)3
(4)B
【详解】(1)实验2中,物体升高0.1m,绳端移动距离为0.4m
物体和动滑轮的总重由4段绳子承担,所以第2次实验是用乙滑轮组做的实验。
(2)由实验1和实验3可知,使用的是同一滑轮组,而提升的物体越重,机械效率的数值越大,所以结论是使用同一滑轮组,物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)由图丙可知,忽略绳重和摩擦,根据
由图丁装置知,当动滑轮重为1N时,机械效率为75%,则
故被提升物体所受的重力
(4)A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,则测得的拉力偏大,由
可知,测得的机械效率将偏小,故A不符合题意;
B.测量拉力时,弹簧测力计处于静止状态,绳子与滑轮间的摩擦力变小,则测得的拉力偏小,由
可知,测得的机械效率将偏大,故B符合题意。
故选B。
98.(23-24八年级下·吉林·期末)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小陈用如图所示的同一滑轮组提升不同重力的物体,将弹簧测力计悬挂绳子的自由端,实验数据记录如表所示:
实验次数
1
2
3
物体所受的重力G/N
6.0
12.0
18.0
提升高度h/m
0.1
0.1
0.1
拉力F/N
6.0
9.6
13.2
绳端移动的距离s/m
0.2
0.2
0.2
机械效率η
50.0%
62.5%
A
(1)实验中要竖直向下 拉动弹簧测力计,使物体升高;
(2)表格中编号A处数据应为 ;分析表中实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组提升不同重物时,被提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越 ;
(3)小陈同学通过计算还发现,此滑轮组提升不同重力的物体时,绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功的比值总等于,则动滑轮的重力为 N。
【答案】(1)匀速缓慢
(2) 68.2% 高
(3)4
【详解】(1)实验中要竖直向下匀速缓慢拉动弹簧测力计,使物体匀速上升,由二力平衡条件可知,测力计示数等于拉力大小。
(2)[1]由表中数据可得,第3次实验的机械效率:
[2]由表中数据可知,使用同一滑轮组提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越大,所以可以得出结论:同一滑轮组提升不同重物时,被提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)根据第1次实验数据可知,有用功
W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
总功
W总=Fs=6.0N×0.2m=1.2J
克服动滑轮做的功
W动=G轮h=G轮×0.1m
则绳重和摩擦导致的额外功
W额=W总-W有-W动=1.2J-0.6J-G轮×0.1m=0.6J-G轮×0.1m
绳重和摩擦导致的额外功与总功的比值
解得
G轮=4N
99.(23-24八年级下·河北唐山·期末)某实验小组在测滑轮组机械效率时,实验装置如下图,实验中得到的数据如下表所示。
次数
1
2
3
钩码重(N)
4
4
6
钩码上升高度(m)
0.1
0.1
0.1
绳端拉力(N)
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离(m)
0.3
0.5
0.3
机械效率
74%
(1)通过表中数据可分析出实验1是用 (选填“甲”或“乙”)图做的实验;
(2)表格中空白处应补全的数据依次为 、 ;(百分号前保留整数)
(3)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率 ;
(4)比较实验1和实验3的数据分析可得结论:使用同一滑组, ,可以提高滑轮组的机械效率。
【答案】(1)甲
(2) 57% 83%
(3)越低
(4)增大提升的物重
【详解】(1)实验1中钩码上升高度为0.1m,绳端移动距离为0.3m,说明物重由三段绳子承担,因此是用甲图的装置做的实验。
(2)[1]表格中实验2的机械效率
[2]表格中实验3的机械效率
(3)实验1和实验2中,使用的滑轮组不同,其他条件相同,机械效率分别为74%和57%,说明动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低。
(4)比较实验1和实验3可以看出,使用同一滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越高,则增大提升的物重,可以提高滑轮组的机械效率。
1 / 37
学科网(北京)股份有限公司
$$