期末复习专题：简单机械相关实验题-2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册

期末复习专题：简单机械相关实验题-2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册 1．根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列问题。 (1)某同学在调节杠杆水平位置平衡时，杠杆静止时的位置如图所示。此时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。 (2)在调节时，使杠杆在水平位置平衡的目的主要是 。 (3)实验中使用弹簧测力计是为了研究 时杠杆的平衡条件。 (4)某小组的同学采用两边挂钩码的方法做实验，当杠杆平衡时，测得的数据如下表所示。通过对表格中数据的分析归纳，可得到的结论是 。 实验序号 动力（牛） 动力臂（厘米） 阻力（牛） 阻力臂（厘米） 1 2 15 3 10 2 4 10 8 5 3 3 5 1 15 2．斜面是在生活和生产中常见的简单机械，也是物理实验中常用的实验器材。 (1)使用斜面提升物体可以省力。如图所示，将重50N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数为16N，则该斜面的机械效率为 %，木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为 N。 (2)继续探究，可以得出结论∶斜面越陡，省力越 （选填“多”或“少”），机械效率越 （选填“高”或“低”）。 3．某实验小组用下图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示。 物理量 实验次数 1 2 3 4 钩码重G物/N 0.5 1.0 1.5 2.0 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 0.3 0.5 0.7 0.9 绳端移动距离s/m 0.3 0.3 0.3 0.3 机械效率 67% 71% 74% (1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第1次实验滑轮组的机械效率是 ；（保留两位有效数字） (3)分析以上数据可知，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升物体的重力越 ，滑轮组的机械效率越高； (4)若在第4次实验结束后，小明又在滑轮的轮轴处加润滑油，此时滑轮组的机械效率将 （选填“大于”“等于”或“小于”）74%。 4．小明同学为了验证“使用机械不省功”这一观点是否正确，他在实验室中设计了如图所示的实验。将同一物体分别在力的方向上匀速拉动40cm。他将实验有关的数据填在下列表格中。（忽略弹簧测力计的重力） (1)将表格填充完整； 类别 弹簧测力计的示数F/N 物体移动的距离s/cm 拉力做的功W/J 图（a） 4 40 图（b） 2.1 40 (2)最后小明分析表格中的数据得出了“使用机械费功”的结论，你对此结论的正确理解： 。 5．小明用如图所示的装置探究斜面的机械效率。实验前他有如下猜想： A．斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关 B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关 (1)实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 运动。 (2)表中是小明探究过程中记录的两次对比实验数据： 实验次数 物体 物重G/N 斜面高度h/cm 拉力F/N 斜面长度s/cm 机械效率η 1 木块 6 10 1.20 100 50% 2 小车 6 10 0.75 100 ①第2次实验时斜面的机械效率为 %。 ②进行这两次对比实验是为了研究斜面的机械效率与 的关系。 ③第1次实验中，木块所受摩擦力为 N。 (3)小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重力为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系： L/m 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外/J 0.90 0.80 0.70 0.60 ①由表格中信息可知：W额外与L成 比。 ②当斜面的水平长度L=0.40m时，拉力做的总功为 J。 ③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N。 6．图甲是小磊测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置缓慢提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊做的实验回答下列问题：（g取10N/kg） (1)弹簧测力计的示数是 N。 (2)钩码上升的距离是 cm。 (3)拉力做的功是 J。 (4)克服钩码重力所做的功是 J。 (5)动滑轮的机械效率是 。 7．测量滑轮组的机械效率 1.实验原理： 。 2.实验装置 3.测量的物理量： 、钩码提升的高度h、拉力F、 。 4.测量工具： 和 。 5.操作说明：实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高。 6.实验结论：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越 。提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越 ，但越 力。 8．根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列问题。 (1)某同学在调节杠杆水平位置平衡时，杠杆静止时的位置如图所示。此时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态； (2)在调节时，使杠杆在水平位置平衡的目的主要是 ； (3)某小组的同学采用两边挂钩码的方法做实验，当杠杆平衡时，测得的数据如下表所示。通过对表格中数据的分析归纳，可得到的结论是 。 实验序号 动力（牛） 动力臂（厘米） 阻力（牛） 阻力臂（厘米） 1 2 15 3 10 2 4 10 5 8 3 3 5 5 3 9．在“探究杠杆平衡条件的实验”中，实验中所用钩码质量均为50g： (1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”），直到杠杆保持水平静止，达到平衡状态，其目的是 ； (2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂2个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆将 （选填“顺时针转动”或“逆时针转动”、“保持静止”）； (3)图丙实验中，位置 （填“①”或“②”）所示实验可直接判断出部分同学分析数据得出的“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”的结论是错误的。请在图丙中画出实验②所示的弹簧测力计对杠杆拉力的力臂l 。 10．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小慧同学用下图所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表： 实验次数 物重 物体上升的高度 弹簧测力计的示数 弹簧测力计上升的距离 机械效率 1 3 10 1.6 30 62.5% 2 3 10 2.0 30 50.0% 3 3 10 2.5 30 (1)这个实验使用的测量工具是弹簧测力计和 。 (2)在实验操作中，小慧应 并匀速拉动弹簧测力计。 (3)在表中的空格处第三次实验的机械效率为 。 (4)从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。 (5)若不计摩擦和绳重，用图中所示铝制滑轮装置提起6N的物体时，弹簧测力计的示数为3N，则铝制滑轮的重力是 N；此时用该装置提起重力小于或等于 N的物体，不会省力。 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 《期末复习专题：简单机械相关实验题-2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册》参考答案 1．(1)是 (2)便于直接在杠杆上读出力臂的值 (3)当动力和阻力在支点同侧 (4)当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂 【详解】（1）杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动。已知杠杆静止时的位置如图所示，满足杠杆平衡状态的定义，所以此时杠杆是处于平衡状态。 （2）便于直接从杠杆上读出力臂的大小。因为当杠杆在水平位置平衡时，力臂恰好与杠杆重合，此时可以直接在杠杆上测量出动力臂和阻力臂的长度。 （3）在实验中通常用弹簧测力计来探究动力和阻力在杠杆支点同侧情况下杠杆平衡的条件，此时两个力的方向相反。 （4）对表格中的数据进行分析：实验序号1：， 则​ 实验序号2：， 则 实验序号3：， 则​ 通过对表格中数据的分析归纳，可得到的结论是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（）。 2．(1) 62.5 6 (2) 少 高 【解析】【小题1】[1]将重50N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数为16N，机械效率 [2]将物体沿斜面向上拉动的过程中，物体与斜面之间存在摩擦力，克服摩擦力做功是产生额外功的主要原因，即 则 解得。 【小题2】[1]当斜面越陡时，物体沿斜面方向的分力越大，需要克服的力就越大，所以省力越少。 [2]从额外功的角度分析，斜面越陡，物体对斜面的压力越小，摩擦力越小，在提升相同物体到相同高度时，额外功就越小，而有用功不变，根据机械效率公式，机械效率越高。 3．(1)匀速 (2)56% (3)大 (4)大于 【详解】（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态，测力计的示数保持不变，可准确测量绳子自由端的拉力。 （2）第1次实验滑轮组的机械效率 （3）由表格数据知，从第1至第4次实验，所提升的钩码重力越来越大，滑轮组的机械效率越来越高。所以使用同一个滑轮组提升重物时，被提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 （4）在滑轮的轮轴处加润滑油，可以减小摩擦，在有用功一定的情况下可以减小额外功，所以可以提高机械效率，所以若在第4次实验结束后，小明又在滑轮的轮轴处加润滑油，此时滑轮组的机械效率将大于74%。 4．(1) 1.6 1.68 (2)见详解 【详解】（1）[1]由表格中的数据可知，弹簧测力计的拉力为4N，物体移动的距离为40cm，则拉力做的功 [2]由表格中的数据可知，弹簧测力计的拉力为2.1N，物体移动的距离为40cm，由图（b）可知，动滑轮上有2股绳，则绳端移动的距离s1=2s=2×40cm=80cm=0.8m 则拉力做的功 （2）机械在使用的过程中，存在着摩擦力和机械的重力，不得不做额外功，所以使用机械做的总功大于有用功，故使用机械费功。 5．(1)匀速直线 (2) 80 物体所受的摩擦力 0.6 (3) 正 2.3 2 【详解】（1）沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。 （2）[1]第2次实验时斜面的机械效率 [2]由图可知，物体的重力是相同的，斜面的倾斜程度是相同的，小车与斜面间的摩擦是滚动摩擦，而木块与斜面间的摩擦是滑动摩擦，它们受到的摩擦力不同，故探究的是斜面的机械效率与物体所受的摩擦力的关系。 [3]第1次实验沿斜面拉木块做的有用功W有用=Gh1=6N×0.1m=0.6J 拉力做的总功W总=F1s1=1.2N×1m=1.2J 则额外功W额外=W总-W有用=1.2J-0.6J=0.6J 由W额外=fs得，木块所受摩擦力 （3）[1]由表中实验数据可知，L增大为原来的几倍，W额外也增大为原来的几倍，即W额外与L成正比。 [2]当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面高度 此时有用功W有用'=G'h'=5N×0.3m=1.5J 总功W总'=W有用'+W额外'=1.5J+0.8J=2.3J [3]当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L=s2=0.50m 设此时的额外功为W，因额外功与L成正比，则 则W=1J 由W=fs得， 此时木块在水平桌面上做匀速运动，由平衡条件得：弹簧测力计的拉力F=f=2N 6．(1)3.2 (2)10.0 (3)0.64 (4)0.2 (5)31.25% 【详解】（1）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的指针在2N下6格处，弹簧测力计的示数为3.2N。 （2）刻度尺的分度值是lcm，钩码是从0cm开始上升的，上升到10.0cm处，钩码上升的高度h=10.0cm。 （3）绳子未端的拉力等于弹簧测力计的示数，F=3.2N；弹簧测力计从25.0cm开始上升，上升到45.0cm处，绳子末端移动的距离s=45.0cm-25.0cm=20.0cm=0.2m 拉力做的功W总=Fs=3.2N×0.2m=0.64J （4）钩码的重力为G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N 克服钩码重力所做的功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J （5）动滑轮的机械效率是 7． 钩码重力G 绳端移动的距离s 弹簧测力计 刻度尺 竖直 匀速 高 低 省 【详解】[1]有用功与总功的比值叫做机械效率，所以测量滑轮组的机械效率的实验原理为。 [2][3]根据测量滑轮组的机械效率的实验原理可知，需要测量：钩码重力G、钩码提升的高度h来计算有用功；拉力F、绳端移动的距离s来计算总功。 [4][5]测量重力和拉力需要用弹簧测力计，测量上升的高度和绳端移动的距离需要刻度尺。 [6][7]为了准确的测量绳端的拉力，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。 [8]同一滑轮组，提升重物时额外功不变，增大提升的钩码的重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例增大，故机械效率将变高。 [9][10]提升相同重物，有用功一定，动滑轮个数越多，额外功越大，则有用功在总功中所占的比例减小，机械效率越低；动滑轮个数越多，可知动滑轮上绳子的股数越多，根据可知，越省力。 8．(1)是 (2)便于直接在杠杆上读出力臂的值 (3)当杠杆平衡时，F1l1=F2l2 【详解】（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，图中杠杆处于静止状态，所以杠杆处于平衡状态。 （2）杠杆在水平位置平衡时，可以直接从杠杆上读出力臂的长度，所以在调节时，使杠杆在水平位置平衡的目的主要是便于直接在杠杆上读出力臂的值。 （3）由表中数据可以得到2N×15cm=3N×10cm；4N×10cm=8N×5cm；3N×5cm=1N×15cm；所以动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，故可以得出当杠杆平衡时，F1l1=F2l2。 9．(1) 右 见解析 (2)逆时针转动 (3) ② 【详解】（1）[1][2]图甲中，杠杆右端偏高，调节杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 （2）设一个钩码的重力G，杠杆一格的长度为L，若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧4G×3L=12GL 右侧2G×5L=10GL 因为12GL>10GL 所以杠杆不能平衡，杠杆逆时针转动。 （3）[1]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；从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂，因此位置②所示实验可直接判断出部分同学分析数据得出的“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”的结论是错误的。 [2]延长动力的作用线，从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂l，如下图所示： 10．(1)刻度尺 (2)竖直向上 (3)40.0% (4)低 (5) 3 1.5 【详解】（1）由表格中数据得，实验中要测量力与长度，则这个实验使用的测量工具是弹簧测力计和测量长度的刻度尺。 （2）在实验操作中，为了确保拉力不变，小慧应并匀速拉动弹簧测力计。 （3）在表中的空格处第三次实验的机械效率为 （4）从实验数据分析可知：提升同一物体，物体上升高度相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （5）[1]由图得，铝制滑轮组的 若不计摩擦和绳重，用图中所示铝制滑轮装置提起6N的物体时，弹簧测力计的示数为3N，由得，铝制滑轮的重力是 [2]当滑轮组不省力时，滑轮组的拉力大于或者等于物体的重力，由得 则 则 即此时用该装置提起重力小于或等于1.5N的物体，不会省力。 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 $$