（期末复习）简单机械实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册

（期末复习）简单机械实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册 1．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如下图所示。 实验次序 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η/% 1 4 0.1 1.8 0.3 74.1 2 4 0.1 1.4 0.5 3 6 0.1 2.4 0.3 83.3 (1)在使用弹簧测力计时需要竖直向上 拉动，若斜向上匀速拉动，则弹簧测力计的示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (2)从表中数据可分析出实验1是用图 （选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验；实验1中，若钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为 W； (3)表格中空白处的数据应为 （结果精确到0.1%）； (4)通过分析实验1和实验2的数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。比较实验1和实验3可得出结论：同一个滑轮组， ，可以提高滑轮组的机械效率。 2．下图所示的是“探究杠杆的平衡条件”的实验，使用的钩码规格相同。 实验次序 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 4.0 5.0 3 2.0 15.0 3.0 10.0 (1)挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态； (2)为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡，可以将右侧平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； (3)实验时，在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使其在水平位置重新平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量 。收集的实验数据如上表所示，经分析可得出杠杆的平衡条件： （用、、、表示）。 3．某实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块（如下图），并收集了下表中的实验数据。（忽略物块大小） 实验次序 斜面长度 斜面高度 物块重力 拉力 机械效率 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中第1、2、3次实验的数据可得出结论：斜面倾斜程度越小越 （选填“省力”或“费力”）。 (2)该小组的同学们又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是增大斜面的粗糙程度，保持斜面高和长与第3次实验相同。在这种情况下，他们测得斜面的机械效率为 。 (3)综合分析表中数据，可得出结论：斜面的机械效率与 和 有关。 (4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 4．实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。 (1)实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆 保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； (2)调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如下表： 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 12．0 1 24．0 2 2 5．0 1 10．0 3 3 10．0 2 15．0 4 3 12．0 3 18．0 分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是 （用表格中的字母表示）。多次实验的目的是 ； (3)桔槔是我国古代的取水工具，如图甲，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图乙、若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； (4)图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为m1，O处为支点，杠杆的质量为m0，重心在C处，B处所挂石块的质量为m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2。请写出的表达式，l2= （用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。 5．“探究杠杆的平衡条件”的实验中： (1)实验前，杠杆总静止在图甲所示的位置，则杠杆的重心位于支点O的 （选填“左”或“右”）侧。若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 （选填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； (2)实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N； (3)上述实验过程中，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为 （选填“2.9”或“3.1”）N。 6．某科学兴趣小组在探究“杠杆平衡条件”的实验中。 (1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态； (2)如图乙所示，实验时，为便于测量力臂，应将弹簧测力计竖直向下拉动，若此时弹簧测力计的拉力逐渐增大到量程最大值仍不能使杠杆保持水平平衡，则下列操作不可能使杠杆水平平衡的是_________； A．减少钩码的数量 B．将弹簧测力计的悬挂点向右移动 C．将弹簧测力计的悬挂点向左移动 D．将钩码的悬挂点向右移动 (3)另一小组实验时的情景如图丙所示，拉力F与杠杆的夹角为，小组同学多次实验后绘制了如图丁所示的拉力F（拉力F始终处于量程内）和夹角的关系图像，请你根据图像结合所学知识推测时对应的弹簧测力计的拉力 N； (4)课后，第一小组同学换用如图戊所示的杠杆进行了深入探究，若将钩码的悬挂点由A移至C（钩码个数不变，O和B的位置也不变），仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 7．如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。 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/% 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)小明用弹簧测力计沿竖直方向 提升不同数量的钩码，记录数据如表所示； (2)第3次实验，绳端测力计示数如图所示，则表格中编号为①的空格中应填 ，编号②的空格中应填 （保留两位有效数字）； (3)从表格中的数据可得结论：用相同滑轮组提升钩码时， ；如果使钩码升高的高度增加为原来的3倍，机械效率将 （选填“增大”“减小”“不变”）； (4)汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，方法 与本实验的原理相同。 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力 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑 8．物理兴趣小组的同学们想得到质量相等的两块胡萝卜，他们设计了如图甲所示的方案：用细绳将胡萝卜吊起，调节细绳的位置，使胡萝卜在水平方向上静止，然后从细绳位置将胡萝卜竖直切开即可。为了验证该方案的科学性，小组同学想利用铁架台、杠杆、细线和质量相等的若干钩码探究“杠杆的平衡条件”。 (1)安装好实验装置后，杠杆在图乙所示位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向 （选填”左”或“右”）调节；使杠杆在水平位置平衡的目的是 。 (2)同学们在不同的位置挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新水平平衡，记录实验数据如下表： 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 15 3 10 2 3 20 4 15 3 4 10 2 20 分析实验数据可得出杠杆的平衡条件是： 。 (3)他们在继续探究时，如图丙保持左侧悬挂钩码的数量和位置不变，调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂L1大小，绘制成如图丁所示的图像。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 （选填“相等”或“不相等”）； (4)如图戊所示，实验中始终保持杠杆在水平位置平衡，将弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，测力计示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (5)请你根据“探究杠杆平衡条件”结果，分析图甲中的方案 （选填“可行”或“不可行”），并说明理由： 。 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）简单机械实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册》参考答案 1．(1) 匀速 变大 (2) 甲 0.54 (3)57.1 (4) 低 增加物体的重力 【详解】（1）[1][2]匀速拉动时，滑轮组和物体一起做匀速直线运动，此时动滑轮受到的力保持平衡。示数稳定便于读数。图中弹簧测力计拉力作用在动滑轮上，竖直拉动时力臂相当于轮的直径，可以省一半的力，如果斜向上匀速拉动，力臂变短，则弹簧测力计的示数会变大。 （2）[1][2]从表中数据实验1可知 即有三段绳子承担总重力，可分析出实验1是甲装置得出的数据。若钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为 （3）第2次实验的机械效率为 （4）[1]通过分析实验1和实验2的数据，提升的物重相同，实验2中根据物体和绳子端移动的距离可知绳子的段数为 即5段绳子承担重总，为图装置乙，有两个动滑轮，动滑轮重大于实验1中1个动滑轮，实验2装置机械效率较低，根据控制变量法，可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 [2]比较实验1和实验3，绳子均为3段，应同为装置甲测出的数据，即动滑轮重力相同，实验3的物重更大，机械效率越高，根据控制变量法，可得出结论：同一个滑轮组，增加物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率。 2．(1)平衡 (2)右 (3) 力臂 【详解】（1）如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，受平衡力作用，故此时杠杆处于平衡状态。 （2）图甲中的杠杆左低右高，表明左边要重一些，要使杠杆在水平位置平衡，可以将右侧平衡螺母向右调节。 （3）[1]杠杆在水平位置平衡，钩码对杠杆的作用力竖直向下，此时力臂与杠杆重合，便于直接在杠杆上测量力臂。 [2]根据表格中数据可知，每次实验中动力与动力臂的乘积都等于对应的阻力与阻力臂的乘积，故可以得出的结论是。 3．(1)省力 (2)60.0% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表中实验数据可知，物块重力相同，斜面的倾斜程度逐渐变大，拉力逐渐变大，说明斜面倾斜程度越小越省力。 （2）他们测得斜面的机械效率 （3）[1][2]分析第1、2、3次实验可知，斜面的长度、粗糙程度相同，高度不同时，计算得出斜面的机械效率不同，故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；分析第3次和第4次实验数据可知，斜面的倾斜程度相同时，粗糙程度不同，斜面的机械效率不同，故斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关。 （4）根据可知，小于，即fs小于Fs，可得。 4．(1) 平衡 仍能 (2) 得到普遍规律 (3) 增大 左 (4) 【详解】（1）[1]甲图中杠杆静止，说明杠杆受力平衡，所以处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆仍能平衡。 （2）[1]由表中数据可知，每一组动力与动力臂的乘积都与其阻力与阻力臂的乘积相等，所以杠杆平衡的条件是 [2]一次实验得出的结论具有偶然性，所以需要进行重复实验，获得多组数据，得出具有普遍性的规律。 （3）[1][2]水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以增大石块的重力或增大动力臂，即向左移动杠杆的支点。 （4）由杠杆平衡条件可知 代入数据可得 解得 5．(1) 左 右 (2)3 (3)3.1 【详解】（1）[1]实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，其左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O的左侧。 [2]若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。 （3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，则杠杆一开始左端下沉，说明左端重，相当于阻力变大，根据杠杆的平衡条件可知，需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。 6．(1)是 (2)C (3)4 (4)变大 【详解】（1）杠杆处于静止或匀速转动状态时处于平衡状态；由图甲可知，杠杆处于静止状态，说明此时杠杆处于平衡状态。 （2）A．减少钩码的数量，这样减小了阻力，所以这种方法可以使杠杆在水平位置平衡，故A不符合题意； B．将弹簧测力计的悬挂点向右移动，会使动力臂变大，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力会变小，故B不符合题意； C．将弹簧测力计的悬挂点向左移动，会使动力臂变小，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力会变大，故C符合题意； D．将钩码的悬挂点向右移动，会使阻力臂变小，在动力臂和阻力不变的情况下，动力会变小，故D不符合题意。 故选C。 （3）根据杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，拉力越小，当拉力方向与水平杠杆垂直时，动力臂最大，拉力最小，由图丁可知，θ=90°时，对应的拉力最小，最小拉力F=2N，由数学知识知道，在含有30°角的直角三角形中，30° 角对应的直角边的边长是斜边长的一半可知，当拉力和杠杆的夹角如图丁中为150°时，拉力的力臂与支点到拉力的作用点的连线构成的直角三角形是含有30°角的直角三角形，此时拉力的力臂是拉力与杠杆垂直时的力臂的一半，拉力和杠杆的夹角为150°时，拉力的大小是θ=90°时的拉力的2倍，所以推测θ=150°时，对应的弹簧测力计的拉力为 F'=2F=2×2N=4N （4）把支点支在杠杆的一端，杠杆自身重力会对杠杆转动产生影响；由题意知，将钩码从A点移到C点，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变，因为杠杆自身重力不变，提升的高度减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大。 7．(1)匀速 (2) 2.2 91 (3) 滑轮组的机械效率与重物的重力有关，且重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高 不变 (4)一 【详解】（1）用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升不同数量的钩码，此时物体和测力计都处于受力平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （2）[1]图中测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N，故表格中编号为①的空格中应填2.2。 [2]第3次实验中，有用功为 总功为 机械效率为 所以编号②的空格中应填91。 （3）[1]由表中数据可知，使用相同的滑轮组提升钩码，从实验1至实验3，钩码的重力逐渐变大，机械效率也逐渐变大，由74%上升至91%，故可得：用相同滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与重物的重力有关，且重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 [2]滑轮组的机械效率为 可知机械效率与物体上升高度无关，所以使钩码升高的高度增加为原来的3倍，机械效率将不变。 （4）实验得出的结论是在额外功一定时，增大有用功可以提高机械效率。 方法一．鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，在额外功一定时，通过增大有用功来提高机械效率，故方法一符合题意； 方法二．汽车制造厂用新材料减轻汽车重力，是通过减小额外功来提高机械效率，故方法二不符合题意； 方法三．经常给汽车做保养，保持良好的润滑，是通过减小额外功来提高机械效率，故方法三不符合题意。 故选方法一。 8．(1) 平衡 右 便于测量力臂 (2) (3)相等 (4)变大 (5) 不可行 见详解 【详解】（1）[1]杠杆在图乙所示位置静止，属于平衡状态，但不是水平位置平衡。 [2]由于杠杆右端偏高，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 [3]使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂，因为当杠杆在水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可以直接从杠杆上读出力臂的长度。 （2）分析实验数据，可以看出： 动力F1​与动力臂l1​的乘积等于阻力F2​与阻力臂l2​的乘积，即。这就是杠杆的平衡条件。 （3）由于杠杆始终在平衡状态，所以每个力与对应的力臂的乘积都相等，即每个点与两坐标轴围成的方形面积相等。 （4）如图戊所示，实验中始终保持杠杆在水平位置平衡，将弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，由于动力臂变小，而阻力与阻力臂的乘积不变，根据杠杆的平衡条件，动力需要变大，所以测力计示数将变大。 （5）[1][2]由于胡萝卜的重心不在其几何中心，所以胡萝卜在水平方向上静止时，萝卜头部的重心到支点距离小于尾部的重心到支点距离，所以头部的质量大于尾部的质量，所以，从细绳位置竖直切开得到的两块胡萝卜的质量也不相等。因此，该方案不可行。 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 $$