课时11.5 改变世界的机械--【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 教科版2024）

第十一章 机械与功 课时11.5 改变世界的机械 2022年课程标准 物理素养 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 物理观念：知道轮轴和斜面等简单机械的原理。 科学思维：了解机械使用的历史发展过程。 科学探究：了解各种机械在帮助人类改变世界过程中的作用。 知识点1：简单的机械家族 1.轮轴： （1）概念：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的叫轮，小的叫轴。 （2）实质：连续转动的不等臂杠杆，支点在轮轴的轴线上。 （3）工作原理 如下图所示，由杠杆平衡条件：F·OA=G·OB，即：F·R=G·r（或）。因为 R>r,所以 F<G,即可以省力;反之当动力施加在轴上，阻力作用于轮上时费力。 （4）速度关系 轮和轴在相同的时间内转过的角度相同,而轮和轴的半径不同,所以绕在轮上的绳子运动的速度比轴上的大,它们的关系是。 （5）作用：一是改变力的大小；二是改变物体的运动速度。 2. 斜面 （1）概念：水平面成一定夹角的倾斜平面。 （2）原理：根据功的原理，使用任何机械都不能省功。如下图所示，如果不计物体与斜面的摩擦，用力沿斜面匀速拉上去做的功，等于直接将物体举高做的功。即FL=Gh，所以。 F h L G （3）特点： ①省力但费距离; ②使物体升高相同的高度，斜面越长越省力; ③不计摩擦时，斜面长是高的几倍，推(或拉)力就是物重的几分之一。 3. 轮轴——特殊的斜面 （1）理解：可以看作绕在圆柱上的斜面，如图把三角形的纸片绕在圆柱上，就把斜面变成了螺旋，如下图所示。 （2）特点： ①省力但费距离; ②可以将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转换，如千斤顶，见下图。 斜面的机械效率 知识点2：世界因机械而改变 物理学的发展推动了蒸汽机、内燃机和电力机械的发明与改进,吹响了两次伟大的工业革命的号角,使人类进入机械化、电气化时代机械是能使我们省力或得到方便的工具,机械的创新形成了先进的生产力,改变了整个世界,随着钢铁工业和机器制造业的空前发展人类发明和制造了各种机械:大到超级油轮、正负电子对撞机,小到各种精密仪器、智能化机械,它们对发展生产力、改变世界起到了巨大的推动作用。 问题一：斜面和轮轴 1．图中所示的机械中，不属于轮轴的是（   ） A．千斤顶 B．方向盘 C．齿轮 D．门把手 2．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 3．轮轴 （1）定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，通常把大轮叫轮，小轮叫轴。 （2）实质：可看作是一个可以连续转动的 。 （3）特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上， 但费距离；当把动力施加在轴上，阻力施加在轮上， 但省距离。 4．（24-25九年级下·湖南娄底·阶段练习）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置—辘轳，沿用至今。如图甲所示是一种辘轳，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。如图甲所示辘轳可视为杠杆，用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是图中的 点。设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，小轮转动的距离为 m；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。（不计井绳的半径和自重） 5．如图所示的是变速自行车链条、飞轮和链条轮部分的构造图（A为飞轮，B为链条轮，C为脚蹬）。保持链条在飞轮上的位置不变，在同样的路况下自行车匀速前进时，链条调至 （选填“1”“2”或“3”）处更省力。理由是 。 问题二：有关斜面及其计算 6．骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是（    ） A．省距离 B．省力 C．费力，但省时间 D．以上说法都不对 7．（23-24八年级下·四川攀枝花·期末）如图，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。斜面长2m，斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内，用大小为600N的力将一个重为1000N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是（　　） A．使用斜面，既可以省力，也可以省距离 B．物体所受到斜面的摩擦力方向沿斜面向下，大小为600N C．推力做功的功率为24W D．工人此次利用的斜面机械效率为83.3% 8．（22-23八年级下·黑龙江佳木斯·期末）如图所示，把重力为600N的物体沿斜面从斜面底端匀速推到斜面顶端，物体沿斜面运动的距离为3m，物体上升的高度为0.9m，沿斜面的推力为300N。则斜面的机械效率是 ，物体与斜面之间的滑动摩擦力是 N。    9．（2023·四川内江·中考真题）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s。    10．如图所示，在斜面上，将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m，高0.3m，斜面的机械效率为 ，物块与斜面间的摩擦力为 N，在其它条件一定时，斜面变陡，机械效率 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。（g取10N/kg） 【基础强化】 1．在不考虑摩擦的前提下，使用下列简单机械一定能省力的是（　　） A．滑轮 B．杠杆 C．轮轴 D．斜面 2．如图所示，汽车在蜿蜒的盘山公路上缓缓行驶。车子沿着盘山公路向上爬坡时，司机会换成低档，并降低车速，这样做的目的是（　　） A．为了获得更大的牵引力 B．为了提高车辆的机械效率 C．为了少做功 D．为了获得更大的功率来爬坡 3．人类用智慧创造了机械，机械改变着我们的生活。下列关于机械的说法正确的是（　　） A．汽车方向盘是常见的轮轴，既不省力也不费力 B．要多使用省力的机械，不使用费力的机械 C．杠杆使用不方便，滑轮使用方便 D．盘山公路是特殊的斜面，是省力机械 4．如图是叉车在搬运货物时的情景，下列说法正确的是（　　） A．叉车沿水平方向加速运动过程中，叉板上货物的惯性会增大 B．叉车在水平方向运动过程中，地面的支持力对它不做功 C．叉车的方向盘相当于一个轮轴，是为了省距离 D．叉车在减速运动时受到的力是平衡力 5．古代的汲水装置——辘轳，由具有共同转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。用辘轳提水的某时刻的示意图如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．正常使用时，图甲中辘轳可视为费力杠杆 B．使用辘轳提水，不仅可以省力，也可以省距离 C．图丙中水龙头开关，②比①更省力 D．家中房门的门把手与辘轳的原理相同 6．生活中的许多现象都与我们所学的物理知识有关。小华发现，如图甲所示的水龙头很难徒手拧开，但插上如图乙所示的钥匙后（如图丙所示），水龙头就容易拧开。则此钥匙相当于一个 （选填“滑轮”“滑轮组”或“轮轴”）。这属于 （选填“省力”或“费力”）机械。 7．如图甲是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 （省力/费力/等臂）杠杆。如图乙所示，手柄 （粗/细）一些的螺    丝刀用起来更省力；螺纹 （密/稀）一些的螺丝钉拧起来更省力。 8．如图所示，AC>BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，推力做功为W1、W2，在不考虑摩擦的情况下：F1 F2，P1 P2，W1 W2（均选填“>”“<”或“=”）。 9．生活中的许多现象都与我们所学的物理知识有关，将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙相当于一个 （斜面/滑轮/轮轴），属于 （省力/费力）机械。 10．如图所示，用力F将一个重为G的木箱沿长为S的木板搭成的斜面匀速推上h高的平台上，比直接举上去容易些，说明利用斜面来搬运物体是 （选填“省力”或“费力”）的；如果仅使斜面变得更光滑，则所需的推力将 （选填“增大”或“减小”）。 【能力培优】11．若机械和绳子自重、滑轮转轴摩擦等均忽略不计，使用下列机械提升同一重物的情境中最省力的是（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，重为G的物体在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。已知斜面的长为s、高为h，物体从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，关于该过程，下列判断正确的是（　　） A．拉力做的有用功为fs B．拉力做的总功为Gh C．斜面对物体的摩擦力大小为f=F﹣ D．斜面的机械效率为 13．利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮（质量不计），平板斜角a＞β。对比四次搬运货物的过程，最省力的方式是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 14．螺丝刀就是一个轮轴的实例，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉上有螺纹，在我们学过的简单机械中它属于 ，螺纹 （选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 15．如图1所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，。其使用方法如图2、3所示，该工具属于 （填简单机械名称），使用时可以 。图2与图3两种使用方法相比，图 可以更轻松的拧动螺丝。 16．如图所示：光滑斜面，若沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜面底部拉到顶部，所需拉力分别为和，所做的功分别为和，则 ， 。（均填“＞”、“＜”或“＝”），这表明使用任何机械，虽然能省力或省距离或改变力的方向，但是都 省功（“能”或“不能”）。 17．如图所示，小钟用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块，用时2s，由图中数据可知，拉力的功率是 ，木块受到的摩擦力是 。 W总=Fs=6N×0.4m=2.4J拉力的功率 18．如图所示，小华利用斜面拉一重50N的木块到0.3m高处，木块沿斜面向上移动1m，共耗时10s。已知拉力为20N，则小华做的有用功为 J，拉力的功率为 W，斜面的机械效率为 。 19．如图，在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N斜面长4m，高1m，斜面的机械效率为 ，物体所受的摩擦力为 N。 20．工人师傅要将质量50kg的木箱搬到2m高的车厢里，他将一块长为4m的木板搁在水平地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，（g取10N/kg）求： (1)工人所做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)斜面的机械效率。 21．如下图所示，斜面长l=10m，斜面高h=4m，物体A的重力为200N，物体B的重力为400N，物体B在物体A的拉力作用下从斜面底端匀速上升至斜面的顶端。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦且忽略物体B的体积大小，求： (1)绳子的拉力对物体B所做的功； (2)该斜面的机械效率； (3)物体B受到斜面的滑动摩擦力的大小。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十一章 机械与功 课时11.5 改变世界的机械 2022年课程标准 物理素养 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 物理观念：知道轮轴和斜面等简单机械的原理。 科学思维：了解机械使用的历史发展过程。 科学探究：了解各种机械在帮助人类改变世界过程中的作用。 知识点1：简单的机械家族 1.轮轴： （1）概念：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的叫轮，小的叫轴。 （2）实质：连续转动的不等臂杠杆，支点在轮轴的轴线上。 （3）工作原理 如下图所示，由杠杆平衡条件：F·OA=G·OB，即：F·R=G·r（或）。因为 R>r,所以 F<G,即可以省力;反之当动力施加在轴上，阻力作用于轮上时费力。 （4）速度关系 轮和轴在相同的时间内转过的角度相同,而轮和轴的半径不同,所以绕在轮上的绳子运动的速度比轴上的大,它们的关系是。 （5）作用：一是改变力的大小；二是改变物体的运动速度。 2. 斜面 （1）概念：水平面成一定夹角的倾斜平面。 （2）原理：根据功的原理，使用任何机械都不能省功。如下图所示，如果不计物体与斜面的摩擦，用力沿斜面匀速拉上去做的功，等于直接将物体举高做的功。即FL=Gh，所以。 F h L G （3）特点： ①省力但费距离; ②使物体升高相同的高度，斜面越长越省力; ③不计摩擦时，斜面长是高的几倍，推(或拉)力就是物重的几分之一。 3. 轮轴——特殊的斜面 （1）理解：可以看作绕在圆柱上的斜面，如图把三角形的纸片绕在圆柱上，就把斜面变成了螺旋，如下图所示。 （2）特点： ①省力但费距离; ②可以将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转换，如千斤顶，见下图。 斜面的机械效率 知识点2：世界因机械而改变 物理学的发展推动了蒸汽机、内燃机和电力机械的发明与改进,吹响了两次伟大的工业革命的号角,使人类进入机械化、电气化时代机械是能使我们省力或得到方便的工具,机械的创新形成了先进的生产力,改变了整个世界,随着钢铁工业和机器制造业的空前发展人类发明和制造了各种机械:大到超级油轮、正负电子对撞机,小到各种精密仪器、智能化机械,它们对发展生产力、改变世界起到了巨大的推动作用。 问题一：斜面和轮轴 1．图中所示的机械中，不属于轮轴的是（   ） A．千斤顶 B．方向盘 C．齿轮 D．门把手 【答案】A 【详解】由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械叫做轮轴， B、C和D都属于轮轴，千斤顶不符合轮轴的概念，只是一个省力杠杆，所以千斤顶不是轮轴。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 【答案】C 【详解】A．图甲所示，吊车顶端是定滑轮，改变力的方向，中间是轮轴，绕着共同的一个轴转动，故A正确，不符合题意； B．轮轴省力，但是费距离，故工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度，故B正确，不符合题意； C．图乙的绞车是两个定滑轮和轮轴构成的，故C错误，符合题意； D．图乙中，定滑轮只能够改变力的方向，不能改变力的大小，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．轮轴 （1）定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，通常把大轮叫轮，小轮叫轴。 （2）实质：可看作是一个可以连续转动的 。 （3）特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上， 但费距离；当把动力施加在轴上，阻力施加在轮上， 但省距离。 【答案】 杠杆 省力 费力 【详解】[1]轮轴是一变形杠杆，是可以连续旋转地杠杆。 [2][3]常见的轮轴有方向盘、水龙头等，使用轮轴时，如果动力作用在轮上，阻力作用在轮轴上，动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，可以省力，但要费距离；相反，如果动力作用在轴上，阻力作用在轮上，可以省距离，但要费力。 4．（24-25九年级下·湖南娄底·阶段练习）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置—辘轳，沿用至今。如图甲所示是一种辘轳，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。如图甲所示辘轳可视为杠杆，用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是图中的 点。设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，小轮转动的距离为 m；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。（不计井绳的半径和自重） 【答案】 B 1 30 【详解】[1]支点是辘轳绕着转动的固定点，即B点。 [2]设大轮与小轮的半径比为3∶1，使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升高度是小轮的周长，由圆的周长公式C=2πr可知，小轮的周长为大轮周长的，小轮转动的距离为 [3]若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力为垂直于BC（即半径）的力F，根据杠杆的平衡条件有FR=Gr 则作用在C点最小的力 5．如图所示的是变速自行车链条、飞轮和链条轮部分的构造图（A为飞轮，B为链条轮，C为脚蹬）。保持链条在飞轮上的位置不变，在同样的路况下自行车匀速前进时，链条调至 （选填“1”“2”或“3”）处更省力。理由是 。 【答案】 3 见解析 【详解】[1][2]链条轮和脚蹬构成轮轴，调至3时阻力臂较小，阻力不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力最小，所以更省力。 问题二：有关斜面及其计算 6．骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是（    ） A．省距离 B．省力 C．费力，但省时间 D．以上说法都不对 【答案】B 【详解】骑自行车上坡时，走“S”形路线，相当于斜面的高不变，增加了斜面的长度，所以可以省力，但是费距离，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．（23-24八年级下·四川攀枝花·期末）如图，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。斜面长2m，斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内，用大小为600N的力将一个重为1000N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是（　　） A．使用斜面，既可以省力，也可以省距离 B．物体所受到斜面的摩擦力方向沿斜面向下，大小为600N C．推力做功的功率为24W D．工人此次利用的斜面机械效率为83.3% 【答案】D 【详解】A．使用任何机械，可以省力但不能省功，根据可知，不会省距离，故A错误； B．物体在斜面上运动做的总功为 人做的有用功为 物体所受到斜面的摩擦力做的功属于额额外功，额外功为 摩擦力为 故B错误； C．推力做功的功率为 故C错误； D．工人此次利用的斜面机械效率为 故D正确。 故选D。 8．（22-23八年级下·黑龙江佳木斯·期末）如图所示，把重力为600N的物体沿斜面从斜面底端匀速推到斜面顶端，物体沿斜面运动的距离为3m，物体上升的高度为0.9m，沿斜面的推力为300N。则斜面的机械效率是 ，物体与斜面之间的滑动摩擦力是 N。    【答案】 60% 120 【详解】[1]推力做的总功为 有用功为 所以该装置的机械效率为 [2]额外功为 斜面的额外功就是克服摩擦做的功，所以货物箱在斜面上受的摩擦力大小为 9．（2023·四川内江·中考真题）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s。    【答案】 75 2 【详解】[1]拉动物体所做的有用功为 总功为 斜面的机械效率是 [2]根据 可得，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 10．如图所示，在斜面上，将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m，高0.3m，斜面的机械效率为 ，物块与斜面间的摩擦力为 N，在其它条件一定时，斜面变陡，机械效率 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。（g取10N/kg） 【答案】 62.5% 3 增大 【详解】[1]将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m，高0.3m，所做的有用功为W有=Gh=mgh=2kg×10N/kg×0.3m=6J 拉力做的总功为W总=Fs=8N×1.2m=9.6J 机械效率为 [2]额外功为W额=W总-W有=9.6J-6J=3.6J 由W额=fs得，摩擦力为 [3]当斜面变陡，摩擦力将变小，所做额外功变小，所以机械效率增大。 【基础强化】 1．在不考虑摩擦的前提下，使用下列简单机械一定能省力的是（　　） A．滑轮 B．杠杆 C．轮轴 D．斜面 【答案】D 【详解】A．滑轮包括动滑轮和定滑轮，使用定滑轮提升物体时不省力，故A不符合题意； B．杠杆包括省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆，故B不符合题意； C．轮轴由半径不同的两个同心圆组成，当动力沿着内圆的切线方向作用时，相当于费力杠杆，故C不符合题意； D．使用斜面时，沿斜面匀速向上拉动物体，拉力大小等于斜面对物体的摩擦力，拉力小于物体的重力，省力，故D符合题意。 故选D。 2．如图所示，汽车在蜿蜒的盘山公路上缓缓行驶。车子沿着盘山公路向上爬坡时，司机会换成低档，并降低车速，这样做的目的是（　　） A．为了获得更大的牵引力 B．为了提高车辆的机械效率 C．为了少做功 D．为了获得更大的功率来爬坡 【答案】A 【详解】ABD．根据 知，汽车最大功率一定时，降低车速，可增大牵引力，所以司机会换成低挡，并降低车速，以获得更大的牵引力，更容易上坡；不是为了提高车辆的机械效率，也不是为了获得更大的功率，故A符合题意，BD不符合题意； C．使用任何机械都不能省功，故C不符合题意。 故选A。 3．人类用智慧创造了机械，机械改变着我们的生活。下列关于机械的说法正确的是（　　） A．汽车方向盘是常见的轮轴，既不省力也不费力 B．要多使用省力的机械，不使用费力的机械 C．杠杆使用不方便，滑轮使用方便 D．盘山公路是特殊的斜面，是省力机械 【答案】D 【详解】A．汽车方向盘是常见的轮轴，它可以省力，故A错误； B．使用省力还是费力机械根据实际情况，比如：使用撬棒撬石头，用的是省力机械；使用钓鱼竿钓鱼，用的是费力机械，故B错误； C．人的手臂就是一个杠杆，使用方便，如果使用动滑轮将地面上的物体吊到高处，人站到高处向上拉，不是很方便，故C错误； D．斜面的坡度越小越省力，坡度越大越不省力；盘山公路利用了斜面省力的原理，故D正确。 故选D。 4．如图是叉车在搬运货物时的情景，下列说法正确的是（　　） A．叉车沿水平方向加速运动过程中，叉板上货物的惯性会增大 B．叉车在水平方向运动过程中，地面的支持力对它不做功 C．叉车的方向盘相当于一个轮轴，是为了省距离 D．叉车在减速运动时受到的力是平衡力 【答案】B 【详解】A．惯性与质量有关，叉车沿水平方向加速运动过程中，叉板上货物质量不变，货物的惯性不变，故A错误； B．叉车在水平方向运动过程中，地面的支持力垂直于地面向上，叉车没有沿支持力的方向通过一定距离，地面的支持力对它不做功，故B正确； C．叉车的方向盘是一个轮轴，轮半径大于轴半径，是省力机械，但费距离，故C错误； D．叉车在减速运动时，处于非平衡状态，受到的力是非平衡力，故D错误。 故选B。 5．古代的汲水装置——辘轳，由具有共同转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。用辘轳提水的某时刻的示意图如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．正常使用时，图甲中辘轳可视为费力杠杆 B．使用辘轳提水，不仅可以省力，也可以省距离 C．图丙中水龙头开关，②比①更省力 D．家中房门的门把手与辘轳的原理相同 【答案】D 【详解】A．辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，可以省力，属于省力杠杆，故A错误； B．省力的机械必定费距离，费力的机械必定省距离，既省力又省距离的机械是不存在的，故B错误； C．水龙头开关的设计应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，故选择图中的①可以更省力，故C错误； D．辘轳和家中房门的门把手的设计都应用了轮轴，原理相同，故D正确。 故选D。 6．生活中的许多现象都与我们所学的物理知识有关。小华发现，如图甲所示的水龙头很难徒手拧开，但插上如图乙所示的钥匙后（如图丙所示），水龙头就容易拧开。则此钥匙相当于一个 （选填“滑轮”“滑轮组”或“轮轴”）。这属于 （选填“省力”或“费力”）机械。 【答案】 轮轴 省力 【详解】[1][2]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形，其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴相当于省力杠杆，属于省力机械。 7．如图甲是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 （省力/费力/等臂）杠杆。如图乙所示，手柄 （粗/细）一些的螺    丝刀用起来更省力；螺纹 （密/稀）一些的螺丝钉拧起来更省力。 【答案】 等臂 粗 密 【详解】[1]由图甲知，用力摁住C点打开夹子时，AC是绕着B点转动的，C点受到的力是动力，A点受到的力是阻力，所以支点是B点。由题意知，AB=BC，即动力臂等于阻力臂，所以是等臂杠杆。 [2]如图乙知，螺丝刀在作用时相当于轮轴，手柄相当于动力臂，作用在手柄上的力是动力，据杠杆的平衡条件知，在阻力和阻力臂不变时，使用手柄粗一些的螺丝刀，相当于增大动力臂，可以减少动力，即更省力。 [3]螺丝钉的螺纹的作用相当于斜面，螺纹密一些的螺丝钉，相当于在斜面的高度不变时，增大斜面的长度，起到省力的作用。 8．如图所示，AC>BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，推力做功为W1、W2，在不考虑摩擦的情况下：F1 F2，P1 P2，W1 W2（均选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 < = = 【详解】[1]由题意可知，AC>BC，斜面AC倾斜角度小于BC，，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1<F2。 [3]不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同，等于克服物体重力所做的功，即W1=W2。 [2]拉力做功相同，所用时间相同，根据可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。 9．生活中的许多现象都与我们所学的物理知识有关，将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙相当于一个 （斜面/滑轮/轮轴），属于 （省力/费力）机械。 【答案】 轮轴 省力 【详解】[1][2]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。 10．如图所示，用力F将一个重为G的木箱沿长为S的木板搭成的斜面匀速推上h高的平台上，比直接举上去容易些，说明利用斜面来搬运物体是 （选填“省力”或“费力”）的；如果仅使斜面变得更光滑，则所需的推力将 （选填“增大”或“减小”）。 【答案】 省力 减小 【详解】[1]用力将木箱沿斜面匀速推上去比直接举上去容易些，说明利用斜面来搬运物体是省力的。 [2]木箱在斜面上，沿斜面方向受到向上的推力、向下的重力分力与摩擦力作用，即 如果仅使斜面变得更光滑，则摩擦力变小，所需的推力也将减小。 【能力培优】11．若机械和绳子自重、滑轮转轴摩擦等均忽略不计，使用下列机械提升同一重物的情境中最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由A图可知，使用的机械是斜面，拉物体移动的距离是物体上升高度的2倍，若机械和绳子自重、滑轮转轴摩擦等均忽略不计，则拉力F的大小等于重物的重力G的一半； 由B图可知，使用的机械是定滑轮，若机械和绳子自重、滑轮转轴摩擦等均忽略不计，拉力F的大小等于重物的重力G； 由C图可知，使用的机械是有3段绳子承重的滑轮组，若机械和绳子自重、滑轮转轴摩擦等均忽略不计，则拉力F的大小等于重物的重力G的三分之一； 由D图可知，使用的机械是杠杆，动力臂是阻力臂的4倍，则拉力F的大小等于重物的重力G的四分之一。 综上所述：使用杠杆提升同一重物最省力，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 12．如图所示，重为G的物体在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。已知斜面的长为s、高为h，物体从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，关于该过程，下列判断正确的是（　　） A．拉力做的有用功为fs B．拉力做的总功为Gh C．斜面对物体的摩擦力大小为f=F﹣ D．斜面的机械效率为 【答案】C 【详解】A．利用斜面提升重物，拉力做的有用功W有用=Gh，额外功W额=fs，故A错误； B．物体在拉力F的作用下沿斜面向上运动，拉力做的总功为W总=Fs，故B错误； C．因为W总=W有用+W额，即Fs=Gh+fs，摩擦力 故C正确； D．机械效率是有用功占总功的比值，斜面的机械效率 故D错误。 故选C。 13．利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮（质量不计），平板斜角a＞β。对比四次搬运货物的过程，最省力的方式是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】D 【详解】甲、乙、丙、丁四种方式中，货箱装滑轮的可以减小摩擦力，斜面倾角小的省力，所以丁中的方式最省力，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 14．螺丝刀就是一个轮轴的实例，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉上有螺纹，在我们学过的简单机械中它属于 ，螺纹 （选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 【答案】 粗 斜面 密 【详解】[1]螺丝刀的动力施加在手柄上，手柄相当于轮，是一个省力的轮轴，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。 [2][3]螺丝钉上的螺纹相当于一个变形的斜面，长度一定时，螺纹越密相当于斜面越长，所以，螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。 15．如图1所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，。其使用方法如图2、3所示，该工具属于 （填简单机械名称），使用时可以 。图2与图3两种使用方法相比，图 可以更轻松的拧动螺丝。 【答案】 轮轴 省力 2 【详解】[1][2][3]内六角螺丝的扳手是一种轮轴工具，拧螺丝可以省力，因此会费距离，要想使用更小的力，就要使轮半径更大，因此把长柄作为轮，把短柄作为轴，转动长柄拧螺丝可以更省力，即图2。 16．如图所示：光滑斜面，若沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜面底部拉到顶部，所需拉力分别为和，所做的功分别为和，则 ， 。（均填“＞”、“＜”或“＝”），这表明使用任何机械，虽然能省力或省距离或改变力的方向，但是都 省功（“能”或“不能”）。 【答案】 ＜ = 不能 【详解】[1][2]斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，则把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，h相同，由W=Gh知道，两次拉力做的功等于克服重力做的功，大小均相同，即 W1=W2 根据图示知道 sBA＞sCA 由W=Fs知道 FBA＜FCA 即 F1＜F2 [3]由功的原理知道，使用任何机械都不能省功，但使用机械有许多好处；有的机械可以省力，有的机械可以省距离，还有的机械还可以改变力的方向；但省力的机械必然费距离；省距离的机械一定费力。 17．如图所示，小钟用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块，用时2s，由图中数据可知，拉力的功率是 ，木块受到的摩擦力是 。 【答案】 1.2W 1N 【详解】[1]由图示知，斜面的高度为20cm，长度为40cm，木块的重力为10N，弹簧测力计的分度值为0.5N，示数为6N，则拉动木块所做的有用功和总功分别为 W有=Gh=10N×0.2m=2J W总=Fs=6N×0.4m=2.4J拉力的功率 [2]拉动木块所做的额外功 W额=W总-W有=2.4J-2J=0.4J 木块受到的摩擦力 18．如图所示，小华利用斜面拉一重50N的木块到0.3m高处，木块沿斜面向上移动1m，共耗时10s。已知拉力为20N，则小华做的有用功为 J，拉力的功率为 W，斜面的机械效率为 。 【答案】 15 2 75% 【详解】[1]拉力做的有用功为 [2]拉力做的总功 拉力的功率 [3]斜面的机械效率 19．如图，在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N斜面长4m，高1m，斜面的机械效率为 ，物体所受的摩擦力为 N。 【答案】 62.5% 0.75 【详解】[1][2]在此过程中，拉力做的总功为 对物体做的有用功为 则斜面的机械效率为 克服摩擦力做的额外功为 则摩擦力大小为 20．工人师傅要将质量50kg的木箱搬到2m高的车厢里，他将一块长为4m的木板搁在水平地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，（g取10N/kg）求： (1)工人所做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)斜面的机械效率。 【答案】(1)1000J (2)160W (3)62.5% 【详解】（1）木箱的重力 工人做的有用功 （2）拉力做的总功 工人做功的功率 （3）斜面的机械效率 21．如下图所示，斜面长l=10m，斜面高h=4m，物体A的重力为200N，物体B的重力为400N，物体B在物体A的拉力作用下从斜面底端匀速上升至斜面的顶端。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦且忽略物体B的体积大小，求： (1)绳子的拉力对物体B所做的功； (2)该斜面的机械效率； (3)物体B受到斜面的滑动摩擦力的大小。 【答案】(1)2000J (2)80% (3)40N 【详解】（1）斜面顶为一个定滑轮，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，绳子对物体的拉力B等于A的重力，故绳子的拉力对物体B所做的功为 （2）B从斜面底端匀速上升至斜面的顶端所做的有用功为 该斜面的机械效率为 （3）B从斜面底端匀速上升至斜面的顶端克服摩擦力所做的额外功为 物体B受到斜面的滑动摩擦力为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$