第十一章 简单机械单元练习-2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第十一章 简单机械 一、单选题 1．如图所示，工人在斜面上将一个重为400N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝200N，斜面长s=5m、高h=2m，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．有用功为1000J B．额外功为400J C．物体受到的摩擦力为200N D．斜面的机械效率为80% 2．如图所示，用一始终与木料垂直的力将木料的一端匀速提起，在这个上升的过程中，力F（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 3．在对河道进行清淤工作时，利用如图所示的起重机将较重的挖掘机放入河道内。工作时，下列操作可能造成起重机侧翻的是（　　） A．放长吊绳 B．缩短吊绳 C．伸长吊臂 D．缩短吊臂 4．如图所示工具在使用时，属于费力杠杆的是（    ） A．用镊子夹物品 B．行李车 C．天平 D．用羊角锤起 5．下列哪些应用属于省力杠杆的是（    ） A．手握钢笔写字 B．汽水瓶起盖器的使用 C．用筷子夹菜 D．用大扫帚扫地 6．如图所示滑轮组处于静止状态，已知拉力，则甲、乙两弹簧测力计的示数分别为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，G=200 N，滑轮重G′=40 N，要使物体能匀速上升2 m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦）（　　） A．F=440 N，并向上移动4 m B．F=140 N，并向上移动4 m C．F=440 N，并向上移动1 m D．F=480 N，并向上移动1 m 8．如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是（　　） A．电动滑轮的总功为5×104J B．飞船部件的重力为2×103N C．绳子自由端移动的距离为2m D．电动滑轮的功率为5×104W 二、填空题 9．如图所示，A、B两个滑轮中， 是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时，物体与桌面的摩擦力是60N，匀速移动物体，拉力F为 N。 10．下图所示的是甲、乙两种机械某次做功的情况，它们做的有用功均为2100J，则机械效率较高的是 ，所做总功较多的是 。乙做的额外功为 J。（前两空均选填“甲”或“乙”） 11．如图所示，用大小为的水平拉力通过滑轮组拉动重为的物体。若在时间内使水平向左移动了距离，地面对的摩擦力为，则绳子端点的速度大小是 ；滑轮组所做的有用功是 ，滑轮组的机械效率是 。 12．如图所示，工人师傅用一个滑轮将重400N的重物从地面吊到8m高的阳台上，这种滑轮 （选填“能”或“不能”）改变施力方向。不计摩擦和绳重，若滑轮重60N，则工人至少要用 N的拉力才能拉起重物。吊到阳台时，绳端移动了 m。 13．如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，且指甲刀剪指甲时，属于省力杠杆的是 ，属于费力杠杆的是 。 三、实验题 14．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为的钩码进行了以下操作： (1)不挂钩码时，杠杆在图甲所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应向 （选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态。 (2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力，左侧钩码对杠杆施的力为阻力；测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂；多次实验并把数据填入下表。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 0.1 3.0 2.0 0.15 4 2.0 0.15 1.5 0.2 … 小明分析表格中的数据发现，第 次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 (3)第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图乙所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为 （选填序号）。 ①         ②         ③        ④ (4)筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同。 (5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图丙为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在点，此时 （选填“”或“”）段更重一些。 15．在“探究杠杆平衡条件”实验中： (1)请在图甲中画出的力臂； (2)的力臂为 。当的大小为时，竖直向上拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡， N； (3)小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤（自重不计），如图乙所示，要想增大杆秤的测量范围，你有哪些方法？ （写出一种方法即可），小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的，请你通过推理证实。 （写出推理过程，涉及的物理量用图中字母表示）。 四、计算题 16．如图所示，斜面长s＝8m，高h＝4m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了200J额外功。求： (1)运动过程中所做的有用功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小。 17．“秋收冬藏”是自古以来劳动人民智慧的结晶。收完玉米后，小明帮爸爸设计了一个提玉米上楼的装置，如图所示。已知每袋玉米质量为50kg，一楼和二楼之间的高度为3.2m，使用机械效率为80%、电功率恒定的电动机将一袋玉米从一楼匀速提升到二楼需要8s，提升玉米的绳子所能承受的最大拉力为800N，要把20袋玉米提到二楼。g取10N/kg，求： (1)该装置提升一袋玉米上升时的速度。 (2)该装置把20袋玉米全部提上楼对玉米做的功。 (3)把20袋玉米提上楼电动机的电功率。 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 《第十一章 简单机械》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B C A B D C A 1．D 【详解】A．克服物体重力做的有用功为W有=Gh=400N×2m=800J 故A错误； BCD．工人拉力做的总功为W总=Fs=200N×5m=1000J 克服摩擦力做的额外功为W额=W总-W有=1000J-800J=200J 物体受到斜面的摩擦力为 斜面的机械效率为 故BC错误，D正确。 故选D。 2．B 【详解】均匀长木料可看作杠杆，如下图可知，A是杠杆的支点，F是动力，杠杆重G是阻力，拉力F始终和杠杆是垂直的，动力臂是AB不变；杠杆在上升时，阻力臂不断减小，阻力G不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力F逐渐减小。 故选B。 3．C 【详解】AB．开始时杠杆平衡，根据杠杆平衡条件可知，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂；当放长或缩短吊绳，阻力与阻力臂均不变，动力与动力臂也不变，因此不会侧翻，故AB不符合题意； C．当伸长吊臂时，阻力不变，阻力臂变长，阻力与阻力臂乘积变大，动力和动力臂都不变，动力乘动力臂大于阻力乘阻力臂，起重机容易倾翻，故C符合题意； D．当缩短吊臂时，阻力不变，阻力臂变短，阻力与阻力臂乘积变小，动力和动力臂都不变，动力乘动力臂小于阻力乘阻力臂， 因此不会侧翻，故D不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； B．行李车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意； D．用羊角锤起钉子的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 5．B 【详解】A．手握钢笔写字时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B．汽水瓶起盖器使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意； C．用筷子夹菜时，动力臂小于阻力臂，故C不符合题意； D．用大扫帚扫地时，动力臂小于阻力臂，故D不符合题意。 故选B。 6．D 【详解】由图可知，甲弹簧测力计受两三股绳向右的拉力，且每股绳的拉力都等于F；定滑轮处于静止状态，故 F甲=3F=3×4N=12N 乙弹簧测力计受两股绳向左的拉力，且每股绳的拉力都等于F；定滑轮处于静止状态，故 F乙=2F=2×4N=8N 故选D。 7．C 【详解】由图可知，此滑轮为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴心上，拉动轴心让动滑轮向上运动，而将物体挂在绳子的末端。这种使用方法费力，但能够省一半的距离。故施加的拉力F的大小为 F=2G+G′=2×200N+40N=440N 拉力作用点移动的距离 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．A 【详解】B．飞船部件的重力为 故B错误； A．电动滑轮的有用功为 电动滑轮的总功为 故A正确； C．由图可知，有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为 故C错误； D．电动滑轮的功率为 故D错误。 故选A。 9． B 20 【详解】[1]由图可知，滑轮A不随物体移动是定滑轮，B随物体移动是动滑轮。 [2]由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，物体匀速移动，水平方向物体受到的拉力F物和摩擦力f是一对平衡力，所以 F物=f=60N 在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时，匀速移动物体，拉力 10． 甲 乙 900 【详解】[1]由图可知，甲的有用功占总功的75%，即甲机械的机械效率为75%，乙的有用功占总功的70%，即乙机械的机械效率为70%，则机械效率较高的是甲。 [2]甲的有用功为2100J，甲机械的机械效率为75%，则甲的总功 乙的有用功为2100J，乙机械的机械效率为70%，则乙的总功 所以总功较多的是乙。 [3]乙机械的额外功W额乙=W总乙-W乙=3000J-2100J=900J 11． 【详解】[1][2][3]由图知，滑轮组绳子承重股数为，绳子端点B移动距离，绳子端点B的速度 滑轮组做的有用功 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 12． 不能 230 16 【详解】[1]动滑轮是一种简单机械，其特点在于轴的位置会随着被拉动的物体一起运动。动滑轮的核心优势在于其能够显著减少所需的力量。由图知，提升重物时，滑轮的轴随物体一起运动，所以该滑轮为动滑轮，其特点是可以省一半力，但不能改变用力的方向。 [2]不计摩擦和绳重，要拉起木箱，需要的拉力 [3]此动滑轮可以省一半的力，但费距离，绳子末端移动的距离 13． 、 【详解】[1][2]指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成：①撬棒是，以为支点，动力作用在上，阻力作用在上，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；②镊子是由和两个杠杆组成，支点点，动力分别作用在点、点，阻力作用在点，使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 14．(1)左 (2)3 (3)②③④ (4)4 (5) 【详解】（1）将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应继续向左调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态。 （2）根据表格数据可知，钩码的重力均为0.5N，而第三次的动力大小为0.1N，故第3次实验数据有误。 （3）当拉力的方向为竖直向上方向时，拉力的力臂最大，拉力的大小最小，为 当拉力不在竖直方向时，拉力的力臂变短，拉力将变大，故②③④符合题意，①不符合题意。 故选②③④。 （4）用筷子夹东西时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，根据表格数据可知，第4次实验中，动力臂小于阻力臂，故所属的杠杆类型与第4次实验时的杠杆类型相同。 （5）由图可知，MO′比O′N更长，MO′侧重心的位置更远，O′N侧重心的位置更近，则根据可知，O′N段更重一些。 15．(1) (2) 10.0 0.5 (3) 换用质量更大的秤砣（增大） 见解析 【详解】（1）过支点O作力作用线的垂线段即为力臂，作图如下： （2）[1][2]由图甲可知，的力臂；当的大小为时，竖直向上拉杠杆，此时的力臂，根据杠杆平衡条件，大小为 （3）[1]要想增大杆秤的测量范围，可以换用质量更大的秤砣。根据杠杆平衡条件，两力臂不变，秤砣重力变大，对秤杆的拉力变大，即动力变大，那么阻力会变大，即称量的物体重力变大，则杆秤的测量范围变大。 [2]根据杠杆平衡条件可得 则有 因为和均为定值，所以和成正比，所以制作的杆秤刻度是均匀的。 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）运动过程中所做的有用功 （2）斜面的机械效率 （3）推力F的大小为 17．(1) (2) (3)250W 【详解】（1）由速度公式可得装置提升一袋玉米上升时的速度为 （2）20袋玉米的总重力 该装置把20袋玉米全部提上楼，总共对玉米做功 （3）每袋玉米的重力 小明家使用的绳子最大承受拉力为800N，定滑轮只改变的方向，不改变力的大小，故该电动机一次只能提起一袋玉米，电动机在一次工作过程对玉米做的功 由机械效率可知，电动机在一次工作过程中做功 电动机的电功率 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 $$