第十二章简单机械----2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十二章简单机械 一、单选题 1.简单机械在日常生活中应用十分广泛,下列图中属于费力杠杆的是( ) A. 核桃夹 B. 镊子 C. 瓶盖起子 D. 羊角锤 2.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是( ) A.克服物体重力做的功是有用功 B.克服地面对物体的摩擦力做的功是有用功 C.绳子自由端的拉力F做的功是有用功 D.克服地面对物体的摩擦力做的功是额外功 3.如图所示,小明用手提起哑铃,这一动作从生物学的视角,可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动;从物理学的视角,可以认为是一个杠杆在工作.下列说法正确的是( ) A.此杠杆的支点为A点 B.此杠杆的阻力是哑铃受到的重力 C.此杠杆是一个费力杠杆 D.肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离 4.用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成了如图所示的甲、乙两个滑轮组,被提升的物重相同,不计绳子与滑轮的摩擦,下列判断正确的是( ) A.甲较省力且机械效率较高 B.乙较省力且机械效率较高 C.两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同 D.两个滑轮组省力程度相同,机械效率不同 5.要提高某一机械的效率,可取的途径是( ) A.增加机械做功的时间 B.减少机械做功的时间 C.增加机械的功率 D.尽量采取措施减小额外功跟总功的比值 6.用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度,拉力分别F甲、F乙,此过程相关数据如图丙所示,则下列说法正确的是( ) A.F甲比F乙小 B.甲的机械效率更高 C.F甲功率比F乙的功率大 D.两滑轮组绳子自由端移动的距离相等 7.如图所示,每只钩码质量相等,这时杠杆处于平衡状态,当发生下列哪一种变化时杠杆仍能保持平衡( ) A.两端各加一只同规格的钩码 B.G1、G2都向O点移动2cm C.G1向O点移动3cm,G2向O点移动6cm D.G1向O点移动2cm,G2向O点移动1cm 8.在劳动实践中,小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用大小为250N且平行于斜面的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长L=6m,斜面高h=1.5m。下列叙述中错误的是( ) A.推力所做的功为1500J B.货物受到斜面的摩擦力大小为250N C.若增大推行速度,货物受到的摩擦力大小不变 D.若h、L及物体都保持不变,使斜面更光滑,则斜面的机械效率将变高 9.如图所示,分别用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速提升同一重物,拉力的力臂分别为l1、l2、l3,不计摩擦与绳重,则( ) A.F1<F2<F3 B.l1>l2>l3 C.F1>F2=F3 D.l1=l2=l3 10.如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获胜的是( ) A.仅将绳在两木棍上多绕1圈 B.仅将绳在两木棍上少绕1圈 C.仅增加绳的总长 D.仅减小绳的总长 二、填空题 11.某起重机完成某一工作,所做总功为,已知这一过程中,该起重机的机械效率是,则起重机所做的额外功为 。(用题中已知量字母表示) 12.书法是中国的文化瑰宝,小明就是一位书法爱好者。他练习写毛笔字时,笔杆相当于 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,当手握笔的位置向上移动时,写字时所需的力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 13.图甲中,升旗手向下拉绳,国旗就上升,这是由于旗杆顶部有 滑轮;图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手,,其使用方法如图丙、丁所示,该工具使用时会 (选填“费力”或“省力”),图 (选填“丙”或“丁”)中的方法可以更轻松的拧动螺丝。 14.如图所示,为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了专用通道(斜面)。沿通道上台阶和直接上台阶比较,可以 (选填“省力”或“省功”),若将重900N的小车沿8m长的斜面推上1m的平台,沿斜面所用的推力为150N,在此过程中斜面的机械效率为 。 15.一个重240N的物体匀速推到斜面顶端,人沿斜面向上的推力为120N,如图所示,物体沿斜面移动的距离s=3m,上升的高度h=1m,则人对物体做的有用功是 J,总功是 J,斜面的机械效率 (保留一位小数),与物体之间的摩擦力是 N。 三、作图题 16.如图所示,杠杆AOB在力F1和F2的作用下处于平衡状态,请你做出力F1和F2的力臂l1、l2。 四、实验题 17.小勇利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量相同) 等实验器材,探究杠杆的平衡条件: (1)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡。图甲中,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”) 调节; (2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A 点挂3个钩码,要想使杠杆在水平位置保持平衡,则应在B点挂 个钩码; (3)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B 点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕 B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”、 “变小”或“不变”) ,原因是 。 18.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。 实验次数 钩码重量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 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 80% (1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计; (2)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;比较2、3两次实验得出结论:同一滑轮组, 越大,滑轮组的机械效率越高; (3)表格中第4次实验空格中数值:绳端移动距离 m;通过比较3、4两次实验数据可得出结论;不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越 (填“高”或“低”); (4)若每个滑轮的质量为100g,第三次实验中克服摩擦做的额外功为 J(不计绳重)。 五、计算题 19.南昌市海昏侯博物馆已对外开放,其在建设中采用了如图所示的装置,工人师傅用1200N的拉力F向下拉绳,10s内使重2000N的物体匀速上升7m,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求: (1)拉力F做的有用功。 (2)拉力F的的总功。 (3)该滑轮组的机械效率(保留整数)。 20.如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A以0.1m/s的速度匀速上升,A的重力大小为800N,绳子自由端受到竖直向下的拉力为500N,不计滑轮组的绳重和摩擦,绳子自由端移动的速度为多少?绳子自由端拉力的功率为多少? 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 《第十二章简单机械-2024-2025学年人教版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C C D C C B D A 1.B 【详解】ACD.核桃夹、瓶盖起子、羊角锤在使用时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故ACD不符合题意; B.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故B符合题意。 故选B。 2.B 【详解】AB.物体运动的方向是水平方向,在竖直方向没有移动的距离,克服重力做功为零,不是有用功,克服物体受地面摩擦力做的功是有用功,故A错误,B正确; C.绳子自由端的拉力F做的功是总功,故C错误; D.克服绳子与滑轮之间的摩擦力做的功是额外功,故D错误。 故选B。 3.C 【详解】A.支点是杠杆绕其转动的点,由图可知,手臂是绕C点进行转动的,因此支点为C点,故A错误; BCD.杠杆的动力是肱二头肌收缩,动力作用点在A点,动力臂近似为AC的长度,阻力是手臂和哑铃的总重力,力臂近似为桡骨的长度,故动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,在锻炼时肱二头肌的收缩距离小于哑铃的移动距离,故C正确,BD错误。 故选C。 4.C 【详解】由图可知,甲的有效线段数为2,乙的有效线段数为3,由公式可知,乙更省力,又因为用相同的滑轮和相同的绳子拉相同的重物,由公式可知,机械效率相同,故C正确,ABD错误。 故选C。 5.D 【详解】根据 可知,要想增大机械效率,就是增加有用功和减小额外功,即减小额外功跟总功的比值,而做功的时间、机械的功率不会影响机械效率,故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。 6.C 【详解】AD.由图丙可知,甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为W总甲=1200J、W额甲=600J,W总乙=800J、W额乙=200J,由图可知,甲滑轮组的动滑轮绕绳子段数n甲=3;乙滑轮组的动滑轮绕绳子段数n乙=2;绳子自由端移动距离分别为 s甲=n甲h=3h s乙=n乙h=2h 两滑轮组绳子自由端移动的距离不相等,由W总=Fs可知,两滑轮组中,绳端拉力分别为 所以F甲=F乙,故AD错误; B.甲、乙滑轮组做的有用功分别为 W有甲=W总甲-W额甲=1200J-600J=600J W有乙=W总乙-W额乙=800J-200J=600J 甲、乙滑轮组的机械效率分别为 所以 甲< 乙,故B错误; C.甲做的总功大于乙做的总功,做功相同时间,根据可知甲的功率大于乙的功率,故C正确。 故选C。 7.C 【详解】由图知,设一个钩码的质量为,因为杠杆平衡,所以有,可得,设,; A.两端各加一只同规格的钩码,则,故A不符合题意; B.、都向点移动,,故B不符合题意; C.向点移动,向点移动,,杠杆仍平衡,故C符合题意; D.向点移动,向点移动,则,故D不符合题意。 故选C。 8.B 【详解】A.有用功 总功 故A正确,不符合题意; B.额外功 货物受到斜面的摩擦力 故B错误,符合题意; C.滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,若增大推行速度,货物对斜面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,则货物受到的摩擦力将不变,故C正确,不符合题意; D.若h、L及物体都保持不变,使斜面更光滑,斜面对物体的摩擦力减小,额外功减小,有用功不变,根据W总=W有用+W额外可知,总功减小,根据可知斜面的机械效率将变高,故D正确,不符合题意。 故选B。 9.D 【详解】定滑轮实质是一个等臂杠杆,不省力,但能改变力的方向,所以 l1=l2=l3不计摩擦与绳重,由图可知,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等,即 F1=F2=F3 故选D。 10.A 【详解】AB.仅将绳在两木棍上多绕1圈,这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大,女孩越省力,可能使女孩获胜,同理可知,仅将绳在两木棍上少绕1圈,不能使女孩获胜,故A符合题意,B不符合题意; CD.改变绳的总长,不能改变力的大小,故CD不符合题意。 故选A。 11. 【详解】起重机所做的额外功为 12. 费力 变大 【详解】[1]写字时,毛笔杆的支点和动力作用点都在手指上,二者距离较近,而阻力作用点是笔端,距离支点较远,动力臂小于阻力臂,所以相当于费力杠杆。 [2]手握笔的位置向上移动,则阻力臂变大,纸张对笔的阻力基本不变;而支点和动力作用点同时上移,所以动力臂基本不变,由杠杆平衡条件可知,写字时所需的动力将变大。 13. 定 省力 丙 【详解】[1]旗杆顶部的滑轮固定不动,所以是定滑轮。 [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,即图丙中的方法可以更轻松的拧动螺丝。 14. 省力 75% 【详解】[1]斜面加长了距离,由于要克服摩擦力做功所以也增加了功,但是可以省力。 [2]将小车推向斜面时,有用功为 W有=Gh=900N 1m=900J 总功为 W总=Fs=150N 8m=1200J 机械效率为 15. 240 360 66.7% 40 【详解】[1]人对物体做的有用功W有用=Gh=240N 1m=240J [2]推力做的总功W总=Fs=120N 3m=360J [3]斜面的机械效率 [4]克服物体受摩擦力做的额外功W额=W总-W有用=360J-240J=120J 由W额=fs得斜面与物体之间的摩擦力 16. 【详解】做力F1和F2的作用线的延长线,过支点O分别做两个力的作用线的垂线段,即为两个力臂,如图 17.(1)左 (2)2 (3) 变大 见解析 【详解】(1)如图甲,杠杆左端高,所以应向左调节平衡螺母,直至杠杆在水平位置静止,这样便于读出力臂大小。 (2)设一个钩码重为G0,杠杆上一格的长度为L0,B点挂n个相同的钩码,由杠杆平衡条件知 3G0 2L0=nG0 3L0 解得n=2,所以应在B点挂2个钩码。 (3)[1][2]阻力和阻力臂不变,动力臂变小,由杠杆平衡条件知,动力变大,故弹簧测力计的示数变大。 18.(1)匀速 (2) 1、2 提升的重物 (3) 0.4 低 (4)0.03 【详解】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小。 (2)[1]根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系:s=nh,在实验1、2、3、4中,绳子的有效段数分别为2、3、3、4,通过比较1、2两次实验数据,绳子段数不同,提升的重物相同,效率相同,可得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 [2]比较2、3两次实验,可以看出提升的高度相同,绳子的段数相同,第三次物重更大,机械效率更高,得出结论:同一滑轮组,提升的重物越大,滑轮组的机械效率越高。 (3)[1]丁图装置绳子的有效段数为4,所以,绳子自由端移动的距离为 [2]通过比较3、4两次实验是分别用丙丁装置完成的,丁装置中有2个动滑轮,动滑轮重力大于丙中动滑轮的重力,而实验提起物体的重力相同,第4次实验的机械效率小于第3次实验的机械效率,所以得出的结论是:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。 (4)第三次实验中拉力做的总功为 有用功为 额外功为 克服动滑轮所做的额外功为 第三次实验中克服摩擦做的额外功为 19.(1) (2) (3)83% 【详解】(1)根据求拉力做的有用功为 (2)根据求拉力做的总功为 (3)根据求该滑轮组的机械效率(保留整数)为 20.0.2m/s,100W 【详解】由图可知,该滑轮组动滑轮上承载重力的绳子段数n=2,绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,为 绳子自由端拉力的功率 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 $$