第十二章简单机械----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第十二章简单机械 一、单选题 1．下列关于简单机械的说法正确的是（　　） A．生活中使用杠杆的目的都是为了省力 B．单独使用定滑轮在不计绳重和摩擦的情况下可以省一半力 C．使用轻质材料制作滑轮、减小绳子与滑轮间的摩擦都可以提高滑轮组的机械效率 D．使用滑轮组时无法同时实现既省力又改变力的方向 2．如图所示，常见的物品中，使用时属于省力杠杆的是（　　） A．面包夹 B．托盘天平 C．筷子 D．钢丝钳 3．甲、乙两种机械的机械效率分别是80%和65%，则下列说法正确的是（　　） A．使用甲机械省力 B．使用甲机械做功快 C．在相同的时间内，使用甲机械做的有用功多 D．乙机械的额外功在总功中占的比例大 4．两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体在相同时间内匀速提至相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率分别为、，拉力、做的功分别为、，功率分别为、。下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 5．用机械效率为90%的滑轮组提起270N的重物，加在绳子自由端的拉力为100N，则滑轮组上承受拉力的绳子的股数应为（　　） A．2股 B．4股 C．3股 D．5股 6．当地时间8月8日，在巴黎奥运会皮划艇静水男子500米双人决赛中，中国组合刘浩、季博文夺得金牌。以下说法正确的是（　　） A．当运动员用船桨划水时，水对桨的力向后 B．运动员手中使用的船桨属于省力杠杆 C．运动员手中使用的船桨属于等臂杠杆 D．运动员使用该船桨的好处是省距离 7．如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离h与时间t的关系如图乙所示，动滑轮的机械效率为90%，则（　　）     甲    乙 A．在0~2s内，有用功为360J B．绳子自由端移动的速度为0.5m/s C．动滑轮重80N D．拉力F的功率为400W 8．旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．它是动滑轮 B．利用它可以省力 C．利用它可以省距离 D．利用它可以改变力的方向 9．如图所示，是建筑工地上常见的塔式起重机，起重机上的滑轮组在10s内将重6000N的材料竖直匀速提升4m，其机械效率是80%，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．起重机的吊臂AOB不能视为杠杆 B．滑轮组拉力的功率是7500W C．额外功为6000J D．增加起吊材料的质量，滑轮组的机械效率将减小 10．如图所示，一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直平面内转动，木板下垫一木块C，恰好使木板水平放置。木块C各表面粗糙程度相同，木板和地面的粗糙程度均匀且相同，现用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C。关于此过程，下列有关说法中正确的是（    ） ①木块C对木板AB的摩擦力水平向右且大小不变 ②木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力 ③推力F变大，C对地面的压力变大 ④推力F大小不变，推力F的功率保持不变 A．①④ B．②③ C．①② D．②④ 二、填空题 11．如图所示，物体A和B所受重力均为200牛，若不计滑轮重及摩擦，当分别用力匀速提起物体A和B时，则拉力FB的大小为 牛；若10秒钟内物体A被提升了1米，则拉力FA做功为 焦，功率为 瓦。 12．一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的重力为，汽车所受阻力为，两种方法更为省力的是 （选填“甲”或“乙”），乙图中人拉动汽车的拉力至少为 。 13．如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时，物体上升5m用时3s，滑轮组的机械效率是80%，则所做有用功是 J，总功的功率是 W，拉力是 N。若用该装置提升质量更大的物体，其机械效率将 。 14．如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用的力，把一个大木厢从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N，使用斜面 （选填“可以”、或“不能”）省功，小张推木箱做功 J，这个过程中，斜面的机械效率是 （结果保留一位小数），斜面上的摩擦力为 N。 15．在研究定滑轮和动滑轮特点时做了如题图所示实验，若货物重50N，不计滑轮重、绳重和摩擦，将货物匀速向上拉动1m，则图甲中拉力F1= N；图乙中拉力F2= N，绳子自由端上升 m。 三、作图题 16．请在图中画出提升滑轮组既可以省力又可以改变力的方向的绕法。 四、实验题 17．在“探究杠杆的平衡条件的实验”中： (1)如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向 移动； (2)实验时使杠杆在水平位置平衡的好处是： ； 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 3.0 0.20 2.0 0.30 2 2.0 0.15 1.5 (3)通过正确的实验操作，得到上表中的数据，表格中被涂黑的阻力臂L2应为 m； (4)如图乙所示，向左缓慢推动右边挂钩码的悬线（保持上端悬点不动），杠枉 （选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡。 (5)如图丙所示，在已调平的杠杆左侧挂上两个钩码，为使其在水平位置重新平衡，若弹簧测力计从a位置拉至b位置，则其示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (6)如图丁所示，杠杆左侧挂一个钩码作为阻力，在杠杆右侧将栓有一个钩码的细绳绕过定滑轮，另一端依次固定在杠杆左侧A、B、C三点，其动力臂的大小与定滑轮半径 ； (7)根据以上实验，每次改变固定在杠杆左侧的A、B、C三点时，虽然改变了动力的作用点和方向，但 不变，因此杠杆仍然平衡。 18．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）图甲中，杠杆此时处于 （选填“平衡”或“不平衡”状态）。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 侧调节；（选填“左”或 “右”） （2）图乙中，实验中使杠杆处于水平平衡状态的目的是 和消除杠杆自身重力影响，若在A处下方再挂一个钩码，则B处所挂钩码需向右移动 格，可使杠杆在水平位置再次平衡。若将图乙中A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 ；（选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”） （3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时（杠杠始终在水平位置平衡），其示数大小将 ，其原因是 。 五、计算题 19．如图所示，重400N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，求： （1）绳子自由端移动的距离为多少米； （2）有用功为多少焦耳； （3）物体受到的滑动摩擦力为多少牛顿。 20．小明用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N。求在此过程中 (1)有用功为多少J? (2)额外功为多少J? (3)该滑轮组机械效率为多少？ 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 C D D B C D D D C B 1．C 【详解】A．我们使用杠杆有时是为了省力，有时是为了省距离，故A错误； B．单独使用定滑轮在不计绳重和摩擦的情况不能省力，只能改变力的方向，故B错误； C．使用轻质材料制作滑轮、减小绳子与滑轮间的摩擦，可以减小额外功，有用功一定时，总功减小，可以提高滑轮组的机械效率，故C正确； D．使用滑轮组可以省力，也可以改变力的方向，但不能省距离，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．面包夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故B不符合题意； C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 3．D 【详解】A．机械效率高是指做的功中有用功占的比例高，与是否省力无关，故A错误； B．机械效率高是指做的功中有用功占的比例高，与做功的快慢，即功率无关，故B错误； C．机械效率是指有用功占总功的百分比，由于总功未知，故不能确定甲机械做的有用功多，故C错误； D．乙的机械效率较低，说明有用功占总功的比例小，相应的，额外功占总功的比例就比较大，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】A．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，甲的拉力等于物体的重力，即，而乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半，即，故，故A错误； BC．不计绳重和摩擦，因为物重相同，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因为甲用定滑轮提升，乙用动滑轮提升，所以甲做的额外功为零，小于乙做的额外功，故甲做的总功小于乙做的总功，即；又因为所用时间相同，由可知，甲的功率小于乙的功率，即，故B正确，C错误； D．因为机械效率是有用功与总功的比值，甲做的有用功等于乙做的有用功，甲做的总功小于乙做的总功，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】设滑轮组上承受拉力的绳子的股数为n，物体升高h时，绳子自由端移动的距离为s=nh，据得，滑轮组上承重绳子的股数 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．D 【详解】A．划艇时，船桨给水一向后的作用力，根据物体间力的作用是相互的，水就给船桨一向前的力，使船前进，故A错误； BCD．船桨在使用的过程中动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，故D正确，BC错误。 故选D。 7．D 【详解】A．在0~2s内，有用功是 故A不符合题意； B．由图乙可知，当货物上升2m，所用的时间为4s，则货物移动的速度为 由图可知n=2，绳子自由端移动的速度为1m/s，故B不符合题意； C．滑轮的机械效率为90%，则 计算可得动滑轮重80N，但是此题没有说明不计绳重和摩擦，所以动滑轮重小于80N，故C不符合题意； D．在0~2s内，总功是 拉力F的功率为 故D不符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．旗杆顶部的滑轮是固定不动的，因此它是定滑轮，不是动滑轮。动滑轮的特点是滑轮随物体一起移动，而定滑轮则始终固定在某个位置。故A错误； B．使用定滑轮并不能省力。定滑轮的主要作用是改变力的方向，而不是省力。故B错误； C．定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用时不会省距离，故C错误： D．定滑轮的主要作用就是改变力的方向。例如，在升旗仪式中，我们通过向下拉绳子来使国旗上升，这就是因为旗杆顶部的定滑轮改变了力的方向。故D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．吊臂AOB是可以在力的作用下绕O点转动的硬棒，因此吊臂AOB可视为杠杆，故A错误； BC．由题知，G=6000N，h=4m，则有用功 W有​=Gh=6000N×4m=2.4×104J 由​​可得，拉力做的总功 则拉力做功的功率 额外功 W额​=W总​-W有​=3×104J-2.4×104J=6000J 故B错误，C正确； D．增加起吊材料的质量，有用功增大，而额外功不变，由 ​​ 可知，有用功变大，额外功不变，有用功在总功中的比值变大，滑轮组的机械效率将增大，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】AB为杠杆，B点为支点，木块C对木板的支持力为动力，木板的重力为阻力。用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C的过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂变短，根据杠杆平衡条件，动力即木块C对木板的支持力变大，根据相互作用力条件，木板对木块C的压力变大，则C对地面的压力也变大。木板AB相对于木块C向左运动，则木块C对木板AB的摩擦力水平向右。木块C各表面粗糙程度相同，木板和地面的粗糙程度均匀且相同，所以木板AB与木块C之间接触面的粗糙程度不变，因为木板对木块C的压力变大，所以木块C对木板AB的摩擦力变大；木块C对地面的压力大于木板对木块C的压力，接触面的粗糙程度相同，所以木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力；C对地面的压力变大，则地面对C的摩擦力变大，木板AB对C的摩擦力也变大，因为木块C匀速直线运动，所以推力F等于地面对C的摩擦力与木板AB对C的摩擦力之和，所以推力F变大；木块C匀速直线运动，推力F变大，根据可知推力F的功率变大。故②③正确，①④错误。 故B正确，ACD错误。 故选B。 11． 100 200 20 【详解】[1]滑轮重力和摩擦不计时，由图知道，吊B滑轮的是动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力，所以 [2]吊A滑轮的是定滑轮，使用定滑轮不能够省力，所以 [3]拉力FA做功 12． 乙 400N 【详解】[1][2]由图可知，图甲使用的是定滑轮，不能省力，但能改变力的方向；图乙使用的动滑轮，可以省一半的力，所以按图乙方式更省力，汽车所受阻力为，所以乙图中人拉动汽车的拉力至少为 13． 3×104J 增大 【详解】[1][2]由G=mg可得，物体的重力为 G=mg=600kg×10N/kg=6000N 滑轮组所做有用功为 W有=Gh=6000N×5m=3×104J 由 可得，滑轮组所做总功为 由可得，拉力F的功率为 [3]由题图知，滑轮组承担物重的绳子股数为 n=3 因重物上升5m，则绳子端移动的距离为 由W=Fs可得，拉力F的大小为 [4]在使用同一滑轮组时，提升质量更大的物体时，即增加物体的重力，相当于增大了有用功，而额外功不变，所以根据机械效率的公式可知 当动滑轮重力不变时，不计摩擦、绳重时，当提升的物体质量增大，则机械效率增大。 14． 不能 1800 83.3% 100 【详解】[1]斜面可以省力，但是不能省距离，斜面不能省功。 [2]根据题意可知，小张推木箱做的功是总功，则为 [3]根据题意可知，小张推木箱做的有用功为 这个过程中，斜面的机械效率是 [4]由于克服摩擦力做的额外功为 则斜面上的摩擦力为 15． 50 25 2 【详解】[1]图甲中，滑轮为定滑轮，若不计轮重、绳重和摩擦，定滑轮不能省力，也不能费力，则拉力 F1=G=50N [2]图乙中，滑轮为动滑轮，若不计轮重、绳重和摩擦，动滑轮能省一半的力，则拉力 [3]使用动滑轮费距离，则绳自由端上升距离 s=2h=2×1m=2m 16． 【详解】通过滑轮组要改变力的方向，需要向下用力将重物提高。则绳子需要固定在定滑轮上，再逐一绕过动滑轮及定滑轮，作图如下： 17．(1)右 (2)便于测量力臂 (3)0.2 (4)不能 (5)变大 (6)相等 (7)动力臂大小 【详解】（1）由甲图可知，杠杆左端向下倾斜，说明左端沉，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动。 （2）实验前使杠杆在水平位置平衡，其目的是杠杆的重心恰好通过支点，消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，同时便于直接从杠杆上读出力臂。 （3）根据F1L1=F2L2可知，第2次实验数据中的阻力臂为 （4）用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线，此时右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小，在右边挂钩码拉力不变、左端拉力、左端拉力的力臂不变的情况下，杠杆不能平衡。 （5）弹簧测力计从a位置拉至b位置，会造成力臂变大，在左端拉力、左端拉力的力臂不变的情况下，要使杠杆平衡，拉力会变大。 （6）杠杆左侧挂一个钩码作为阻力，在杠杆右侧将栓有一个钩码的细绳绕过定滑轮，另一端依次固定在杠杆左侧A、B、C三点，动力作用线与圆相切，支点到动力作用线的距离就等于圆的切线，所以动力臂的大小与定滑轮半径相等。 （7）每次改变固定在杠杆左侧的A、B、C三点时，动力作用线始终与圆相切，所以改变了动力的作用点和方向，但力臂大小不变，因此杠杆仍然平衡。 18． 平衡 右 便于测量力臂 1 左端下沉 大 力臂变小 【详解】（1）[1]杠杆虽然左端下沉，但是杠杆保持静止，杠杆在力的作用下静止或缓慢匀速转动的状态，都称为杠杆的平衡状态，所此时杠杆处于平衡状态。 [2]调节杠杆在水平位置平衡，应该向较高的一端调节平衡螺母，本题杠杆左端下沉，说明右侧较高，应该将平衡螺母向右侧调节。 （2）[3]调平杠杆时，应该使杠杆在水平位置保持平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上读取力臂。 [4]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件 4G2L=2GnL 得 n=4 故应将B处所挂钩码向右移动4-3=1格。 [5]若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O的方向移动一小格，则左端为 3G3L=9GL 右端为 2G4L=8GL 所以左端下沉。 （3）[6][7]若在右侧改用弹簧测力计向下拉，当测力计从a位置转动到b位置时，阻力、阻力臂不变，动力臂逐渐变小，根据杠杆平衡条件可知，动力逐渐变大，即弹簧测力计示数将逐渐增大。 19．（1）6m；（2）96J；（3）48N 【详解】解：（1）由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=3，物体移动的距离为 s物=vt=0.2m/s×10s=2m 绳子自由端移动的距离为 s=ns物=3×2m=6m （2）拉力F做的总功为 W总=Fs=20N×6m=120J 有用功为 W有=ηW总=80%×120J=96J （3）物体受到的滑动摩擦力为 答：（1）绳子自由端移动的距离为6m； （2）有用功为96J； （3）物体受到的滑动摩擦力48N。 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）有用功为 （2）由图可知，由2段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 额外功为 （3）该滑轮组机械效率为 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 $$