专题24 第十二章简单机械问题科学态度与责任担当类作业（5道）2024-2025学年人教版八年级下册暑假物理核心素养作业

2025年人教版8年级下册暑假物理核心素养作业（全国通用） 专题24 第十二章简单机械问题科学态度与责任担当类作业（5道） 1.“给我一个支点，我就可以撬起地球。”如图，生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（　　） A．钓鱼竿钓鱼 B．天平测质量 C．起子开瓶盖 D．筷子夹菜 【答案】C 【解析】“只要给我一个支点和一根足够长的杠杆，我就能撬动地球”说的是一个省力杠杆。 A.钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B.天平使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故B错误； C.起子开瓶盖，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确； D.筷子夹菜，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错误。故选：C。 2. 墨子所著《墨经》中有大量的物理知识，其中包括杠杆原理，比阿基米德还早两百多年。墨子将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是（　　） A. 钢丝钳 B. 人的上臂 C. 钓鱼竿D. 筷子 【答案】A 【解析】A．根据题意可知，“本短标长”是指动力臂长，阻力臂短，属于省力杠杆；钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意； B．人的上臂，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 3. 我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，祈求孩子快速成长。如图所示，称体重的杆秤可以看作以吊绳O点为支点的杠杆，调整秤砣的位置，使秤杆在水平位置平衡。下列说法正确的是（　　） A. 孩子的质量越大，秤砣离O点越远 B. 秤砣的质量一定比孩子的质量大 C. 若秤砣端的秤杆向上翘时读数，则测得的质量偏大 D. 若秤砣因磨损质量变小，则测得的小孩质量偏大 【答案】AD 【解析】A．根据杠杆的平衡条件 F1L1​=F2​L2​ 其中F1​是秤砣的重力，L1​是秤砣到支点的距离，F2​是孩子的重力（通过秤杆传递到支点的力），L2​是支点到孩子重力作用线的距离（可以近似看作秤杆上孩子位置到支点的距离）。由于孩子的重力F2​增大（即质量增大），为了保持杠杆平衡，秤砣的重力F1​与秤砣到支点的距离L1​的乘积必须增大。由于秤砣的重力F1​不变，因此秤砣离O点（支点）必须越远，即L1​增大。故A正确； B．杠杆的平衡取决于力的大小和力臂的长短，与物体的质量没有直接关系。因此，秤砣的质量不一定比孩子的质量大。故B错误； C．若秤砣端的秤杆向上翘，说明秤砣端的力矩小于孩子端的力矩，即 F1​L1​<F2​L2 为了平衡，应该减小秤砣到支点的距离L1​或增加秤砣的重力F1​（即增加秤砣的质量）。但实际操作中，我们不会改变秤砣的质量，而是通过移动秤砣来减小L1​。然而，如果此时我们仍然按照原来的读数来读取孩子的质量，那么由于实际上F1​L1​偏小，而我们认为它等于F2​L2​（即我们读取的质量对应的力矩），所以测得的质量会偏小。故C错误； D．若秤砣因磨损质量变小，即秤砣的重力F1​减小。为了保持杠杆平衡，我们需要增加秤砣到支点的距离L1​称杆在使用时，物重及其力臂不变，若秤砣在使用过程中出现了磨损，秤砣的质量变小，根据杠杆平衡条件可知，它的力臂变长，测量值比真实值要大。所以测得的孩子质量会偏大。故D正确。 故选AD。 4. 2024年4月3日，我国台湾省花莲县发生7.3级地震，台北、新北、桃园、易隆等多个城市均感受到强烈震度，地震造成人员伤亡和房屋倒塌。救援人员用如图所示的起重设备把一块质量为480kg 的混凝土楼板在6s内提升2m,所用拉力为2000N（不计摩擦和绳重，g取10N/kg），求： （1）该混凝土楼板的重力为多少？ （2）救援人员利用起重设备所做功的功率？ （3）提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率？ （4）为了加快救援进度，利用该起重设备同时将两块480kg的混凝土楼板在10s内提高3m，求绳子自由端拉力的功率为多少？ 【答案】（1）4800N；（2）2000W；（3）80%；（4）3240W 【解析】（1）该混凝土楼板的重力为 （2）由图可知，n＝3 起重设备所做功的功率为 （3）起重设备所做的有用功为 起重设备的机械效率为 （4）不计摩擦和绳重，动滑轮重为 利用该起重设备同时将两块480kg的混凝土楼板在10s内提高3m，此时拉力F '为： 绳子自由端拉力所做的总功为 W总'＝F's＝F'nh'＝3600N×3×3m＝32400J 绳子自由端拉力所做功的功率为 答：（1）该混凝土楼板的重力为4800N； （2）救援人员利用起重设备所做功的功率为2000W； （3）提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率为80%； （4）绳子自由端拉力的功率为3240W。 5. 在跨学科实践活动中，同学们以“我国古代的‘龙骨水车’”为主题开展研究。 【项目提出】 作为我国非物质文化遗产的“龙骨水车”，具有丰富的人文教育意义。“龙骨水车”在结构设计、工作原理和实际应用中涉及了物理学、工程技术、能源材料、历史人文等多领域的知识。 【项目分解】 （1）查阅资料，了解我国古代“龙骨水车”的工作原理。 （2）制造简易“龙骨水车”。 【项目实施】 （1）查阅资料，了解我国古代“龙骨水车”的工作原理。 “龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一，是一种历史悠久的提水设施，相当于现代的抽水机，其构造如图（a）所示： 《天工开物》中有“数尺之车，一人两手疾转，竟日之功可灌二亩而已”的记载。如图（b）所示，将水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时摇动长柄摇杆，使轮轴转动，带动嵌满刮水板的链条运动，槽内板叶刮水上行，倾灌于地势较高的田中； ①使用时，人对摇杆施加力的作用使轮轴转动，相当于在使用一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。木链条运动起来，一定质量的水被水车提升到高处重力势能______（选填“增大”或“减小”）； ②写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法：______； （2）制造简易“龙骨水车”。 “龙骨水车”的制作首要是选材。优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度（材料的弹性模量越大，强度越大），以保证水车稳固、联动和耐久；其次再考虑材料的密度，仅为了搬运的方便。为此，同学们查阅到几种木材的特性如下表： 木材种类 端面硬度/N 弹性模量/GPa 密度/（） 湿地松木 2570～4000 10.4～13.2 0.55～0.75 水曲柳木 4010～6500 10.4～16.2 0.55～0.75 槐木 4010～10000 7.5～13.2 0.55～0.95 柞木 6510～10000 10.4～16.2 055～0.95 制作“龙骨水车”应选______材料最好。老师为学习小组提供“龙骨水车”模型组件，按照说明书组装水车，如图（c）所示： 【项目拓展】 现代很多机械与“龙骨水车”的原理相似，例如图（d）所示的链斗式输送机。链斗式输送机是一种用沿轨道运行的料斗来输送物料的设备，应用于电站、矿山、煤炭等行业，进行松散物料的输送。下面是某型号链斗式输送机在某次工作中的相关数据。 ××型号链斗式输送机的功率 每分钟提升物料的质量 每分钟提升物料的高度 10kW 4t 11.4m 该链斗式输送机在本次工作过程中，每分钟输出的总功为______，效率为______。（g取10N/kg） 【答案】 ①. 省力 ②. 增大 ③. 在各部件之间加润滑油来减小摩擦 ④. 柞木 ⑤. ⑥. 76% 【解析】（1）[1] 使用时长柄摇杆相当于轮轴工作时的轮，轮半径大于轴半径，相当于省力杠杆。 [2] 一定质量的水被水车提升到高处，质量不变，高度增加，则重力势能变大。 [3] 要提高提水效率，可以减小各部件之间的摩擦或减小木链条、刮水板的重力，这样在做相同的总功时，额外功在总功中所占的比值变小，则有用功在总功中所占的比值增大，能提高提水效率。 （2）[4] 由表格数据可知，选材优选考虑端面硬度和强度，柞木的端面硬度和强度与其他几种材料相比是最大的，所以制作“龙骨水车”应选柞木材料最好。 [5][6] 该链斗式输送机在本次工作过程中，每分钟输出的总功为 有用功为 则效率为 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年人教版8年级下册暑假物理核心素养作业（全国通用） 专题24 第十二章简单机械问题科学态度与责任担当类作业（5道） 1.“给我一个支点，我就可以撬起地球。”如图，生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（　　） A．钓鱼竿钓鱼 B．天平测质量 C．起子开瓶盖 D．筷子夹菜 2. 墨子所著《墨经》中有大量的物理知识，其中包括杠杆原理，比阿基米德还早两百多年。墨子将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是（　　） A. 钢丝钳 B. 人的上臂 C. 钓鱼竿D. 筷子 3. 我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，祈求孩子快速成长。如图所示，称体重的杆秤可以看作以吊绳O点为支点的杠杆，调整秤砣的位置，使秤杆在水平位置平衡。下列说法正确的是（　　） A. 孩子的质量越大，秤砣离O点越远 B. 秤砣的质量一定比孩子的质量大 C. 若秤砣端的秤杆向上翘时读数，则测得的质量偏大 D. 若秤砣因磨损质量变小，则测得的小孩质量偏大 4. 2024年4月3日，我国台湾省花莲县发生7.3级地震，台北、新北、桃园、易隆等多个城市均感受到强烈震度，地震造成人员伤亡和房屋倒塌。救援人员用如图所示的起重设备把一块质量为480kg 的混凝土楼板在6s内提升2m,所用拉力为2000N（不计摩擦和绳重，g取10N/kg），求： （1）该混凝土楼板的重力为多少？ （2）救援人员利用起重设备所做功的功率？ （3）提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率？ （4）为了加快救援进度，利用该起重设备同时将两块480kg的混凝土楼板在10s内提高3m，求绳子自由端拉力的功率为多少？ 5. 在跨学科实践活动中，同学们以“我国古代的‘龙骨水车’”为主题开展研究。 【项目提出】 作为我国非物质文化遗产的“龙骨水车”，具有丰富的人文教育意义。“龙骨水车”在结构设计、工作原理和实际应用中涉及了物理学、工程技术、能源材料、历史人文等多领域的知识。 【项目分解】 （1）查阅资料，了解我国古代“龙骨水车”的工作原理。 （2）制造简易“龙骨水车”。 【项目实施】 （1）查阅资料，了解我国古代“龙骨水车”的工作原理。 “龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一，是一种历史悠久的提水设施，相当于现代的抽水机，其构造如图（a）所示： 《天工开物》中有“数尺之车，一人两手疾转，竟日之功可灌二亩而已”的记载。如图（b）所示，将水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时摇动长柄摇杆，使轮轴转动，带动嵌满刮水板的链条运动，槽内板叶刮水上行，倾灌于地势较高的田中； ①使用时，人对摇杆施加力的作用使轮轴转动，相当于在使用一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。木链条运动起来，一定质量的水被水车提升到高处重力势能______（选填“增大”或“减小”）； ②写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法：______； （2）制造简易“龙骨水车”。 “龙骨水车”的制作首要是选材。优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度（材料的弹性模量越大，强度越大），以保证水车稳固、联动和耐久；其次再考虑材料的密度，仅为了搬运的方便。为此，同学们查阅到几种木材的特性如下表： 木材种类 端面硬度/N 弹性模量/GPa 密度/（） 湿地松木 2570～4000 10.4～13.2 0.55～0.75 水曲柳木 4010～6500 10.4～16.2 0.55～0.75 槐木 4010～10000 7.5～13.2 0.55～0.95 柞木 6510～10000 10.4～16.2 055～0.95 制作“龙骨水车”应选______材料最好。老师为学习小组提供“龙骨水车”模型组件，按照说明书组装水车，如图（c）所示： 【项目拓展】 现代很多机械与“龙骨水车”的原理相似，例如图（d）所示的链斗式输送机。链斗式输送机是一种用沿轨道运行的料斗来输送物料的设备，应用于电站、矿山、煤炭等行业，进行松散物料的输送。下面是某型号链斗式输送机在某次工作中的相关数据。 ××型号链斗式输送机的功率 每分钟提升物料的质量 每分钟提升物料的高度 10kW 4t 11.4m 该链斗式输送机在本次工作过程中，每分钟输出的总功为______，效率为______。（g取10N/kg） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$