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．日常生活中的许多物品都会运用到杠杆原理，下列工具在使用时属于省力杠杆的是（    ） A．托盘天平 B．筷子 C．核桃钳 D．食品夹 2．关于生活中机械的描述，下列说法正确的是（　　） A．越省力的杠杆，做功时功率越大 B．使用滑轮组提升重物时，可以省力，但不能省功 C．挖掘机的功率越大，机械效率越高 D．吊车竖直吊着重物沿水平方向运动一段距离，吊索对重物的拉力做了功 3．如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在相同时间内分别将A、B两相同物体匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，下列判断错误的是（     ） A．甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为3∶2 B．甲乙两滑轮组所用拉力之比为2∶3 C．甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为1∶1 D．甲乙两滑轮组机械效率之比为2∶3 4．如图所示，是航母弹射装置示意图。当气缸内的蒸汽体积膨胀时推动活塞，连带牵引索通过两个固定滑轮带动舰载机在2s内达到起飞速度。关于该装置，下列说法中正确的是（　　） A．两滑轮的作用是省力 B．舰载机起飞过程中，动能增大，重力势能减小 C．气缸内蒸汽体积膨胀过程中，内能减少 D．气缸内能量的转化与汽油机的压缩冲程相同 5．某小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（    ） A．力F1和F2做功的功率相同 B．力F1做的总功比F2做的总功少 C．使用滑轮组既可以省力，又可以省功 D．由于使用乙滑轮组更省力，故乙滑轮组的机械效率更大 6．永宁门是西安城墙的正南门，如图-1所示。在永宁门前的护城河上有一座吊桥，把吊桥看作长为10m，重为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O在竖直平面内转动。在O点上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的A端相连。将吊桥从水平位置拉倒如图-2所示的位置的过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．此过程中，吊桥始终是一个费力杠杆 B．拉动过程中，士兵的拉力逐渐变大 C．拉动过程中，阻力不变，阻力臂变小 D．士兵对吊桥所做的功为1.5×104J 7．如图所示，小伟同学通过斜面用平行于斜面的推力，将质量为30kg的物体在4s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长。（g取10N/kg）则（　　） A．斜面对物体的支持力做了功 B．推力F对物体做功的功率为100W C．小伟做的有用功为400J D．斜面的机械效率为80% 8．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终竖直向上的作用力F，使木杆从图示位置缓慢转到水平位置的过程中，力F的大小（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．保持不变 D．先变小，后变大 9．为提升重物，某同学用同样的器材分别组装成甲、乙两滑轮组，如图所示，忽略绳重及摩擦，下列对两滑轮组的比较正确的是（　　） A．甲滑轮组更省力，甲滑轮组的机械效率更大 B．甲滑轮组更省力，两滑轮组的机械效率相等 C．乙滑轮组更省力，乙滑轮组的机械效率更大 D．乙滑轮组更省力，两滑轮组的机械效率相等 10．工人用如图所示装置把重为1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为400N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（　　） A．绳子对物体的拉力为780N B．绳子对物体做的功为 4000J C．工人做功的功率为100W D．整个装置的机械效率为72.5% 二、填空题 11．如图所示，小强在1min内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动10m，已知物体A重为400N，它受到的摩擦力为90N，小强所用拉力为40N，则A的重力做功为 J，总功为 J，此滑轮组的机械效率为 。 12．如图所示，是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，某次匀速起吊300kg的物体时，上升10m，用时15s，此时滑轮组的机械效率是80%，拉力F的功率是 W。（g取10N/kg） 13．有一个矿井，深30m，工人用如图所示装置将一个重为500N的矿石从井底匀速拉向井面，装置中每个滑轮重20N，不计绳重与摩擦，则工人所用的拉力 N；当矿石拉出井面时，绳子自由端移动了 m；使用滑轮A的好处是可以 。 14．如图所示，工人师傅用平行于斜面的推拉力，将质量为60kg的物体从斜面底端匀速推上斜面，物体移动的距离为10m，上升的高度为3m，在此过程斜面的机械效率是80%，则在斜面上匀速运动过程中推力做的功为 J，物体所受摩擦力为 N。若斜面倾斜程度不变，只将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此木箱匀速推到斜面顶端，此时斜面的机械效率将 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。（） 15．使用简单机械可以给人们的生活带来便利：劳动课上小王用独轮车搬运杂物是为了省 ；小丽用剪刀剪布，她为了剪起来更省力应将布放在 （选填“靠近”或“远离”）剪刀的转动轴；环卫工人使用的扫帚可以省 。 三、作图题 16．如图所示，杠杆在水平位置平衡，货物A重200N，若拉力F为动力，请在图中画出杠杆所受阻力的示意图及动力F对支点O的力臂。（保留作图痕迹） 四、实验题 17．四个小组在“验证杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验时，应将杠杆调至水平位置平衡，目的是为了消除杠杆自重的影响和便于 ；若杠杆右端上翘，需将平衡螺母向 （左/右）侧调； (2)小组一实验中获得三组数据如下表所示，分析可得，杠杆的平衡条件是 （用表中所给的字母表示）； 序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 3 5 1 15 (3)小组二实验情景如图甲，发现要使杠杆在水平位置平衡，测力计向下的拉力要超过测力计的量程。为完成实验，下列操作可行的是___________； A．向左移动钩码的悬挂点 B．向右移动测力计的悬挂点 C．向左移动平衡螺母 D．向右移动平衡螺母 (4)小组三实验后发现动力和动力臂成反比，造成此结果的原因是实验时未改 ； (5)小组四进一步利用图乙装置估测一根质量分布不均匀的金属棒的重心位置。此时金属棒在水平位置保持平衡，金属棒上A点下方的细线上悬挂一质量为m的小球，支点O到A点距离为，需用天平测出 ，便能通过表达式 （用m、及所测物理量符号表示）计算出金属棒重心到支点O的距离。 18．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小刚用如图所示滑轮组进行了三次实验，实验数据如表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 ① 4 0.3 1.8 0.9 74.1% ② 6 0.3 2.6 0.9 76.0% ③ 8 0.3 3.3 0.9 △ (1)本实验中用到的测量工具有刻度尺和 ； (2)第③次实验中滑轮组的机械效率是 （结果保留至0.1%）； (3)通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将 （均选填“增大”“减小”或“不变”）； (4)若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 五、计算题 19．某工人利用如图所示的滑轮组，在的拉力作用下，把重的物体内匀速提高，不计绳重和摩擦，则： (1)拉力的功率是多大? (2)此滑轮组的机械效率是多大? (3)若用此滑轮组匀速吊起另一个物体时滑轮组的机械效率是80%，则该物体重力为多少? 20．石材搬运工人利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，已知石材放在水平地面上，在500N的拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为1200N，滑轮、绳子的自重不计。在石材移动10s的过程中，（g取10N/kg）求： (1)工人做的总功和有用功； (2)工人拉力做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 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 B D C B C B C D A 1．C 【详解】A．天平使用时动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故A不符合题意； B．筷子使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意； C．核桃钳使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意； D．食品夹使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．功率是表示做功快慢的物理量，与做功的多少和做功的时间有关，与是否使用省力杠杆无 关，故A错误； B．使用机械可以省力，但不能省功，故B正确； C．功率与机械效率是两个不同的物理量，功率大的机械，机械效率不一定高，故C错误； D．吊车吊着重物沿水平方向运动一段距离，拉力方向竖直向上，重物移动的距离是水平方向的，重物在拉力的方向上没有移动距离，所以拉力对重物没有做功，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．由图可知，这两个滑轮组绳子的承重段数为n甲=3、n乙=2，所以s甲=3h，s乙=2h，则甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为 故A正确，不符合题意； B．物体重力相同，动滑轮重力相同，则甲乙两滑轮组所用拉力之比为 故B正确，不符合题意； C．甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为 故C正确，不符合题意； D．物体的重力相同，提升的高度相同，则有用功相等；动滑轮重力相同，且不计绳重和摩擦，额外功也相等，所以总功相等，根据可知，甲乙滑轮组的机械效率相等，即甲乙两滑轮组机械效率之比为1∶1，故D错误，符合题意。 故选D。 4．C 【详解】A．图中两个滑轮是定滑轮，根据定滑轮的特点是可以改变力的方向，不能省力，故A错误； B．舰载机起飞过程中，速度增加，动能增加；高度增加，重力势能增加，故B错误； C．气缸内蒸汽体积膨胀时推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，内能会减小，故C正确； D．气缸内能量的转化与汽油机的做功冲程相同，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4； AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为，；甲滑轮组中拉力做的总功为 乙滑轮组中拉力做的总功为 已知，则力F1做的总功比F2做的总功少，时间相同，由可知，力F1做功的功率小于F2做功的功率，故A错误，B正确； CD．使用任何一种机械都不会省功，已知，所以省力情况相同，故CD错误。 故选B。 6．C 【详解】A．由图可知，在过程中，动力为绳子对吊桥的拉力，动力臂为支点到动力作用线的距离，即O到过A点的绳子的距离，阻力为吊桥的重力，阻力臂为支点到阻力作用线的距离，即O到重力作用线的距离，动力臂始终大于阻力臂，因此吊桥始终是一个省力杠杆，故A错误； BC．拉动过程中，阻力为吊桥的重力大小不变，阻力臂减小，动力臂变大，根据可知，士兵的拉力逐渐变小，故B错误，C正确； D．由题意可知，吊桥重心上升的高度为 士兵对吊桥所做的功等于克服吊桥重力做的功为 故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．物体没有在斜面对物体的支持力的方向上移动距离，所以斜面对物体的支持力没有做功，故A不符合题意； B．推力F对物体做功为 则推力F对物体做功的功率为 故B符合题意； C．小伟做的有用功为 故C不符合题意； D．斜面的机械效率为 故D不符合题意。 故选B。 8．C 【详解】将杠杆缓慢地由OA位置拉到水平位置时，根据三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值不变，阻力为杠杆的重力，保持不变，根据杠杆平衡条件 可知，动力 故动力大小不变。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9．D 【详解】忽略绳重及摩擦，提升相同的物重，使用同样的滑轮组，据甲图可知，连接动滑轮绳子的股数是2股，乙图中连接动滑轮绳子的股数是3股，由可知，甲图绳末端的拉力是，乙图中绳末端的拉力为，因此乙滑轮组更省力；根据，物重相同、动滑轮的重力相同，则两滑轮组的机械效率相同，故D正确，ABC错误。 故选D。 10．A 【详解】A．不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，则 F拉+G动=nF 则绳子对物体的拉力为 F拉=nF-G动=2×400N-20N=780N 故A正确； B．物体的重力为1000N，升高的高度为2m，斜面与水平地面的夹角为30°，根据勾股定理知识可知，物体在斜面上移动的距离为 s物=4m 绳子拉物体的力为780N，则绳子对物体做的功为 W总=F拉s物=780N×4m=3120J 故B错误； C．绳子端移动的距离为 s绳=ns物=2×4m=8m 工人做功的功率为 故C错误； D． 整个装置的机械效率为 故D错误。 故选A。 11． 0 1200 75% 【详解】[1]物体A沿水平地面匀速移动10m，没有沿重力的方向移动距离，所以，A的重力做功为0J。 [2]由图可知，吊着动滑轮的绳子段数n=3，则绳子自由端移动的距离为 s=ns物=3×10m=30m 拉力做功为总功，总功为 [3]克服摩擦力做的有用功为 此滑轮组的机械效率为 12．2.5×103 【详解】有用功 滑轮组的机械效率是80%，根据可知，总功 拉力F的功率 13． 260 60 省力 【详解】[1]由图知，该滑轮组由两股绳子共同承担物体和动滑轮的总重力，不计绳重与其他摩擦，则每个工人的拉力均为 [2]物体上升了30m，则绳子自由端移动的距离为 [3]滑轮A是一个动滑轮，根据拉力和物重的关系可知，使用动滑轮的好处时可以省力，缺点是费距离。 14． 2250 45 不变 【详解】[1][2]木箱的重力为 木箱从斜面底端被推上斜面的过程中，推力做的有用功为 根据斜面的机械效率可知，推力做的总功为 工人沿斜面推动箱子时，克服摩擦力做了额外功，额外功的大小为 且箱子沿斜面共运动了10m，则摩擦力的大小为 [3]斜面的机械效率与斜面的倾斜角度、斜面粗糙程度有关，若斜面倾斜角度、斜面粗糙程度不变，则斜面的机械效率不变。 15． 力 靠近 距离 【详解】[1]根据杠杆的平衡条件可知，使用独轮车搬运杂物时，动力臂大于阻力臂，故可以省力。 [2]图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，布往剪刀转动轴靠近时，减小了阻力臂，此时动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件可知，能省力，所以为了更省力，应将布放在靠近剪刀的转动轴处。 [3]扫帚在使用时动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆，它虽然费力，但可以省距离。 16． 【详解】物体A所受重力的大小为200N，此时杠杆所受阻力等于A对杠杆压力；过支点O向F的作用线做垂线，垂线段的长就是该力的力臂，如图所示： 17．(1) 测量力臂 右 (2) (3)B (4)阻力和阻力臂/ (5) 金属棒的质量 【详解】（1）[1][2]如果杠杆倾斜，力臂不方便测量，故实验时，应将杠杆调至水平位置平衡，目的是为了消除杠杆自重的影响和便于测量力臂。若杠杆右端上翘，因为左侧的重力与力臂的乘积大于右侧，故需将平衡螺母向右侧调，相当于增加力臂。 （2）根据表格中的数据可以得出结论，杠杆的平衡条件是动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，用表中所给的字母表示就是 。 （3）小组二实验中，要使杠杆在水平位置平衡，测力计向下的拉力要超过测力计的量程。为完成实验，意味着力要减少，力臂需要增大，悬挂点需要向右移动，故ACD不符合题意，B符合题意。 （4）小组三实验后发现动力和动力臂成反比，根据杠杆的平衡条件，造成此结果的原因是实验时未改变阻力和阻力臂或者乘积不变，导致动力和动力臂的乘积保持不变。 （5）小组四利用图乙装置估测金属棒的重心位置。金属棒在水平位置保持平衡，金属棒上A点下方的细线上悬挂一质量为m的小球，支点O到A点距离为l。根据杠杆平衡条件，我们可以得到以下等式 由于金属棒的重力未知，我们可以通过测量小球的质量和悬挂点到支点的距离来计算，我们需要知道金属棒的总质量（可以通过天平测量），故金属棒的长度为 这样，我们就可以计算出金属棒重心到支点O的距离L。 18．(1)弹簧测力计 (2)80.8% (3)增大 (4)偏小 【详解】（1）实验中需要测量物体的重力、拉力等，因此实验中需要的测量工作还有弹簧测力计。 （2）第③次实验中滑轮组所做的有用功 滑轮组所做的总功为 因此第 ③次实验中滑轮组的机械效率为 （3）由表中实验数据可知，三次实验中，物重逐渐增加，物体上升的高度相等，滑轮组的机械效率也逐渐增加，因此通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将增大。 （4）弹簧测力计没有竖直向上拉，动力臂变短，会造成拉力变大，从而使总功偏大，根据可知，在有用功不变的情况下，总功偏大，测得的机械效率将偏小。 19．(1) (2)87.5% (3) 【详解】（1）由图可知该滑轮组提升物体的绳子段数为4段，则拉力移动的距离 拉力所做的总功 拉力的功率 （2）有用功 滑轮组的机械效率 （3）由题意，动滑轮的重力 不计绳重和摩擦，由 可知机械效率为80%时物体的重力 20．(1)1200J (2)150W (3)80% 【详解】（1）由图可知，n=3，石材10s移动了1.0m，则绳子自由端移动距离 s=ns物=3×1.0m=3m 工人做的总功 W总=Fs=500N×3m=1500J 有用功 W有=f×s′=1200N×1.0m=1200J （2）工人拉力做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 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 $$