第九章 机械和功章末练习2024-2025学年北师大版物理八年级下学期

第九章 机械和功 一、单选题 1．生活中有一种脚踏式垃圾箱，其简化结构如图所示。在A处向下踩动脚踏板，连杆CD便向上顶起箱盖。关于这个装置，下列说法正确的是（　　） A．杠杆ABC是费力杠杆 B．杠杆EDF是省力杠杆 C．杠杆ABC工作时的阻力方向向上 D．杠杆EDF工作时的阻力方向向下 2．学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案，其中可行的是（　　） ①控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，并进行比较。 ②控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，并进行比较。 ③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较。 A．只有① B．只有①② C．只有③ D．①②③ 3．如图所示的是研究定滑轮和动滑轮特点的装置图。下列说法正确的是（   ） A．使用定滑轮能够省力 B．使用动滑轮能够省距离 C．使用定滑轮能够改变力的方向 D．使用动滑轮既能省力也能省距离 4．一名体重为500牛顿的举重运动员，他最多能举起1200牛顿的物体。这个人站在地面上，利用图示装置来提升重物，那么，在给定的以下四个物体中，他所能提起的最重物体是（　　） A．重500牛顿的物体 B．重900牛顿的物体 C．重1200牛顿的物体 D．重2000牛顿的物体 5．如图甲所示的履带式起重机可以用来吊装重型材料，其前端滑轮组的放大图如图乙所示。某次作业中，起重机将的物体匀速吊起高，绳端拉力F为，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为 B．起重机做的有用功为 C．滑轮组的机械效率为 D．若只让起重机做功的功率变大，其机械效率将变大 6．两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，以拉力F1、F2分别将重为G的物体竖直提升相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率为η1、η2，下列判断正确的是（　　） A．F1＝F2 B．F1＝2F2 C．η1＞η2 D．η1=η2 7．甲、乙两机器的功率分别为P甲=1000瓦、P乙=880瓦，下列说法正确的是（　　） A．做功相同，甲用时多 B．甲做功多 C．用时相同，甲做功少 D．甲做功快 8．如图所示，2022北京冬奥会上，韩聪用力拉着隋文静正在匀速旋转，此时若将韩聪视作杠杆，其支点为O，O1是韩聪的重心，G是韩聪所受的重力，隋文静对韩聪的拉力为F，在匀速旋转过程中，下列说法中正确的是（　　） A．韩聪的重力G做功，隋文静对韩聪的拉力为F做功 B．韩聪的重力G不做功，隋文静对韩聪的拉力为F不做功 C．韩聪的重力G做功，隋文静对韩聪的拉力为F不做功 D．韩聪的重力G不做功，隋文静对韩聪的拉力为F做功 二、填空题 9．如图所示是三种类型的剪刀，请为学校园艺师傅选择一把剪树枝的剪刀，你会选择 （选填“A”“B”或“C”）剪刀，这种杠杆 （选填“费距离”或“省功”）。 10．如图所示，工人用30N的拉力将重150N的重物匀速向左移动20cm，物体与地面间摩擦力为50N，时间为10s。则此过程中有用功是 J，总功 J，额外功是 J，滑轮组的机械效率是 。（结果保留整数） 11．某小区正在进行改造施工，工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，若工人所用的拉力为400N，则该滑轮组的机械效率为 。使用该滑轮组既能 又能改变力的方向。使用滑轮组 （选填“能”或“不能”）省功。 12．小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0.4kg，她1min跳绳180次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5cm，则每上升一次，她对鞋所做的功为 J。跳跃时若上升所用的时间占每次跳跃时间的0.3倍，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为 W（g=10N/kg） 三、实验题 13．长沙某建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示： 实验次数 钩码重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η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的； （3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关； （4）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。 14．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明分别用如图甲、乙、丙所示装置，进行了三次实验，实验数据记录如表。 实验装置 物体重力/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 甲 3 0.1 2 0.3 50% 乙 6 0.1 ① 0.3 ② 丙 3 0.1 3 0.2 50% (1)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)乙实验中弹簧测力计的示数如图所示，则表格中②处数据应为 ； (3)分析甲、乙组实验数据可得：同一滑轮组提升的物体重力越大，机械效率 （选填“越大”、“越小”或“不变”）。 四、计算题 15．下图是一款扫地机器人，它的工作原理是通过电动机转动使内部压强减小，从而使杂物进入吸尘器。若该扫地机器人工作时所受阻力恒为60N，它在5s内沿直线匀速清扫地面的距离为2m（忽略灰尘质量和气流的影响），求： (1)此过程中，该扫地机器人动力所做的功。 (2)此过程中，该扫地机器人动力的功率。 16．如图所示，斜面与地面成30°，小明从斜面顶端A点静止开始加速下滑至斜面底端B点，已知小明的重力为500N，在A点时小明对斜面的压力为300N，斜面AB间的长为10m，下滑时间为5s。求： （1）小明从斜面A点滑到B点的平均速度？ （2）小明从斜面A点滑到B点的过程中重力所做的功？ （3）小明在A点时的受力面积为20cm2，他对斜面的压强多大？ 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 《第九章 机械和功》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D C B C C D B 1．D 【详解】AC．杠杆ABC的工作方式是在A处提供一个向下的动力，克服C处向下的阻力，杠杆ABC围绕B处转动，A处下降，C处上升，由图可知，A处向下运动的距离大于C处向上运动的距离，即杠杆ABC使用时费距离，是省力杠杆，故AC错误； BD．杠杆EDF的工作方式是在D点提供一个向上的动力，克服F处向下的阻力，杠杆EDF围绕E处转动，D、F处上升，由图可知，D处向上运动的距离大于F处向上运动的距离，即杠杆EDF使用时省距离，是费力杠杆，故B错误，D正确。 故选D。 【点睛】 2．D 【详解】爬楼是克服自身的重力做功，，若做功时间t一定，测出各自的体重m和爬楼的高度h 体重和爬楼高度、g的乘积越大，功率就越大；控制爬楼高度一定，测出各自的体重m和爬楼时间t，若的比值越大，功率就越大；测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，根据求出功率，比较功率的大小，所以三种方法都是可以的。 故选D。 3．C 【详解】AC．定滑轮相当于一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向，故A错误，C正确； BD．动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮能够省力，但费距离，故BD错误。 故选C。 4．B 【详解】如图所示： 分析可知，人的拉力最大与体重mg相等（此时地面支撑力为0），提升的重物最大为 2T=1000N 考虑到滑轮重和摩擦的影响，提升的重物会比1000N略小。故ACD符合题意，B符合题意。 故选B。 5．C 【详解】A．由图乙知，滑轮组承重绳子为3根，物体被匀速吊起5m高时，绳端移动的距离，故A错误； B．起重机做的有用功，故B错误； C．绳端拉力做的总功，滑轮组的机械效率，故C正确； D．机械效率与功率无关；只让起重机做功的功率变大，其机械效率不变。故D错误。 故选C。 6．C 【详解】AB．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F1=G；乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半，即 则 所以一般情况下，且，故AB错误； CD．不计绳重和摩擦，则甲没有额外功存在，有用功等于总功，机械效率；乙还要克服动滑轮重力做额外功，则有用功小于额外功，机械效率，所以η1＞η2，故C正确，D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．由题可知，P甲=1000瓦、P乙=880瓦，则P甲>P乙，由，做功相同时，甲机器用时少于乙机器用时。故A错误； BD．功率是描述做功快慢的物理量，P甲>P乙，说明甲做功快，由于做功时间未知，无法判断甲乙机器做功的多少。故B错误，D正确； C．由P甲>P乙，W=Pt可知，相同时间时，甲机器做功多于乙机器做功。故C错误。 故选D。 8．B 【详解】在匀速旋转过程中，韩聪的重力是竖直方向的，该过程中竖直方向上无距离，因此韩聪的重力没有做功；该过程中，隋文静相对韩聪的位置不发生改变，隋文静对韩聪的拉力同样是有力，但是没有距离，因此不做功，故B正确，ACD错误。 故选B。 9． AC 费距离 【详解】[1][2]由图知道，AC剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪树枝，目的是为了省力，但费距离。 10． 10 12 2 83% 【详解】[1]物体移动的距离为s=20cm=0.2m 重物匀速移动，受到的拉力等于摩擦力，根据有用功的计算公式可得，此过程中做的有用功是W有用=Fs=fs=50N×0.2m=10J [2]由图可知，动滑轮上有2股绳拉动滑轮，拉力做的总功为W总=Fs′=Fns=30N×2×0.2m=12J [3]额外功W额外=W总-W有用=12J-10J=2J [4]根据机械效率的计算公式可得，滑轮组的机械效率 11． 62.5% 省力 不能 【详解】[1]由图可知，重物由3段绳子承担，已知沙子上升高度h=10m，则绳子自由端移动距离 s=3h=3×10m=30m 总功 W总=Fs=400N×30m=12000J 有用功 W有=Gh=750N×10m=7500J 滑轮组的机械效率 =62.5% [2][3]由滑轮组的特点可知，滑轮组既能省力又可以改变力的方向，使用任何机械都不省功，故使用滑轮组不能省功。 12． 0.2 2 【详解】[1]每上升一次对鞋做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.05m＝0.2J [2]每上升一次所用时间为 她对鞋做功的平均功率为 13． 匀速 丙 1、3 【详解】（1）[1]为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。 （2）[2]在第四次实验中 由可得 即承担物重的绳子股数 所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。 （4）[3]1、3两次实验 由可得 使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 14．(1)匀速 (2)62.5% (3)越大 【详解】（1）在实验中，测量绳子端拉力F时，为了让绳子端的拉力，大小等于测力计的示数，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 （2）从图乙可知，弹簧测力计的示数为3.2N，这为第2次实验数据，滑轮组所做的有用功为 滑轮组所做的总功为 根据机械效率的公式，可得第2次实验的机械效率为 表格中②处数据应为62.5%。 （3）分析1、2组实验数据可知，其他条件不变时，第2次提升物体的重力为6N，大于第1次的3N，第2次实验的机械效率为62.5%，大于第1次的50%，可得：同一滑轮组提升的物体重力越大，机械效率越大。 15．(1)120J (2)24W 【详解】（1）该扫地机器人沿直线匀速清扫地面，动力，此过程中，扫地机器人动力所做的功 （2）此过程中该扫地机器人动力的功率 16．（1）2m/s；（2）2500J；（3）1.5×105Pa 【详解】解：（1）小明从斜面A点滑到B点的平均速度为 （2）因为斜面与水平地面的夹角为30°，所以斜面的高为 h＝0.5s＝0.5×10m＝5m 小明重力做的功为 W＝Gh＝500N×5m＝2500J （3）小明对斜面的压强为 答：（1）小明从斜面A点滑到B点的平均速度为2m/s； （2）小明从斜面A点滑到B点的过程中重力所做的功为2500J； （3）小明对斜面的压强1.5×105Pa。 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 $$