第9章 机械和功-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（北师大版2024）

13 第九章　机械和功 一、 选择题 (第1题) 1. 跨学科实践 日常生活 2023年9月24日, 中国运动员在杭州第19届亚运会赛艇女子 轻量级双人双桨决赛中夺冠,斩获本次亚运 会首金。如图所示,赛艇的桨可视为杠杆, 下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆 的是 ( ) A. 筷子 B. 瓶起子 C. 核桃夹 D. 榨汁器 2. (盐城中考)下列挪动球形石墩的方法中,最 省力的是 ( ) A. B. C. D. 3. ★(连云港中考)如图所示,每个钩码的质量 为50g,在均匀杠杆的A 处挂2个钩码, B 处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在 A、B 两处再各加1个钩码,那么 ( ) (第3题) A. 杠杆仍水平平衡 B. 杠杆的左端向下倾斜 C. 杠杆的右端向下倾斜 D. 将A 处的钩码向左移动一格,杠杆仍能 水平平衡 答案讲解 4. 为了拔除外来入侵物种“一枝黄 花”,农业专家自制轻质拔草器,将 拔草器左下端的叉子插入植株根 部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。 拔除同一植株时,手施力最小的是 ( ) A. B. C. D. 5. (河池环江期末)下列关于功和功率的说法, 正确的是 ( ) A. 力对物体做功越多,功率就越大 B. 有力作用在物体上,力一定对物体做功 C. 物体受到的作用力越大,力对物体做功就 越多 D. 在光滑水平面上由于惯性做匀速直线运 动的物体,没有力做功 6. (连云港中考)下列关于机械效率的说法,正 确的是 ( ) A. 越省力的机械,机械效率越高 B. 做功越快的机械,机械效率越高 C. 所做有用功越多的机械,机械效率越高 D. 有用功与总功的比值越大的机械,机械 效率越高 (第7题) 7. 用如图所示的装置提升货物。篮 子A 所受的重力为15N,绳子能 承受的拉力足够大。已知人所受 的重力为500N,现用20N的拉力 F 拉绳子,此时篮子上升的速度为 0.5m/s(忽略绳重和摩擦,g 取10N/kg)。 下列说法中,正确的是 ( ) A. 绳子自由端移动的速度为1.5m/s B. 动滑轮所受的重力为5N C. 匀速拉动时,篮子里最多能承载960N的 货物 D. 只改变图中滑轮组的绕绳方式,其机械 效率将改变 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1复习进阶 拍 照 批 改 14 答案讲解 8. (镇江京口校级段考)如图所示,九 年级学生正在进行2min跳绳比 赛,下列说法中,符合实际的是 ( ) (第8题) A. 学生跳绳2min做功约为40J B. 学生跳绳的功率约为600W C. 跳绳次数越多的学生,功率越大 D. 一般情况下,学生前1min跳绳的功率大 于后1min 二、 填空题 9. 甲、乙两同学用相同的时间从教学楼一楼登 上三楼,甲同学的质量比乙同学大,这一过 程中,他们做的功分别为W甲、W乙,做功的 功率分别为P甲、P乙,则W甲 W乙, P甲 P乙。(选填“>”“<”或“=”) 10. 小勇背着重40N的书包沿水平路面走了 200m,用时3min,又用1min爬上了大约 9m高的四楼回到家,小勇所受的重力为 600N,则他在回家过程中对书包所做的功 为 J。他上楼过程中克服总重力所 做功的功率是 W。(沿水平路面 行走时不考虑重心高度的变化) 11. (广元中考)暑假期间,小明路过建筑工地, 看到工人用如图所示的滑轮组来提升材 料,当提升的材料所受重力为300N时,滑 轮组的机械效率为75%,则动滑轮所受的 重力为 N;若绳子能承受的最大拉 力为500N,则该滑轮组能提起材料的最大 质量为 kg。(空气阻力、摩擦力及 绳重不计,g取10N/kg) (第11题) 答案讲解 12. 如图甲所示,AB 为轻质杠杆,AC 为轻质硬棒且与力传感器相连,如 图乙所示为物体M 从A 点开始向 右匀速运动过程中力传感器示数大小与时 间的 关 系 图 像,则 物 体 M 的 质 量 为 kg;已知OA 的长度为30cm,OB 足够长,硬棒AC 能承受的最大弹力大小为 15N,若要AC 不断,则物体 M 从A 点 开始运动的时间最长为 s。(g 取 10N/kg) (第12题) 三、 解答题 13. (眉山中考)学校组织学生参加劳动实践活 动,实践基地有一台活塞式抽水机,在杠杆 C 处用力便可取水。请在图中画出: (1) 阻力F2的力臂L2。 (2) 在C 处所用最小力F1。 (第13题) (第14题) 14. 如图所示,某工人站在地面上使用由三个 滑轮组成的滑轮组提升重物,请用笔画线 代替绳子,画出最省力的绕绳方法。 15. (自贡中考)如图所示,小王在“探究杠杆平衡 条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀 的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质 量为50g的钩码若干个。(g取10N/kg) (第15题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(北师版)八年级 15 (1) 如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,则 可将左端的平衡螺母向 (选填 “左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置 平衡。 (2) 图乙中杠杆水平平衡时,若在杠杆左右 两端所悬挂的钩码下同时增加一个相同的 钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”) 端下沉。 (3) 如图丙所示,在A 点悬挂3个钩码,在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在 水平位置平衡,则拉力大小为 N。 如果保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力 计由a位置缓慢转动到b位置的过程中,其 示数将 (选填“变大”“变小”或 “不变”)。 16. (湘潭中考)用如图所示的装置测量滑轮组 的机械效率,部分实验数据如表所示。 (第16题) 实验次序 1 2 3 4 钩码所受重力 G/N 2.0 4.0 4.0 6.0 钩码上升高度 h/cm 5 5 10 5 拉力F/N 1.0 1.8 1.8 2.5 绳子自由端 移动距离s/cm 15 15 30 15 机械效率η 66.7% 74.1% 74.1% (1) 实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力 计,使钩码向上做 运动。第1次 实验时,钩码上升的时间为3s,此过程中, 绳子自由端上升的速度为 m/s。 (2) 第4次实验时所做的有用功为 J, 滑轮组的机械效率是 %。 (3) 分析第1、2、4次实验的数据可知,使用 同一滑轮组提升重物时,重物所受重力越 (选填“大”或“小”),滑轮组的机 械效率越高;分析第2、3次实验的数据可 知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。 (4) 用滑轮组提升重物时,下列说法中,也 可提高机械效率的是 。 A. 换用更轻的动滑轮 B. 加快提升重物的速度 17. (乐山中考)我国已成为世界基建强国。如 图甲所示的塔吊是基建的常用设备,其结 构可简化为如图乙所示的滑轮组模型。已 知物体质量为120kg,动滑轮所受的重力 为300N,在绳子自由端施加拉力F 后物体 在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切 阻力,g取10N/kg。求: (第17题) (1) 物体上升的速度。 (2) 10s内拉力F 的功率。 (3) 滑轮组的机械效率η。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1复习进阶 5 浮力和拉力变化图线的判断 本题主要考查的是同学们对浮力大小与物 体排开液体体积的关系的理解和掌握,易错点 是能否正确读懂图像。(1) 根据浮力大小和排 开液体体积之间的关系判断出哪一条是浮力变 化的图线,哪一条是拉力变化的图线;(2) 根据 拉力变化的图线可知,圆柱体浸入水中前的拉 力即为物体所受的重力G;(3) 根据浮力变化 的图线可得圆柱体浸没时受到的浮力,根据 F浮=ρ水gV排 求出圆柱体的体积,再根据G= mg=ρVg 求出圆柱体的密度。 三、 13. 如图所示 (第13题) 14. (1) 4 (2) 无 (3) B、C(或B、D) (4) 错 误 没有控制排开液体体积相等 (5) 1.1× 103 解析:(1) 根据浮力的测量原理,利用A中 物体在空气中受到的拉力和C(或D)中在浸没状 态下受到的拉力相减即可得到浮力,为6N- 2N=4N。(2) 物体在C、D实验中均为浸没状 态,虽然深度不同但是所受浮力均为6N-2N= 4N,因此可以说明浮力大小与浸入液体中的深度 无关。(3) 为了得到浮力与排开液体体积的关 系,需要比较的是在同种液体中,排开液体体积不 同的对照,因此选择B、C(或B、D)实验。(4) B、E 实验在两种密度不同的液体中排开液体体积不 同,没有控制变量,因此得到的结论不正确。 (5) 利用A、E实验中弹簧测力计的示数之差可 以得到物体在盐水中所受浮力为6N-1.6N= 4.4N,而在水中所受浮力为4N,浸没状态下物 体所受浮力与液体密度成正比,因此ρ盐水 ρ水 = 4.4N 4N = 11 10 ,盐水密度为1.1×103kg/m3。 15. (1) 金属块浸没在水中,排开水的体积V排= V=1×10-4 m3,静止时受到的浮力 F浮 = ρ水gV排 =1.0×103 kg/m3×10N/kg×1× 10-4m3=1N (2) 根据称重法可知,测力计示 数F示=G-F浮=4N-1N=3N,这条刻度线的 刻度值是3N (3) 4 4.0×103 16. (1) 物块B 受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0× 103kg/m3×10N/kg×6×10-4 m3=6N (2) 物块B 受竖直向上的浮力、竖直向下的重力 和竖直向下的拉力,根据力的平衡条件可得,物块 B 所受的重力G=F浮-F拉=6N-1N=5N (3) 10cm=0.1m,物块B 浸入水中的深度h浸= V排 S = 6×10-4m3 0.1m×0.1m=0.06m ,则水的深度h'= h浸+L线=0.06m+6×10-2m=0.12m,水对容 器底部的压强p=ρ水gh'=1.0×103kg/m3× 10N/kg×0.12m=1200Pa 第九章　机械和功 一、 1. A 2. A 3. C 解析:在杠杆两侧挂钩码处各增加1个质 量相同的钩码时,左侧力与力臂的乘积为3G× 2L=6GL,右侧力与力臂的乘积为2G×4L= 8GL,因为6GL<8GL,根据杠杆平衡条件可知, 杠杆右端会向下倾斜,故A、B错误,C正确。再 将A 处的钩码向左移动一格,左侧力与力臂的乘 积变为3G×3L=9GL,右侧仍为8GL,因为 9GL>8GL,杠杆不能水平平衡,故D错误。 判断杠杆是否平衡比较力与力臂乘积大小 杠杆平衡与否由力与对应力臂的乘积决 定。判断杠杆是否平衡的方法为分别计算出动 力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积,再 比较它们的大小。如果两者相等,根据杠杆平 衡条件,杠杆仍然平衡。若哪一侧力与力臂的 乘积大,则哪一侧下沉。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 6 4. C 解析:如图所示,拔草器相当于一个杠杆, 拔草时支点在O 点,若拔同一植株,则植株对拔 草器 的 阻 力 一 定,由 杠 杆 平 衡 条 件 F1L1= F2L2可知,阻力臂越小、动力臂越大,动力越小。 选项中,A、B、C图相比,动力臂相等,C图中的阻 力臂最小,所以C图动力最小;C图与D图相比, 阻力臂相等,C图的动力臂更大,所以C图动力 更小。 (第4题) 5. D 6. D 7. C 解析:由图可知,与动滑轮相连的绳子股数 n=2,篮子上升的速度v=0.5m/s,则绳子自由 端移动的速度v'=nv=2×0.5m/s=1m/s,故 A错误;忽略绳重和摩擦,根据F=1n (G篮+ G动)可知,动滑轮重G动=nF-G篮=2×20N- 15N=25N,故B错误;绳子的最大拉力等于人受 到的重力,即F最大=500N,忽略绳重和摩擦,根 据F最大=1n (G最大+G篮+G动)可知,货物所受的 最大重力G最大=nF最大-G篮-G动=2×500N- 15N-25N=960N,故C正确;忽略绳重和摩擦, 根据η= W有用 W总 ×100%= W有用 W有用+W额外×100%= Gh Gh+G动h×100%= G G+G动×100% 可知,只改变 图中滑轮组的绕绳方式,其机械效率将不变,故D 错误。 8. D 解析:学生所受的重力约为500N,每次跳 起的高度约为4cm=0.04m,每次跳绳做的功 W=Fs=Gh=500N×0.04m=20J,通常学生 2min能完成大约200次跳绳,所以2min内做的 总功远远大于40J,故A错误;学生跳绳的功率约 为P= W总 t = 20J×200 120s ≈33W ,故B错误;学生 所受的重力和跳绳的高度不可能都一样,所以跳 绳次数多的学生做功不一定多,功率也不一定大, 故C错误;一般情况下,学生前1min跳绳要快一 点,所做的功比后1min多,根据P=Wt 可知,学 生前1min跳绳的功率大于后1min,故D正确。 二、 9. > > 10. 360 96 解析:小勇在水平路面上行走时, 对书包的作用力竖直向上,做功为0;在登楼时, 将书包提升,克服书包重力做的功W=G书包h= 40N×9m=360J,即他在回家的过程中对书包所 做的功为360J。他在上楼的过程中克服自身重 力所做的功W'=G人h=600N×9m=5400J,他 克服总重力所做的功W总=W+W'=360J+ 5400J=5760J,时间t=1min=60s,则他克服 总重力所做功的功率P= W总 t = 5760J 60s =96W 。 11. 100 90 解析:滑轮组的机械效率η= G物 G物+G动×100%= 300N 300N+G动×100%=75% , 解得动滑轮受到的重力G动=300N75% -300N= 100N;由题意可知,n=2,若绳子能承受的最大拉 力为500N,则有F=1n (G物'+G动)=500N,该 滑轮组能提起材料的最大重力G物'=nF-G动= 2×500N-100N=900N,则能提起材料的最大 质量m= G物' g = 900N 10N/kg=90kg 。 12. 1 12.5 解析:由图乙知,M 在A 点时,传 感器受到的压力F=10N,此时,传感器受到的力 的大小等于M 所受的重力大小,则M 所受的重 力G=F=10N,M 的质量m=Gg= 10N 10N/kg= 1kg。由图乙知,当M 运动到支点O 时,传感器 受到的力是0,用时5s,OA=30cm,则M 的运动 速度v=OAt = 30cm 5s =6cm /s,当M 运动到支点 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7 O 的右端时,传感器的最大弹力F'=15N,此时 M 到支点O 的距离为L,根据杠杆平衡条件得, F'×OA=G×L,15N×30×10-2m=10N×L, 解得L=45×10-2m=45cm,则M 运动的距离 s'=OA+L=30cm+45cm=75cm,由速度公式 得,M 运动的时间t'=s'v= 75cm 6cm/s=12.5s 。 三、 13. 如图所示 14. 如图所示 (第13题) (第14题) 15. (1) 右 (2) 右 (3) 2 变大 16. (1) 匀速直线 0.05 (2) 0.3 80 (3) 大 无关 (4) A 17. (1) 物体上升的速度v=ht= 5m 10s=0.5m /s (2) 物体所受的重力G=mg=120kg×10N/kg= 1200N,由图乙知,动滑轮上绳子的段数n=3,不 计绳重和一切阻力,绳子自由端拉力F=1n (G+ G动)=13× (1200N+300N)=500N;绳子自由 端移动的距离s=nh=3×5m=15m,拉力所做 的功W总=Fs=500N×15m=7500J,拉力F 的 功率P= W总 t = 7500J 10s =750W (3) 有用功 W有用=Gh=1200N×5m=6000J,滑轮组的机 械效率η= W有用 W总 ×100%= 6000J 7500J×100%=80% 复习进阶综合检测 一、 1. D 2. D 3. D 4. D 5. B 6. C 7. A 8. A 9. D 解析:由图可知,动滑轮上绳子的股数n= 2,则绳子自由端移动的距离是物体移动距离的两 倍,故A错误。弹簧测力计对绳子的拉力作用在 绳子上,物体所受的重力作用在提升的物体上,即 二力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错 误。使用动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,动 滑轮 的 机 械 效 率η= W有用 W总 ×100%= Gh Fs× 100%= GhF×2h×100%= G 2F×100% ,增大物体 被提升的高度,不能提高动滑轮的机械效率,故C 错误。不计绳重和摩擦,动滑轮的机械效率η= W有用 W总 ×100%= Gh Gh+G动h×100%= G G+G动 × 100%= 1 1+ G动 G ×100%= 1 1+1G G动 ×100%,增大 物体与动滑轮所受重力的比值,可以提高动滑轮 的机械效率,故D正确。 10. B 二、 11. 相互 惯性 形状 12. C 100 靠近 13. A 8×103 2∶13 14. 竖直向上 980 = 15. 8.8×108 变小 变小 2.6×104 三、 16. (1) 如图甲所示 (2) 如图乙所示 (第16题) 17. (1) F1h (2) < 使用动滑轮提升物体时, 要对动滑轮做功 18. (1) 不可以 U形管左侧密封,不满足上端 开口的要求 (2) < 液体密度 19. (1) 增大受力面积,减小压强 (2) 由图可 知,有三段绳子承担物重,s=3h=3×1m=3m, 钢丝绳自由端的移动速度v=st= 3m 1s=3m /s (3) 钢丝绳自由端移动的速度v=3m/s,拉力做 功的功率P=Fv=5×103N×3m/s=1.5× 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈