第九章机械和功同步练习-2025-2026学年北师大版八年级下册物理

第九章机械和功同步练习 一、单选题 1．功率的定义式为，由此可见（　　） A．做功多少由功率的大小和做功所用时间共同决定 B．做的功越少，功率就越小 C．做功的时间越长，功率就越小 D．功率越大，则物体做的功一定越多 2．如图所示为铁路输电线的牵引装置原理图，采用坠砣牵引的方式来自动补偿输电线的张紧程度，以此保障列车电极与输电线的接触。若钢绳通过滑轮组悬挂配重为5000N的坠砣，输电线的一端P点与B滑轮相连接张紧，这段时间内坠砣竖直下降了10cm，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，则下列说法正确的是（    ） A．A是动滑轮，B是定滑轮 B．A滑轮、B滑轮均为动滑轮 C．输电线P点向左移动了20cm D．输电线P端受到的拉力为 3．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．效率越高的机械，做的有用功越多 B．功率越大的机械，做功越快 C．做功越多的机械，功率越大 D．功率越大的机械，机械效率越高 4．桔槔是中国古代社会的一种主要灌溉机械。如图所示，在水边架一个杠杆，前端用绳系提水工具，后端坠重物，即可一起一落地汲水。下列关于该桔槔使用时的杠杆五要素示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，用两个滑轮匀速提起两个物体，甲、乙两个滑轮提起重物的质量相等，不计摩擦和绳重，若，则说明了（　　） A．使用定滑轮比使用动滑轮省力 B．动滑轮的重力大于物体的重力 C．使用动滑轮不省力 D．动滑轮的重力小于物体的重力 6．小组同学找到了如图所示的滑轮，用弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动细绳使重物匀速上升，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个定滑轮 B．使用该滑轮可以省距离 C．若物重增大一倍，匀速提升物体需要的拉力也一定增加一倍 D．沿虚线方向匀速拉动测力计，测力计示数变大 7．图是甲、乙两个滑轮使用方法的示意图。下列说法不正确的是（　　） A．甲滑轮是动滑轮 B．使用甲滑轮时，如果不计绳重和摩擦，就可以省一半的力 C．乙滑轮是定滑轮，使用时可以改变力的方向，但不能省力 D．甲图中绳端移动的距离是物体移动距离的二倍 8．如图所示，身高不同的两位同学在相同时间内都成功举起质量相同的杠铃。下列说法正确的是（　　） A．甲对杠铃做功较多，功率较大 B．乙对杠铃做功较多，功率较大 C．两人对杠铃做功相同，甲的功率较大 D．两人对杠铃做功相同，乙的功率较大 二、填空题 9．用相同的滑轮和绳子分别组成如图的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度，甲、乙两滑轮组的机械效率分别为η甲、η乙，拉力对滑轮组所做的功分别为W甲、W乙，若不计绳重及摩擦，则η甲 η乙，W甲 W乙。（填“大于”、“等于”或“小于”） 10．如图所示，滑轮A、B的重力不计。当分别用力和匀速提起物体C时，力 选填“大于”、“等于”或“小于”；滑轮 可以看作等臂杠杆选填“A”或“B”；在上升的过程中，物体C的机械能 选填“增大”、“不变”或“减小”。 11．如图所示，取两根光滑的木棍甲、乙，将绳子的一端系在甲木棍上，再依次绕过两根木棍。甲、乙两根木棍分别由两位同学在木棍的两端握紧。用力缓慢拉绳子的自由端， （甲、乙）木棍受到绳子的拉力更大，已知绳端拉力为F，则甲木棍受到绳子的拉力为 F。 12．在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推，如图甲所示。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。 （1）0~1秒内，推力F对木箱 （选填“做了功”或“没有做功”）； （2）3~6秒，推力F对木箱做功 焦。 13．如图所示，起重机利用滑轮组提升重物时可以 （选填“省力”或“省功”）。某次作业中，起重机将900N的物体匀速吊起5m高，电动机对钢丝绳自由端的拉力F为400N，则这次作业起重机所做有用功为 J，滑轮组的机械效率为 %。只增大电动机牵引钢丝绳自由端的速度，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 14．如图所示，一重为4N的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图像如图所示，由图可知，铁块受到的是 （选填“平衡力”或“非平衡力”），则铁块受到的摩擦力为 N，6s内克服摩擦力做功 J。 15．如图所示，物体A重100N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f＝30N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳端的拉力F是 N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动 m。 三、作图题 16．如图甲所示，用锄头除草时，锄头可视为杠杆，图乙所示是其简化图，O点为支点，请在图乙中画出力F的力臂L。 17．如图所示的是利用羊角锤撬钉子的情景，请在锤柄A点处画出所施加的最小动力F。 18．不计绳重、滑轮重力与摩擦，拉力F与物重G的关系为，请画出滑轮组的绕线方式。 四、实验题 19．测量滑轮组的机械效率 1.实验原理： 。 2.实验装置 3.测量的物理量： 、钩码提升的高度h、拉力F、 。 4.测量工具： 和 。 5.操作说明：实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高。 6.实验结论：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越 。提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越 ，但越 力。 五、计算题 20．2025年4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京开跑。天工Ultra机器人以2h40min挑战21km赛道夺得冠军。天工Ultra机器人的质量为55kg，匀速运动时受到的阻力为重力的0.1倍。（g取10N/kg） (1)求机器人受到的重力； (2)求比赛过程中机器人克服阻力做功； (3)若机器人在某一段公路上以7.2km/h的速度匀速奔跑，求此时机器人动力做功的功率。 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 1．A 【详解】A．从该定义式，可得，可知，做功多少由功率的大小和做功所用时间共同决定，故A符合题意； B．从该定义式可知，做的功越少，但是所用的时间少得更多，功率可能越大，故B不符合题意； C．从该定义式可知，做功的时间越长，但是做功更大，功率不一定就越小，故C不符合题意； D．从该定义式可知，功率越大，但做功的时间越短，则物体做的功不一定越多，故D不符合题意。 故选A。 2．D 【详解】AB．由图可知，A滑轮固定不动，是定滑轮；B滑轮随着输电线一起移动，是动滑轮，故AB错误； C．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数n=2，坠砣挂在钢绳的自由端，根据坠砣下降高度可知，输电线P端向左移动的距离为 故C错误； D．不计滑轮和钢绳自重、摩擦，根据可知，输电线P端受到的拉力为 故D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．机械效率是有用功占总功的比值，效率越高的机械，做的有用功不一定越多，故A错误； BC．功率指的是做功快慢，功率大，指的是做功快，做功多的机械，功率不一定大，故B正确，C错误； D．机械效率是有用功占总功的比值，而功率是做功快慢的物理量，两个物理量之间没有必然的联系，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】由图知，杆的接触点为支点O，后端重物对杆的拉力F1方向竖直向下，提水工具及水对杆的拉力F2方向竖直向下，O点到F1的垂直距离L1为动力臂，O点到F2的垂直距离L2为阻力臂。故B正确，ACD错误。 故选B。 5．B 【详解】AC．由图知道甲动滑轮，乙是定滑轮，定滑轮不能省力，由可知，动滑轮可以省一半的力，所以使用动滑轮比定滑轮省力，故AC不符合题意； BD．在不计摩擦及绳重时，拉力 F2 = G，若，则 即，故B符合题意，D不符合题意。 故选B。 6．D 【详解】A．图中滑轮的轴与被拉物体一起移动，所以该滑轮是一个动滑轮，故A错误； B．使用动滑轮可以省力，但费距离，故B错误； C．绳子拉力，若物重增大一倍，由于G动不变，匀速提升物体需要的拉力增加了，但小于一倍，故C错误； D．动滑轮的实质是省力杠杆，沿虚线方向匀速拉动测力计，动力臂变小，动力变大，测力计示数变大，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】A．甲滑轮的轴随物体一起运动，是动滑轮，故A正确，不符合题意； B．使用动滑轮时，只有在不计绳重、摩擦和动滑轮重力的情况下，才可以省一半的力，若考虑动滑轮重力，则拉力大于物体重力的一半，故B错误，符合题意； C．乙滑轮的轴固定不动，是定滑轮，使用时可以改变力的方向，但不能省力，故C正确，不符合题意； D．甲图中是动滑轮，绳端移动的距离是物体移动距离的二倍，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．A 【详解】甲、乙两位同学对杠铃做的功W等于克服杠铃自身重力G做功，可表示为 当他们举起相同质量的杠铃，由于甲同学身高较高，所以甲对杠铃做的功较多，因为举起杠铃所用的时间相同，根据可知，甲做功的功率较大，故A正确，BCD错误。 故选A。 9． 等于 等于 【详解】[1]甲、乙两滑轮组把相同的重物匀速提升相同的高度，所做所做有用功是相同的，因为是相同的滑轮，不计绳重及摩擦，所以克服滑轮重力所做的额外功是相同的，所以甲、乙中总功是相同的，根据，甲、乙的机械效率是相同的，故。 [2]拉力做的功是总功，甲、乙中有用功和额外功都相同，所以总功也相同，故。 10． 大于 A 增大 【详解】[1][2]由图可知，滑轮A是定滑轮，则。滑轮B是动滑轮，；所以。滑轮A可以看作等臂杠杆。 [3]物体C匀速上升，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增加，重力势能增大，总的机械能增大。 11． 甲 5 【详解】[1]由图可知，甲木棍上有5段绳子相连，乙木棍上有4段绳子相连，且每段绳子上的拉力大小相等，所以甲受到的拉力大于乙受到的拉力。 [2]甲乙组合类似于滑轮组，甲木棍上有5段绳子相连，则甲木棍受到的拉力为 12． 没有做功 400 【详解】（1）[1]从图丙可以看出，从0s至1s内，木箱处于静止状态，没有移动距离，因此推力没有对木箱做功。 （2）[2]由图象可知在3~5s内的运动速度v=1.0m/s，推力F=200N，在3~5s内移动的距离为 s=vt=1.0m/s×2s=2m 推力做功 W=Fs=200N×2m=400J 由图可知，5~6s没有推力作用在木箱上，不做功，3~6s，推力F对木箱做功400J。 13． 省力 4500 75 不变 【详解】[1]使用滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，但不能省功。 [2]起重机做的有用功W有＝Gh＝900N×5m＝4500J [3]由图可知，n＝3，该滑轮组的机械效率为 [4]滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、物体的重、绳重、摩擦有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关，所以只改变电动机牵引钢丝绳自由端的速度，滑轮组的机械效率不变。 14． 平衡力 2 2.4 【详解】[1]由图乙可知，铁块在6s内的速度一直保持0.2m/s，说明铁块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的力为平衡力。 [2]铁块在竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力三个力作用下处于平衡状态，拉力等于重力与摩擦力之和，则摩擦力为 f=F-G=6N-4N=2N [3]6s内铁块移动的距离为 s=vt=0.2m/s×6s=1.2m 则6s内克服摩擦力做功为 W=fs=2N×1.2m=2.4J 15． 10 1 【详解】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力为 [2]当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动的距离为 16． 【详解】 力臂是支点到力的作用线的距离，在该杠杆中，因为O是支点，故力臂为过O点垂直于F的线段，如图所示： 17． 【详解】由杠杆的平衡条件可知，阻力和阻力臂不变，当动力臂最大时，动力最小，最长的力臂即支点与作用点的连线，连接OA即为最长力臂l，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力F，如图所示： 18． 【详解】不计绳重、滑轮重力与摩擦，绳末端的拉力为，根据题意，n=5，则连接动滑轮绳子的股数是5股，根据偶定奇动，作图如图所示： 19． 钩码重力G 绳端移动的距离s 弹簧测力计 刻度尺 竖直 匀速 高 低 省 【详解】[1]有用功与总功的比值叫做机械效率，所以测量滑轮组的机械效率的实验原理为。 [2][3]根据测量滑轮组的机械效率的实验原理可知，需要测量：钩码重力G、钩码提升的高度h来计算有用功；拉力F、绳端移动的距离s来计算总功。 [4][5]测量重力和拉力需要用弹簧测力计，测量上升的高度和绳端移动的距离需要刻度尺。 [6][7]为了准确的测量绳端的拉力，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。 [8]同一滑轮组，提升重物时额外功不变，增大提升的钩码的重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例增大，故机械效率将变高。 [9][10]提升相同重物，有用功一定，动滑轮个数越多，额外功越大，则有用功在总功中所占的比例减小，机械效率越低；动滑轮个数越多，可知动滑轮上绳子的股数越多，根据可知，越省力。 20．(1)550N (2)1.155×106 J (3)110W 【详解】（1）根据重力计算公式G = mg，代入数据可得，机器人受到的重力G = mg = 55kg × 10N/kg = 550N （2）机器人运动时受到的阻力f = 0.1G = 0.1 × 550N = 55N 机器人匀速运动，其动力F与阻力f是一对平衡力，大小相等，即 F = f = 55N 机器人克服阻力做的功W = Fs = 55N × 21×103m = 1.155×106 J （3）速度v = 7.2km/h = 2m/s 机器人匀速奔跑时，其动力F与阻力f是一对平衡力，大小相等，即F = f = 55N 根据功率计算公式P = Fv，机器人动力做功的功率P = Fv = 55N × 2m/s = 110W 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 $