内容正文:
第十二章简单机械
一、单选题
1.如图所示,下列四种机械装置,正常使用时不属于省力杠杆的是( )
A.羊角锤起钉子 B.扫帚扫地
C.按压开关 D.转动门把手
2.乐乐利用如图所示的滑轮组将重为280N的物体匀速提升了2m,已知他自身重为500N,对绳子施加的拉力。不计绳重和摩擦,下列分析正确的是( )
A.使用滑轮组提升重物可以省功
B.动滑轮重为100N
C.滑轮组的机械效率为70%
D.乐乐利用该滑轮组提升重物时,滑轮组的最大机械效率为82%
3.下列关于机械效率的说法中正确的是( )
A.机械效率越大,说明做功越快
B.机械效率越大,说明做功越多
C.机械的功率越大,机械效率越大
D.机械效率是反映机械性能的物理量
4.如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙,η甲<η乙 B.F甲<F乙,η甲>η乙
C.F甲>F乙,η甲=η乙 D.F甲<F乙,η甲=η乙
5.国旗杆顶有一滑轮,往下拉动绳子,国旗就会上升,对该滑轮的说法,正确的是( )
A.是定滑轮,能改变力的方向 B.是定滑轮,能省力
C.是动滑轮,能改变力的方向 D.是动滑轮,能省力
6.小明在开展“再探动滑轮”的活动中,用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动动滑轮,使重为2N的钩码上升高度10cm,测得弹簧测力计示数为1.2N。下列说法中正确的是( )
A.绳端移动的距离为10cm
B.拉力做的功为0.12J
C.此过程中,该动滑轮的机械效率为83.3%
D.若增加钩码的个数,该动滑轮的机械效率不变
7.将图甲中A、B两个相同的物体从粗糙程度相同的斜面底端匀速拉到顶端,做功情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.斜面可省功且倾斜程度越大,省功越多
B.A受到的拉力等于A受到的摩擦力
C.对B做的有用功为2J
D.右侧斜面的机械效率为66.7%
8.如图所示的杠杆恰好平衡,下列哪一种情况还能保持平衡( )
A.将左右两钩码组各减少一个钩码
B.将左右两钩码组各向内移动一格
C.将左右两钩码组各减少一半钩码
D.将左右两钩码组各向外移动一格
9.杆秤是我国古代的衡器,并沿用至今。如图所示,某次用秤钩挂住物体称重时,提纽O处是支点,AO为5cm,秤砣重500g,秤砣移至距O点20cm的B处,秤杆恰好在水平位置平衡,若g取,不计秤杆和秤钩的质量,这时从秤杆上读得的被称物体的质量是( )
A.0.8kg B.2.5kg C.2kg D.5kg
10.如图所示,下列组合机械的相关描述中正确的是( )
A.吊车是轮轴与定滑轮的组合,为了省力和改变施力的方向
B.绞车是轮轴与定滑轮的组合,为了改变施力的方向,但不能省力
C.吊桥是杠杆与定滑轮的组合,为了省功
D.塔式起重机是杠杆与滑轮组的组合,为了省距离
二、填空题
11.杠杆的应用非常广泛,如图所示的两种剪刀,正常使用时属于省力杠杆的是 剪刀(填甲、乙)根据功的原理,使用这两种剪刀都不能省 ;工程车上的起重臂就是一个 (费力/省力)杠杆(如图所示)。如图所示,A装置是 滑轮(选填“定”或“动”),它的实质是 ,使用它的作用是
12.如图所示的滑轮组,不计绳重及滑轮转动摩擦。被提升物体的重力为90N,每一个滑轮重30N。当绳自由端拉力 F 竖直向上大小为30N时,重物G对地面的压力为 N。拉力 F为 N 时,恰能让重物G以 0.5m/s 的速度匀速上升,此时该滑轮组的机械效率为 ,拉力的功率为 W。
13.踏碓是古代的舂米工具,如图所示。用脚连续踩踏木杠短的一端,长的一端的石头就会起落,从而去掉石臼中稻谷的皮。踏碓的动力臂 阻力臂,它是一个 杠杆。
14.如图所示,用拉力F将重的货物匀速提升1m,动滑轮的机械效率为90%。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,则上述过程中所做的有用功是 J,动滑轮重是 N;如果用该动滑轮把重50N的一袋大米匀速提升相同高度,则动滑轮的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
15.如图光滑斜面,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部,速度相同,沿斜面所需拉力分别为F1和F2,它们做功的功率分别为P1和P2两个斜面的机械效率分别为η1和η2,则F1 F2,P1 P2,η1 η2。(选填“>、<或=”)。
三、作图题
16.如图甲所示是皮带打孔器,其AOB部分可视为一个杠杆,图中O为支点,F2是打孔时所受的阻力,请在图乙中画出作用在B点的最小动力F1
四、实验题
17.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 调节;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆水平平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O的方向各移动一小格,则杠杆将 (选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”);
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从b位置转动到a位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将 ;
(4)小明突发奇想,他采用图丁进行探究,发现当杠杆平衡时,测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符,其原因是 。
18.小明用质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,完成“测滑轮组机械效率的实验”,请回答下列问题:
实验次数
钩码重G(N)
钩码上升高度h(m)
测力计拉力F(N)
测力计移动距离s(m)
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.2
0.3
83%
4
8
0.1
2.7
0.4
(1)只要滑轮组结构一定,则测滑轮组机械效率时,实验器材可以不需要 ;
(2)第4次实验的机械效率为 (保留一位小数),并在图丁中画出相应的滑轮组绕线方法;( )
(3)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高;
(4)已知弹簧测力计的量程为“0~5N”,则利用此弹簧测力计提升物体时,忽略绳重和摩擦,甲、乙两个滑轮组中,甲的最大机械效率 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙的最大机械效率。
五、计算题
19.如图甲所示,起重机正在对货物进行作业,该货物的重力为1.2104N,起重臂下滑轮组的简化结构如图乙所示,在拉力F的作用下,货物被匀速向上吊起2m,滑轮组的机械效率为80%。
(1)使用A滑轮是为了 (选填“省力”或“改变力的方向”)。
(2)拉力F做的有用功是多少?
(3)拉力F的大小是多少?
20.如图所示,为《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车,该车后轮矮小,前轮高大,前后轮之间装上木板,在前轮轴上系紧绳索,通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面重物上,只要轻推车子前进,就可以将重物拉举至一定高度。若用该引重车将质量为的木箱从斜面底端匀速拉到顶端,该过程用时,已知斜面长,高,此过程中前轮轴施加在绳子上的力恒为。不计绳重、滑轮与绳间的摩擦。求:
(1)该过程中绳子拉力的功率;
(2)木箱受到的摩擦力。
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----2025-2026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
B
C
D
D
A
C
C
C
C
A
1.B
【详解】A.羊角锤起钉子过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.扫帚在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B符合题意;
C.开关在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.门把手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.根据功的原理,使用任何机械都不省功。滑轮组虽然可以省力,但并不能省功,故A错误;
B.由于不计绳重和摩擦,拉力的大小可以通过公式来计算动滑轮的重力为
故B错误;
C.滑轮组的机械效率可以通过公式来计算,由于物体被匀速提升,所以有用功为
总功为
机械效率为
故C正确;
D.当乐乐的重力等于他施加的最大拉力时(此时乐乐对地面的压力为零,即他刚好能被绳子拉起),滑轮组的机械效率达到最大,则有
解得,最大拉力为
最大机械效率为
故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.机械效率高,表明使用该机械做功时,有用功在总功中所占的比例高,它并不能反映机械做功的快慢,表示做功快慢的是功率,故A错误;
B.机械效率,说明有用功在总功中所占的比例高;做功的多少是由力和物体沿力的方向的路程决定,故B错误;
C.功率是表示物体做功快慢的物理量,机械效率是有用功与总功的比值,二者是衡量机械性能的不同指标,无必然联系,故C错误;
D.机械效率是反映机械性能优劣的重要标志之一。机械效率高,表明使用该机械做功时,有用功在总功中所占的比例高,机械性能好,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】依题意得,动滑轮的重力相同,滑轮组提升的重物的重力相同。由图得
,
不计绳重及摩擦
,
则
由
得
故ABC错误,D正确。
故选D。
5.A
【详解】国旗杆顶有一滑轮,这个滑轮是固定在旗杆顶部的,是定滑轮;动滑轮能省力,但定滑轮不能省力,能改变力的方向,故A正确,BCD错误。
故选A。
6.C
【详解】A.由图可知,动滑轮上的绳子段数n=2,绳端移动的距离为
故A错误;
B.拉力做的功,即总功
故B错误;
C.克服钩码重力做的有用功
该动滑轮的机械效率
故C正确;
D.增加钩码的个数,即增大物重,有用功会增大,额外功几乎不变,则机械效率会增大,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】A.斜面是一种省力的简单机械,使用任何机械时,都不能省功,故A错误;
CD.由图可知,A做的有用功
A、B两物体的重力相同,上升的高度也相同,所以对A、B两物体做的有用功也相同,即对B做的有用功为
则右侧斜面机械效率
故C正确,D错误;
B.A在向上运动的过程中,拉力除了克服摩擦力做功,还要克服重力做功,因此A受到的拉力大于A受到的摩擦力,故B错误。
故选C。
8.C
【详解】图中杠杆左侧有4个钩码,力臂是2格,右侧2个钩码,力臂是4格,根据杠杆平衡原理,动力×动力臂=阻力×阻力臂,代入可得4×2=2×4
杠杆此时恰好在水平位置平衡。
A.将左右两钩码组各减少一个钩码,左侧有3个钩码,力臂是2格,右侧1个钩码,力臂是4格,代入杠杆的平衡条件公式,可得3×2≠1×4
杠杆不再平衡,故A不符合题意;
B.将左右两钩码组各向内移动一格,左侧有4个钩码,力臂是1格,右侧2个钩码,力臂是3格,代入杠杆的平衡条件公式,可得4×1≠2×3
杠杆不再平衡,故B不符合题意;
C.将左右两钩码组各减少一半钩码,左侧有2个钩码,力臂是2格,右侧1个钩码,力臂是4格,代入杠杆的平衡条件公式,可得2×2=1×4
杠杆还能保持平衡,故C符合题意;
D.将左右两钩码组各向外移动一格,左侧有4个钩码,力臂是3格,右侧2个钩码,力臂是5格,代入杠杆的平衡条件公式,可得4×3≠2×5
杠杆不再平衡,故D不符合题意。
故选C。
9.C
【详解】由题可知,杆秤在使用时是一个绕支点转动的硬棒,相当于一个杠杆,由杠杆的平衡条件
这时从秤杆上读得的被称物体的质量
故C正确,ABD错误。
故选C。
10.A
【详解】A.吊车由轮轴(省力)和定滑轮(改变施力方向)组合而成,轮轴可省力,定滑轮可改变施力方向,故A正确;
B.绞车的轮轴(轮半径大于轴半径)是省力机械,定滑轮仅改变施力方向。因此 “不能省力” 的描述错误,故B错误;
C.根据功的原理,使用任何机械都不省功。吊桥的 “省功” 描述错误,故C错误;
D.塔式起重机的杠杆和滑轮组组合,其目的是省力但费距离,而非 “省距离”,故D错误。
故选A。
11. 甲 功 费力 定 等臂杠杆 可以改变力的方向
【详解】[1][2]由图片和生活经验可知:甲剪刀正常使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;乙剪刀正常使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故这两种剪刀都不能省功。
[3]工程车上的起重臂使用时,它的动力臂小于阻力臂,它是费力杠杆,它的好处是能够省距离。
[4][5][6]A装置的轴不能随物体一起移动是定滑轮,实质是等臂杠杆,使用它不省力,但可以改变用力方向。
12. 30 40 75% 60
【详解】[1]绳子自由端拉力时,动滑轮对物体的拉力
物体静止在地面,受力平衡,因此地面对物体的支持力
根据相互作用力,重物对地面的压力
[2][3][4]重物匀速上升时,拉力为
此时该滑轮组的机械效率为
已知重物G以0.5m/s的速度匀速上升,绳子自由端移动的速度为
则此时拉力的功率为
13. 小于 费力
【详解】[1][2]图可知,踏碓在使用时,动力作用在木杠短的一端,阻力作用在长的一端,动力臂小于阻力臂 。动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。
14. 45 5 变大
【详解】[1][2]所做的有用功为
动滑轮有效绳子段数,动滑轮的机械效率为
解得。
[3]如果用该动滑轮把重50N的一袋大米匀速提升相同高度,物重变大,则有用功变大,额外功基本不变,则动滑轮的机械效率将变大。
15. < < =
【详解】[1]斜面光滑说明没有摩擦,所以不做额外功,所以把同一物体沿斜面AB和AC分别拉到顶端A,h相同,根据可知,将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部所做的功相同,即
不考虑摩擦,有用功等于总功
由可知,沿斜面所需拉力分别为
[2]将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部,速度相同,因为
根据可知,所用时间
根据可知,它们做功的功率分别为
[3]斜面光滑说明没有摩擦,所以不做额外功
根据,机械效率均为100%,则
16.
【详解】由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小,图中支点在O点,因此OB作为动力臂最长,则动力的方向应该向上,过点B垂直于OB向上作出最小动力F1的示意图。如下图所示:
17.(1) 是 右
(2) 6 左端下沉
(3)减小
(4)见解析
【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态,此时杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆向左偏,所以左端较重,应该向右调节平衡螺母。
(2)[1]设每个钩码的重力为G,一小格的长度为L,根据杠杆平衡原理
分析可知B点的拉力
所以B点挂6个钩码。
[2]A、B两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O的方向各移动一小格,则左端的钩码重力和力臂的乘积大于右端钩码重力和力臂的乘积,所以左端下沉。
(3)弹簧测力计由b向a旋转时,力臂逐渐变大,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡原理可知,动力逐渐减小。
(4)杠杆的重心不在支点处,所以该实验必须要考虑杠杆的重力,导致动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积不等。
18. 刻度尺 74.1% 2、3 小于
【详解】(1)[1]滑轮组机械效率
滑轮组结构一定时,n相同,所以测量滑轮组机械效率时,不需要用刻度尺测量s和h。
(2)[2]由表格数据可知,第4次实验的机械效率
[3]由第4次实验的数据可知,承担物重的绳子股数
所以滑轮组绕线方法如下:
(3)[4]由第1次实验的数据可知,承担物重的绳子股数
由第2次实验的数据可知,承担物重的绳子股数
由第3次实验的数据可知,承担物重的绳子股数
所以2,3次实验中是用的同一滑轮组,实验序号3中,物重更重,滑轮组机械效率更高;说明:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高。
(4)[5]甲和乙绳子的绕法不同,其它相同情况时,滑轮组的机械效率相同;若实验中使用的弹簧测力计的量程为“0~5N”,忽略绳重和摩擦,甲由两段绳子承担动滑轮和物体的重,乙由三段绳子承担动滑轮和物体的重,所以乙能提起更重的物体,所以乙的机械效率更高。
19.(1)改变力的方向
(2)2.4104J
(3)5000N
【详解】(1)由图可知,A滑轮为定滑轮,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,故使用A滑轮是为了改变力的方向。
(2)拉力F做的有用功为
(3)由图可知,滑轮组承重绳子股数n=3,则绳子自由端移动的距离为
滑轮组的机械效率为80%,则
解得F=5000N,即拉力F的大小为5000N。
20.(1)100W
(2)200N
【详解】(1)绳子拉动物体移动的速度为
该过程中绳子拉力的功率为
(2)拉动物体过程中做的有用功为
做的总功为
木箱受到的摩擦力做的功为额外功,则额外功为
木箱受到的摩擦力为
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
$