内容正文:
八年级物理下册 第十二章 简单机械 能力提升卷
一、选择题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
1. 工人用滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随物重变化的图像如图乙所示,若内将重的物体匀速提升。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )。
A. 绳子自由端的拉力为
B. 绳端拉动的速度为
C. 拉力做功的功率为
D. 该滑轮组的机械效率为
2. 如图所示,重为的物体在水平拉力的作用下水平向左匀速运动,滑轮的速度为,弹簧测力计的示数为,忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是( )。
A. 物体所受地面的摩擦力为
B. 使用该动滑轮的目的是省力
C. 水平拉力的功率为
D. 物体的运动速度为
3. 用四个完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率,、表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦)。则( )。
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
4. 如图所示,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是( )。
A. 甲做的有用功多
B. 甲做总功的功率大
C. 乙做的总功多
D. 乙所用装置的机械效率低
5. 如图甲所示是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具“车梯”,图乙是其等效图。工人利用此“车梯”将的物体在内沿竖直方向匀速提升了,若“车梯”的动滑轮总重为,忽略绳重和摩擦,取,则此过程中,下列说法正确的是( )。
A. 人对绳的拉力为
B. 人对绳的拉力做功的功率为
C. “车梯”的机械效率为
D. 以更快速度拉绳可提高“车梯”的机械效率
6. 如图为某科技馆“奇妙的滑轮组”的内部简化原理图。某同学用的拉力将座位上的小华竖直向上提升了,取,下列相关说法正确的是( )。
A. 使用该滑轮组可以省功
B. 为了提高机械效率,可以增加更多的动滑轮
C. 提升小华的过程中,绳子的自由端移动
D. 此过程中滑轮组的机械效率为
二、填空题(本大题共8小题,每小题2空,每空1分,共16分)
7. 如图所示,物体以的速度在水平地面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为,物体受到的摩擦力 ,内拉力移动的距离是 。(滑轮重、绳重、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦均不计)
8. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用、匀速提升重力为、的、两物体,不计绳重和摩擦。图甲中, ;若,则 ;若,则 。(后两空均选填“”“”或“”)
9. 小明用如图所示的动滑轮提起水桶,其中桶重,水重,动滑轮重,小明拉绳子的速度为。则在内小明对水桶做的功是 ,若不计绳重和摩擦,小明拉绳的拉力为 ,拉力的功率是 ,动滑轮的机械效率为 ,如果向水桶内再加入一些水,则动滑轮的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10. 如图所示,小亮同学只有一根绳子,他想把被风刮倒的甲树拉正,想起刚学习滑轮知识,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中, (选填“甲树”或“乙树”)相当于动滑轮,像图中一样使用动滑轮可以省 (选填“力”或“距离”)。如果不计绳重和摩擦,甲树受到拉力,则乙树受到的拉力为 。
11. 用图甲的滑轮组提升重的物体,已知拉力为,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是 (选填“”或“”),动滑轮重为 。
12. 小华验证杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1) 如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
(2) 杠杆水平平衡后,在杠杆上的点悬挂了个钩码,如图乙所示,为使杠杆保持水平平衡,应在点悬挂 个钩码。
(3) 如图丙所示,若每个钩码的重为,竖直向上拉动弹簧测力计使杠杆保持水平平衡,则弹簧测力计的示数不等于,原因是 。
13. 中药房使用的杆秤,在我国有几千年的历史。如甲图所示,盘中置物,手提提纽。右移秤砣,使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据活动过程,完成下列问题。
(1) 制作原理:杆秤是根据 条件制成。如乙图,用轻质木棒作为秤杆,细线系上一个质量为的物体作为秤砣,空小盆挂在点作为秤盘,在点挂粗绳作为提纽, 点相当于杠杆的支点。
(2) 乙图中,秤盘内未放称量物,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记,该标记处对应的刻度为 。
(3) 乙图中,当称量物质量增大时,秤砣应向 (选填“左”或“右”)移动。
(4) 为了增大杆秤量程,可采用 (选填“增大”或“减小”)秤砣质量的方法。
14. 小明在组装玩具时,发现了如图甲所示的一种特殊螺丝——内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示,拧螺丝时这种扳手相当于 (选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”);为了使自己更省力,小明应将扳手上的 (选填“”或“”)点插入螺丝后使用。
三、作图题(本大题共3小题,共10分)
15. 如图甲所示为月球车利用机械臂采集月球表面岩石样本时的画面,其机械臂简化图如图乙所示。机械臂可视为杠杆,为支点,竖直向下的阻力施加在点处。请在图乙中画出作用在点的最小动力及其力臂。
16. 如图所示,一辆汽车陷入泥泞之中,现用滑轮组把它拉出来,请在图中用笔画线代替绳子,画出最省力的绕法。
17. 如图所示,小明用滑轮组提升重物,请用笔画线帮他画出滑轮组最省力的绕绳方法。
四、实验探究题(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
18. 在探究杠杆平衡条件时,每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1) 如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。杠杆水平平衡后,在点悬挂个钩码,如图乙所示,为使杠杆保持水平平衡,应在点悬挂 个钩码。
(2) 如图丙所示,若每个钩码的质量为,则应在点施加一个 的竖直拉力作为动力,来维持杠杆水平平衡。此时该杠杆与下图中的 正常使用时的杠杆类型相同。()
(3) 在图丙中杠杆水平平衡的基础上,在支架上固定个滑轮,将悬挂钩码的细线绕过滑轮,如图丁所示。若仍使杠杆保持水平平衡,则竖直拉力 (选填“”“”或“”)。
19. 某搬家公司新购置了一辆带有滑轮组装置的小型吊车(如图甲所示),用于吊运大型家具。为了更好地评估吊车的工作效能,合理安排吊运任务,公司的工作人员与物理社团的同学们合作,对吊车滑轮组的机械效率展开探究。物理社团的同学通过查阅资料了解到吊车滑轮组的结构如图乙所示,通过弹簧测力计拉动滑轮组提升钩码来模拟吊车吊起家具。
(1) 在测量相关物理量时,用弹簧测力计测量绳端拉力,而测量钩码上升的高度以及绳子自由端移动的距离,则需要用到 。
(2) 为了测量绳子自由端的拉力,同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是 (选填“”或“”)同学的方法。
(3) 改变钩码的重量进行多次实验,如表,在第次实验中,提升钩码所做的有用功是 ,此时该滑轮组的机械效率是 (结果保留一位小数)。
实验序号
钩码重/
钩码上升高度/
绳端拉力/
绳端移动距离/
机械效率
(4) 根据实验可知,如果该公司承接了搬运大型工业设备的任务,其重量远超之前的家具。在吊车滑轮组结构、摩擦等条件不变时,吊运此设备,滑轮组机械效率会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。这是因为物重增加,有用功占总功比例 (选填“增大”“减小”或“不变”)。从实际应用看,对于较重货物,可充分利用此特性,合理安排吊运,降低能耗与成本,提升搬家效率。
(5) 实际搬家吊运过程中,绳子与滑轮间的磨损、空气阻力对大型物品的影响等都会影响滑轮组的机械效率,请你就提高机械效率给该公司提一条建议: 。(合理即可)
五、计算题(本大题共3小题,第1题4分,第2题8分,第3题8分,共20分)
20. 1.(4分) 简答题:请简述杠杆的平衡条件。
21. 目前武汉市拥有立体停车库多个,能有效缓解停车难问题。如图甲是一种塔式立体停车库,是目前空间利用率较高的机械式停车设备。其运行原理如图乙所示,电动机通过钢绳拉动提升装置将车辆和载车板升降到指定层,然后用横移装置(图中未画出)将车辆和载车板送入或送出车位,从而达到立体存取车的目的。已知载车板的质量为,电动机对钢绳做功的功率是,在某次停车时,提升装置以的速度将质量为的车辆匀速升高,再由横移装置将车辆送入车位。取。
(1) 已知车轮与载车板的总接触面积是,求车辆对载车板的压强;
(2) 求载车板对车辆做的功;
(3) 求电动机对钢绳的拉力大小;
(4) 求提升装置提升车辆和载车板的机械效率。
22. 某起重机的滑轮组结构示意图如图所示,其最大载质量为。起重机将的钢板匀速提升到高的桥墩上,滑轮组的机械效率为。不计钢丝绳的重力和摩擦,取。求:
(1) 克服钢板重力做的功。
(2) 钢丝绳的拉力。
(3) 滑轮组满载时的机械效率(结果精确到)。
参考答案与解析
1. D
由图像可知,提起重的物体时,滑轮组的机械效率为,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率,即,解
得。A.由甲图可知,连在动滑轮上绳子的段数为,不计绳重及摩擦,当提升的物体重力为时,绳子自由端的拉力为,故A错误;B.绳端拉动的速度,故B错误;C.拉力做功的功率为,故C错误;D.当匀速提升重的物体时,滑轮组的机械效率,故D正确。故选D。
2. C
3. A
4. B
5. C
6. D
使用任何机械都不能省功,A错误;增加更多的动滑轮会导致额外功变大,总功变大,而有用功不变,由可知,机械效率变小,B错误;由图可知,动滑轮上承担重物绳子的段数,小华上升的高度,则绳子自由端移动的距离,C错误;由题可知,,,则滑轮组的机械效率,D正确。故选D。
7. ,
8. ,,
9. ,,,,变大
10. 甲树,力,
11. ,
12.
(1) 右
(2)
(3) 杠杆自身重力的影响不可忽略
13.
(1) 杠杆平衡,
(2)
(3) 右
(4) 增大
14. 轮轴,
15. 如答图所示
16. 如答图所示
17.
18.
(1) 右,
(2) ,B
(3)
19.
(1) 刻度尺
(2)
(3) ,
(4) 变大,增大
(5) 定期给滑轮加润滑油,减小摩擦,可以减小额外功,在有用功一定时,提高机械效率
20. 杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,公式为F_1l_1=F_2l_2。这个条件说明杠杆平衡时,动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积。
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,公式为F_1l_1=F_2l_2。这个条件说明杠杆平衡时,动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积。
21.
(1) ,
,
;
车辆对载车板的压强是;
(2) ;
载车板对车辆做了的功;
(3) 由图乙可知,,
,
由可得,
;
电动机对钢绳的拉力大小是;
(4) ,
,
,
,
。
提升装置提升车辆和载车板的机械效率是。
22.
(1) 有用功:。
(2) 总功:;
钢丝绳的拉力:
。
(3) 克服动滑轮重力做的额外功:
;动滑轮的重力:;满载时的机械效率:。
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