期末專題訓(xùn)練++簡(jiǎn)單機(jī)械實(shí)驗(yàn)探究、綜合計(jì)算2022-2023學(xué)年人教版八年級(jí)物理下冊(cè)

專題訓(xùn)練簡(jiǎn)單機(jī)械實(shí)驗(yàn)探究、綜合計(jì)算一、實(shí)驗(yàn)題1．如圖所示是小紅和小華同學(xué)探究“杠桿平衡的條件”的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情景：（1）掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時(shí)杠桿___________（選填“達(dá)到”或“沒有達(dá)到”）平衡狀態(tài)；若要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向___________調(diào)。調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，除了可以消除杠桿重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，在實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)你寫出：___________。（2）杠桿調(diào)節(jié)好后，小紅進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)如圖乙、丙所示。她測(cè)量出兩邊鉤碼的重力分別為動(dòng)力F1和阻力F2，對(duì)應(yīng)的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1動(dòng)力F1阻力F2支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離L1支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離L2FF10.50.150.30.150.151.510.20.30.30.3記錄數(shù)據(jù)后，同桌的小華根據(jù)數(shù)據(jù)得出如下結(jié)論：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，這個(gè)結(jié)論與杠桿平衡條件___________（選填“相符”或“不相符”）。為了進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)，得出普遍規(guī)律，小紅接下來的做法應(yīng)該是___________A．改變力的大小

B．改變力的方向

C．改變力的作用點(diǎn)（3）復(fù)習(xí)了功的知識(shí)后，小紅回看之前杠桿記錄的數(shù)據(jù)，她想能否將表格中F1×L1/N?m單位N?m換成J？根據(jù)功的定義，你覺得可以換嗎？2．在復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，王老師帶來了一個(gè)自制杠桿AB，從其上找一點(diǎn)C用支架支起來杠桿上的B1、B2、B等各點(diǎn)施加一個(gè)向下的力時(shí)，發(fā)現(xiàn)越來越容易提起水桶。根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象同學(xué)們提出了下面的探究問題：阻力和阻力臂不變，動(dòng)力和動(dòng)力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？杠桿平衡時(shí)，同學(xué)們找來下列器材：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。（1）實(shí)驗(yàn)前，小紅的杠桿如圖乙所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向_______調(diào)節(jié)；（2）如圖丙所示，小紅在實(shí)驗(yàn)過程中，保持阻力、阻力臂不變，用彈簧測(cè)力計(jì)施加豎直向下的拉力（動(dòng)力），使杠桿在水平位置平衡，并記錄在表中；實(shí)驗(yàn)次數(shù)阻力F2/N阻力臂l2/cm動(dòng)力臂l1/cm動(dòng)力F1/N1220202.02220104.0322058.0①實(shí)驗(yàn)中，保持杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是_______；②分析表中數(shù)據(jù)，同學(xué)們得出結(jié)論：阻力和阻力臂不變，杠桿平衡時(shí)，_______；③實(shí)驗(yàn)中小紅發(fā)現(xiàn)，保持杠桿處于水平平衡，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向偏離豎直方向時(shí)，其示數(shù)變大，原因是_______。（3）小紅看到爸爸利用如圖丁的工具抬起大花盆，取出托水盤清洗，結(jié)合上面的探究，她建議爸爸將支架向_______（選填“左”或“右”）移動(dòng)一些距離。3．如圖所示，小軍同學(xué)正在探究“定滑輪的使用特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)：（1）在研究使用定滑輪是否省力時(shí)，用如圖甲所示裝置提升重物，需要測(cè)量的物理量是_______和______；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，他應(yīng)該______（選填“勻速”或“加速”）拉動(dòng)繩子；（3）如圖乙所示，分別用拉力F1、F2、F3勻速提升重物，則三個(gè)力的大小關(guān)系是______；（4）旗桿頂部有一個(gè)定滑輪，給我們升國(guó)旗帶來了便利，這是利用定滑輪______的特點(diǎn)。4．小強(qiáng)同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，他先后將鉤碼放置在圖中A、B位置，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼緩慢地上升，得到下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼懸掛點(diǎn)鉤碼重G/N鉤碼移動(dòng)距離h/m拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η/%1A點(diǎn)1.50.100.70.3071.42B點(diǎn)2.00.151.20.30（1）實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)應(yīng)在物體處于______（選填“靜止”或“勻速運(yùn)動(dòng)”）狀態(tài)時(shí)，讀取彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)；（2）表格中第2次實(shí)驗(yàn)所測(cè)杠桿的機(jī)械效率為______（保留一位小數(shù)）；（3）實(shí)驗(yàn)后小強(qiáng)認(rèn)真地思考，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無法得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論。這是因?yàn)開_____。5．小明和小強(qiáng)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示兩種滑輪組來提升同一重物，在討論滑輪組機(jī)械效率時(shí)，兩人產(chǎn)生了分歧，小明認(rèn)為：“甲滑輪組的動(dòng)滑輪總重小，機(jī)械效率高”：小強(qiáng)卻認(rèn)為：“乙滑輪組更省力，機(jī)械效率高”。兩人誰(shuí)也說服不了誰(shuí)，于是決定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想是否正確，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示：所測(cè)物理量裝置甲裝置乙鉤碼重G/N44鉤碼上升的高度h/m0.10.1繩端拉力F/N1.61.4繩端移動(dòng)的距離s/m0.30.4機(jī)械效率η71.4%（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)沿豎直方向______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體上升；（2）甲滑輪組的機(jī)械效率是______%（精確到0.1%），由計(jì)算結(jié)果可以確定______（“小明”或“小強(qiáng)”）的說法是正確的；（3）他們又設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，如圖丙所示，和裝置甲對(duì)比（甲、丙中每個(gè)滑輪重相同），在提升同一重物時(shí)，如果不計(jì)繩重和摩擦，則裝置丙的機(jī)械效率______（填“大于”、“等于”或“小于”）裝置甲的機(jī)械效率；（4）若忽略繩重及摩擦，用如圖所示的滑輪組提升重物時(shí)，下列做法能提高滑輪組機(jī)械效率的有______（有2個(gè)選項(xiàng)正確，填寫對(duì)應(yīng)字母）。A．增加物體被提升的高度B．減輕動(dòng)滑輪的重力C．增加被提升物體的重力D．改變繩子的繞法，減少承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)6．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某小組用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)（如圖）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升距離/cm彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N彈簧測(cè)力計(jì)上升距離/cm機(jī)械效率/%12100.83083.324101.53036103090.9（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)豎直向上_____拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）在第2次實(shí)驗(yàn)中，滑輪組的機(jī)械效率η為_____（保留一位小數(shù)）；第3次實(shí)驗(yàn)如圖丙，請(qǐng)讀出圖中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)：_____；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推測(cè)，使用該滑輪組再次將重為8N的物體勻速提升10cm，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率可能為_____A．71.6%B．82.6%C．92.4%D．100%（4）另一實(shí)驗(yàn)小組改變動(dòng)滑輪的重，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并繪制出如圖丁的圖像?？芍罕惶嵘矬w所受的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越_____（選填“高”或“低”）；實(shí)驗(yàn)中使用了不同的滑輪組，還多次改變提升的物重來測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，目的是為了_____。（填字母）A．減小摩擦

B．多次測(cè)量取平均值減小誤差

C．獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律7．在探究“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置。在其它條件一定時(shí)，獲取了表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾斜程度斜面的物重G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面長(zhǎng)度s/m機(jī)械效率1較緩100.15.50.536.4%2較陡100.27.00.5①3最陡100.38.50.570.6%（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，沿斜面緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，盡量使木塊___________運(yùn)動(dòng)；（2）通過比較表格中___________和___________兩欄對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，可知斜面是一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)械；在第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果忽略斜面的摩擦，則拉力F沿著斜面拉木塊移動(dòng)s距離所做的功，等于直接用手把重為G的木塊提升h高度所做的功，這樣算出的拉力F大小為___________N。對(duì)比表格中的拉力，發(fā)現(xiàn)實(shí)際拉力大于計(jì)算值，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械，___________；（3）在第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)表格中①的數(shù)據(jù)為___________；依據(jù)完整的數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：在其它條件一定時(shí)，斜面___________，機(jī)械效率越高；（4）第3次實(shí)驗(yàn)中物塊所受滑動(dòng)摩擦力大小為___________。（忽略空氣阻力）二、計(jì)算題8．圖甲是我國(guó)古代科學(xué)著作《天工開物》中記載的井上汲水裝置——桔槔，它相當(dāng)于一個(gè)杠桿。圖乙為某同學(xué)根據(jù)其原理自制的模擬裝置，杠桿左端懸掛的石塊重28N，右端懸掛水桶，水桶汲滿水后總質(zhì)量為10kg，不計(jì)杠桿自重、繩重及摩擦。求：（1）汲滿水后水桶的總重力；（2）某次汲水前，為將水桶放入井中，人站在水平地面，用60N的恒力豎直向下拉動(dòng)掛水桶的繩子。若人的質(zhì)量為60kg，雙腳與地面的接觸面積為400cm2，此時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？（3）某次汲滿水后，人豎直向上拉掛水桶的繩子使水桶上升，繩子始終保持豎直。若水桶離開水面后勻速上升了1.5m，用時(shí)5s，在這段時(shí)間內(nèi)人的拉力做功的功率是多大？已知杠桿左右兩端的繩子對(duì)杠桿拉力的力臂之比始終保持2.5：1不變。9．如圖所示，杠桿MN可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B、C、D是四個(gè)供人娛樂的吊環(huán)、B環(huán)到O點(diǎn)的距離為D環(huán)O點(diǎn)距離的一半，父子倆在吊環(huán)上做游戲，質(zhì)量為40kg的兒子吊在B環(huán)上，父親站在地面上抓著D環(huán)。求：（1）若不計(jì)杠桿和吊環(huán)的重以及轉(zhuǎn)軸間的摩擦，為使杠桿在水平位置平衡，父親要用多大的力拉吊環(huán)D。（2）若父親實(shí)際使用豎直向下的拉力為250N，在4s內(nèi)將兒子勻速拉高0.4m，父親要做多少功。（3）父親提升兒子的過程中，該器材的機(jī)械效率為多少。10．如圖所示，物體重為180N，動(dòng)滑輪重20N，繩重和摩擦不計(jì)。在拉力F的作用下，物體正以0.1m/s的速度勻速上升。求：（1）拉力F為多大？（2）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？（3）若被提升的重物為380N時(shí)，此時(shí)機(jī)械效率是多少？11．一名建筑工人用如圖所示的滑輪組，將一個(gè)重為450N的貨物，在10s內(nèi)沿豎直方向勻速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N，求：（1）建筑工人所做的有用功；（2）建筑工人做功的功率；（3）該滑輪組的機(jī)械效率。12．如圖所示，利用斜面將箱子推進(jìn)車廂，通常要比把箱子直接從地面搬進(jìn)車廂省力多了，某同學(xué)用100N的力沿斜面向上勻速推動(dòng)箱子，已知箱子質(zhì)量為20kg，斜面長(zhǎng)3m，斜面高1.2m，g=10N/kg（1）箱子受到的重力；（2）箱子受到的摩擦力；（3）斜面的機(jī)械效率；（4）使用斜面推箱子時(shí)有哪些更省力的方法。

13．中央電視臺(tái)的《我愛發(fā)明》欄目播出了一起節(jié)目：“水陸機(jī)甲”，即“水陸兩棲挖掘機(jī)”，這個(gè)挖掘機(jī)下面是兩個(gè)巨大的浮箱。它的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：項(xiàng)目數(shù)值整機(jī)質(zhì)量（t）36.5發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（kW）150標(biāo)準(zhǔn)斗容（m3）1.0鏟斗質(zhì)量（t）0.25每條履帶與地面接觸的面積（m2）2.5（1）求挖掘機(jī)靜止且不工作時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（2）求挖掘機(jī)在足夠深的水中靜止時(shí)，所排開水的體積；（3）挖掘機(jī)在從水中挖掘、運(yùn)送泥沙過程中，正好裝滿泥沙的鏟斗用4s以2.4m/s的平均速度從圖乙中最低點(diǎn)A移到最高點(diǎn)B，接著再用2s沿水平方向移動(dòng)4m將泥沙卸到汽車上。如果挖掘機(jī)在上述運(yùn)送泥沙過程中的平均功率為60kW，設(shè)泥沙的密度為1.8×103kg/m3。求：此過程挖掘機(jī)的機(jī)械效率。14．如圖甲所示是一輛工程所用起重車。起重車的質(zhì)量為9600kg，有四個(gè)支撐腳，支撐腳的總面積為1.2m2，起重時(shí)汽車輪胎離開地面，圖乙是起重車吊臂上的滑輪組。在某次作業(yè)中將質(zhì)量為1200kg的貨物勻速提升，滑輪組上鋼絲繩的拉力F為5000N，貨物上升的速度為0.2m/s。（不考慮繩重），求：（1）起重車起重時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（2）起重機(jī)提升物體時(shí)拉力F的功率。15．小明用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)貨箱，已知貨箱的質(zhì)量為60kg，在F=80N的拉力作用下，貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)移動(dòng)了6m，地面對(duì)貨箱的滑動(dòng)摩擦力f為貨箱重的0.3倍。求：（1）貨箱的重力是多少？（2）拉力F的功率是多少？（3）此滑輪組的機(jī)械效率是多少？16．工人用如圖甲所示的滑輪組利用箱子運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不定。滑輪組的機(jī)械效率隨重力不同的建材變化的圖像如圖乙所示，滑輪與鋼繩間的摩擦力及箱子和繩重忽略不計(jì)。求：（1）若工人用400N的拉力，將建材勻速豎直向上提升了4m，工人所做功；（2）當(dāng)所運(yùn)送建材的重為900N時(shí)，工人作用在繩子上的拉力；（3）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%時(shí)，所運(yùn)送建材受到的重力。參考答案1．達(dá)到右便于測(cè)量力臂不相符B不可以2．右便于測(cè)力臂動(dòng)力與動(dòng)力臂成反比拉力的力臂變小右3．物體的重力拉力的大小勻速F1=F2=F3能夠改變力的方向4．勻速運(yùn)動(dòng)83.3%鉤碼懸掛點(diǎn)位置不同5．勻速83.3小明等于BC6．勻速88.9%2.2NC低C7．做勻速直線斜面的物重