【單元練】杭州外國語學校八年級物理下第十二章【簡單機械】階段練習(含答案解析)

一、選擇題1．如圖所示，用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，力F的大小將（）A．變小 B．不變 C．變大 D．先變大后變小C解析：C如圖所示用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，阻力的大小不變（等于物重G），阻力臂變大，動力臂不斷變小，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知，動力將F變大。故選C。2．如圖用同樣的滑輪組分別提起質(zhì)量相等的一個物體和兩個物體，比較甲、乙兩圖，正確表示機械效率關(guān)系的是（）A．η甲=η乙 B．η甲<η乙 C．η甲>η乙 D．無法比較B解析：B【分析】在額外功相同時，有用功越大，機械效率越大。利用相同的滑輪組提升不同的物體時，物體越重，有用功越大，相同的滑輪組額外功相同，所以提升兩個物體的乙機械效率大，故B正確。故選B。3．如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，下列操作中能讓杠桿繼續(xù)保持平衡的是（）A．將左邊的鉤碼去掉二個并保持位置不變，同時將右邊鉤碼向左移二格B．在左右兩邊鉤碼的下方各加一個鉤碼，位置保持不變C．將左右兩邊的鉤碼各去掉一個，位置保持不變D．將左右兩邊的鉤碼均向外移動一格A解析：A設(shè)杠桿的一個小格是1cm，一個鉤碼的重是1N；A．將左邊的鉤碼去掉二個并保持位置不變，同時將右邊鉤碼向左移二格，（4-2）N×3cm=3N×（4-2）cm，杠桿仍然平衡，故A符合題意；B．在左右兩邊鉤碼的下方各加一個鉤碼，位置保持不變，由（4+1）N×3cm＜（3+1）N×4cm得，杠桿的右端下沉，故B不符合題意；C．將左右兩邊的鉤碼各去掉一個，位置保持不變，由（4-1）N×3cm＞（3-1）N×4cm得，杠桿的左端下沉，故C不符合題意；D．將左右兩邊的鉤碼均向外移動一格，由4N×（3+1）cm＞3N×（4+1）cm得，杠桿的左端下沉，故D不符合題意。4．小紅用圖示裝置探究滑輪組提升重物時的機械效率．下表是她設(shè)計的實驗數(shù)據(jù)記錄表格及所測的數(shù)據(jù)：小紅在實驗中所用動滑輪的重量最有可能是實驗序號物重G/N物體上升高度h/cm手的拉力F/N繩端移動的距離s/cm12101.03023101.43036102.530A．0.9N B．1N C．1.2N D．1.5NA解析：A由圖象知：由3段繩子承擔物重，即n=3，若不計摩擦力，根據(jù)F=（G+G動），帶入第一組數(shù)據(jù)得：動滑輪的重力：G動=3F-G=3×1.0N-2N=1N，由于摩擦力的存在，所以動滑輪的重力應(yīng)該小于1N；故選A。5．如圖所示，在水平拉力F的作用下，物體A勻速向左滑動，彈簧測力計的示數(shù)為12牛，不計滑輪重及滑輪與繩之間摩擦，拉力F和物體A受到的摩擦力f的大小分別為A．F=24牛，f=12牛 B．F=12牛，f=24牛C．F=24牛，f=6牛 D．F=12牛，f=6牛B解析：B【分析】根據(jù)“如圖所示，在水平拉力F的作用下，物體A勻速向左滑動”可知，本題考查了動滑輪的特點和二力平衡的條件的應(yīng)用，根據(jù)動滑輪的特點進行求解。這是一個動滑輪，繩子兩端的力相等，彈簧測力計的讀數(shù)為12N，因為繩子兩端的力相等，所以繩子自由端的拉力F大小為12N，軸上的力等于繩子兩端的力的和為24N；物體勻速運動，則繩子對物體的拉力和地面對物體的摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以摩擦力的大小為24N，故選B。6．如圖，某人用輕質(zhì)木棒挑著一重為G的物體，以下說法正確的是（）A．把重物向后移動一小段距離，則手向下的壓力會變小B．肩膀位置向后移動一小段距離，則手向下的壓力會變大C．如果正確放置木棒，肩膀承受的力可以小于GD．木棒不動手向前移動一點，肩膀承受的力會變小D解析：DA．輕質(zhì)木棒可視為支點在肩膀的杠桿，把重物向后移動一小段距離，則阻力臂變大，而阻力和動力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，手向下的壓力會變大，故A錯誤；B．肩膀位置向后移動一小段距離，則動力臂變大，阻力臂變小，而阻力不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，手向下的壓力會變小，故B錯誤；C．由力的平衡可知，不論如何放置木棒，肩膀承受的力均等于物體所受重力G與手對木棒向下的壓力之和，故C錯誤；D．木棒不動手向前移動一點，則動力臂變大，而阻力和阻力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，手對木棒向下的壓力變?。患绨虺惺艿牧扔谖矬w所受重力G與手對木棒向下的壓力之和，所以肩膀承受的力會變小，故D正確。故選D。7．如圖所示，右側(cè)B處，直接把重為G的物體從水平地面勻速拉到高為h的位置，此過程中繩子拉力對物體所做的功為WB。在左側(cè)A處，利用滑輪組把同一物體從水平地面豎直向上勻速拉到同一高度，在此過程中繩的拉力F所做的功為WA，則該滑輪組的機械效率為（）A．100 B． C． D．D解析：D在左側(cè)A處，利用滑輪組把同一物體從水平地面豎直向上勻速拉到h高度，在此過程中繩的拉力F所做的功為總功，即把重為G的物體從水平地面勻速拉到高為h的位置，此過程中繩子拉力對物體所做的功為有用功，即則該滑輪組的機械效率為故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。8．如圖所示，在一水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力為300N，用力F拉動木箱使它在2秒鐘的時間勻速直線運動了2m（不計滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為100NB．拉力F做功的大小為1200JC．繩自由端移動了4mD．拉力F的功率200WC解析：CA．由圖知，n＝2，不計滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則拉力故A錯誤；B．拉力F做功故B錯誤；C．繩自由端移動的距離故C正確；D．拉力F的功率故D錯誤。故選C。9．如圖所示的四種用具中，屬于費力杠桿的是（）A．剪刀B．核桃鉗C．鋼絲鉗D．面包夾子D解析：DA．圖中剪刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A選項不符合題意；B．核桃鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B選項不符合題意；C．鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C選項不符合題意；D．面包夾子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故D選項符合題意。故選D。10．如圖所示的滑輪組，用F=30N的拉力，拉動水平地面上重為300N的物體，使物體勻速前進了2m.物體和地面之間的摩擦力為45N，在此過程中，下列說法正確的是①拉力做的功是120J②繩子自由端移動的距離是2m③滑輪組的機械效率是75%④A點受到的拉力為300NA．①④ B．②③C．①③ D．③④C解析：C【解析】①②．由圖可知，n=2，則繩子自由端移動的距離：；故②錯誤；拉力做的功：；故①正確；③．克服物體和地面之間的摩擦力做的功為有用功，則有用功：W有=fs物=45N×2m=90J，滑輪組的機械效率：故③正確；④．因物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體受到的摩擦力是一對平衡力，所以，A點受到的拉力：FA=f=45N；故④錯誤；故ABD錯誤，C正確。二、填空題11．一根粗細不均勻的木棍長8米，若在離粗端3米處將它支住，該木棍恰好在水平位置平衡，設(shè)支點到粗端部分木棍重力為G1，到細端部分木棍重力為G2,則G1______G2（選填“>”，“<"或“="）。若在離粗端5米處將它支住，則必須在另一頭細端加掛200牛的重物才能平衡，求這根木棍的重力為多少_____牛。大于300解析：大于300[1]如圖1所示設(shè)O點到粗端的距離為L，在O點左側(cè)對稱的割取長也為L的一段（圖2），再次利用對稱割法，在O點右側(cè)割取與O點左側(cè)所割等大的一部分（圖2虛線部分），將兩次所割取的部分（各自重力顯然是相等的）取走，則原木棒只剩下圖3所示部分。設(shè)左端剩下的重力為G左，力臂為l左，右端剩下的重力為G右，力臂為l右，則由杠桿平衡條件有：G左l左=G右l右，很明顯l左>l右，故有G左<G右，再加上被取走的部分，仍有左端的重力小于右端重力，即G1G2。[2]木棍在O點支起平衡，整個木棍的重心在O點，重力方向豎直向下，若在離粗端5m處(A點)將他支住，如圖所示：由題知OC=3m，AC=5m，則重力木棍力臂:OA=AC?OC=5m?3m=2m，木棍右端受力力臂:AB=BC?AC=8m?2m=3m，根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×OA=G×AB，G×2m=200N×3m，解得：G=300N。12．如圖所示，滑輪重和摩擦均不計，用10牛的水平拉力F拉著物體A在水平桌面上做勻速直線運動，則物體A與水平桌面間的摩擦力大小為___________牛，若物體A在4秒內(nèi)移動0.2米，此過程中拉力做的功為___________焦，功率為___________瓦。41解析：41[1]物體A進行勻速直線運動，在水平方向上，受到滑輪對物體的拉力和摩擦力作用，這兩個力是平衡力，大小相等，由于用動滑輪拉動物體，根據(jù)動滑輪拉動物體時，省一半的力，但是多移動2倍的距離，物體移動了0.2m，所以拉力F要移動0.4m.拉物體A的力是：F′=2F=2×10N=20N.則物體A受到的摩擦力：f=F′=20N.[2]拉力做功：W=Fs=10N×0.4m=4J.[3]拉力功率：P===1W.13．剛會走路的孩子常常因為好奇而去攀爬柜子，容易使柜子翻倒造成傷害事件，其側(cè)視示意圖如圖所示.柜子可簡化成一個杠桿模型，標有A、B、C、D四個點，當它翻倒時，是以________點為支點的.為將柜子固定，可在__________點處加裝固定裝置，使該裝置起作用時受力最小.DA解析：DA[1]支點是整個杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點．由圖可知，當柜子翻倒時，整個柜子能繞D點轉(zhuǎn)動，所以D點是支點；[2]要使固定裝置起作用時受力最小，根據(jù)杠桿平衡條件，當外力及其力臂大小不變時，固定裝置受力要最小，則固定裝置受力的力臂要最大，即該裝置的安裝位置應(yīng)離支點最遠．由圖可知，A點符合條件．14．釣魚是許多人喜愛的一種休閑活動，如圖所示．當有魚上鉤時．魚竿會被拉彎．說明力能改變物體的______；起魚時，若其它條件不變．魚竿長度越長，手提魚竿的力越______．魚竿屬于_________杠桿（選填“省力”“費力”或“等臂”）形狀大費力解析：形狀大費力當有魚上鉤時，魚對魚竿的拉力會使魚竿變彎，說明力改變物體的形狀；魚竿在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿．若其他條件不變，魚竿長度越長，阻力臂增大，而動力臂不變，由杠桿平衡條件可知，動力增大，即手提魚竿的力越大；魚竿在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；15．如圖所示的杠桿OB（自重和摩擦不計）O為支點，在OB的中點A處掛一重為100N的物體，為保證杠桿在水平方向平衡，在B點處沿________（選填“F1”“、F2”或“F3”）方向施加一個最小的力為________N。F250【解析】解析：F250【解析】如圖，為使拉力最小，動力臂要最長，拉力F的方向應(yīng)該垂直杠桿向上，即豎直向上（F2），動力臂為OB最長，杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件：F2×OB=G×OA，所以：F2=G×OAOB=100N×1216．如圖所示，不計繩子、滑輪的重力及它們之間的摩擦，當用大小為10N的拉力F拉重50N的物體時，物體恰好以v＝2m/s的速度沿水平面做勻速直線運動，此時物體受到水平面的摩擦力為________N，將拉力F增大為20N時，物體受到水平面的摩擦力將________（填增大、減小或保持不變）。保持不變【解析】解析：保持不變【解析】(1)物體受力如圖所示，物體做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：f=F+F=10N+10N=20N；(2)當拉力增大為20N時，物體與地面的接觸面材料、粗糙程度、物體與地面間的壓力不變，因此物體與地面間的滑動摩擦力保持不變，仍為20N.17．如圖所示，質(zhì)量不計的光滑木板AB長1.5m，可繞固定點O轉(zhuǎn)動，離O點0.6m的B端掛一個30N的重物G，在A端用與水平地面成30°夾角的力F拉住，杠桿平衡時，拉力F=________N，若拉力F與水平地面的角度減小后仍斜向下拉，則大小將________（選填“變大”“變小”或“不變”）．變大【解析】解析：變大【解析】A端細繩的拉力方向沿繩子向下，從支點O作繩子拉力作用線的垂線段，即為拉力的力臂L，如圖所示：已知細繩于水平地面成30゜夾角,根據(jù)直角三角形的知識可知L=OA，OB為G的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件得：F繩×L=F繩×OA=G×BO，即：F繩×(1.5m?0.6m)=30N×0.6m，解得：F繩=40N；若拉力F與水平地面的角度減小后仍斜向下拉，此時力臂L減小，故力F將變大。18．如圖，輕桿OA可繞O點自由轉(zhuǎn)動，用細線將15N的重物掛在A處，小林在B處用豎直向上的拉力提住輕桿，OB和BA長度之比為3︰5，則拉力大小為______N；若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向，則拉力將______（填“變大”，“變小”或“不變”。）變大解析：變大[1]由題意可知O點為支點，由杠桿平衡條件可知則拉力大小為[2]若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向，阻力與阻力臂不變，動力臂減小，則為保持平衡，由杠桿平衡條件可知，拉力將變大。19．(1)有一位19世紀英國的物理學家。他沒有上過學，年輕時自學物理化學知識，把時間全都花在學習和實驗上。后來他結(jié)識了化學家道爾頓并拜道爾頓為師，加之自己的努力獲得了積大的成就，人們?yōu)榱思o念他，用他的名字作為功和能的國際單位。這位物理學家是______（填寫中文名稱）。同樣用物理學家名字作為計量單位的還有很多，其中帕斯卡是______（填寫物理量名稱）的單位；(2)兩個滑輪按照如圖方式組合，用力F拉動繩端時，重物會向______（選填“上”或“下”）運動。其中A是______滑輪；(3)把兩個完全相同的密度計分別放在盛滿不同液體的甲乙兩個燒杯中，靜止時的狀態(tài)如圖所示。甲乙兩杯中的液體密度ρ甲______ρ乙，密度計在兩杯中所受的浮力的大小關(guān)系是F甲______F乙（選填“>”、“<”或“=”）焦耳壓強上動<=解析：焦耳壓強上動<=(1)[1]功和能的國際單位都是J，所以這位物理學家是焦耳。[2]帕斯卡是壓強的單位，簡稱帕。(2)[3]由圖可知，用力F拉動繩端時，重物會向上運動。[4]由圖可知，A的位置會隨物體一起移動，所以A是動滑輪。(3)[5][6]有圖可知，密度計在兩杯中均處于漂浮狀態(tài)，所受浮力均等于密度計的重力，所以，由圖可知，密度計排開液體的體積，由可知，。20．如圖所示，用大小為500N的拉力F通過滑輪組，將重為800N的物體在5秒內(nèi)勻速提升高度10cm。(1)有用功是___________J，拉力做功的功率是___________W，滑輪組的機械效率是___________%。(2)若要求出動滑輪的重力，需增加的條件是___________。(3)在以下方法中，能提高該滑輪組的機械效率的是___________。（填序號）①增大物體提升高度②增加物體的重力③增大勻速拉繩的速度④改變繞繩方式2080不計繩重和摩擦②解析：2080不計繩重和摩擦②(1)[1]有題意可的，有用功是[2]拉力的做功[3]輪組的機械效率是(2)[4]若要求出動滑輪的重力，則需要忽略克服摩擦力做功，和克服繩子做功。即不計繩重和摩擦。可求出動滑輪重。(3)[5]提高該滑輪組的機械效率的方法有：增加有用功減小額外功。由公式可得①增加重物提升高度的時候，繩端被拉升的距離也變長了,所以不能提高機械效率。故①不符合題意；②增加物體的重力，在動滑輪、摩擦不變的情況下，即額外功不變的情況下，有用功增加了，所以機械效率就提高了，故②符合題意；③增大提升物體的速度，不能提高機械效率，故③不符合題意；④改變繩子的纏繞方法，對重物被拉升沒有影響，即對有用功沒影響；對動滑輪的拉升、動滑輪轉(zhuǎn)動時的摩擦也沒有影響，即不影響額外功．所以改變繞繩方式不影響機械效率，故④不符合題意。故選②。三、解答題21．如圖所示，搬運工人用200N的拉力（方向不變）將木箱勻速提升4m，用了20s，木箱重360N，動滑輪重20N。求：(1)此過程中額外功為多大？(2)拉力的功率為多大？(3)該裝置的機械效率為多大？解析：(1)160J；(2)80W；(3)90%【分析】(1)利用W=Gh求拉力做的有用功；由圖知，使用的是動滑輪，n=2，拉力端移動的距離s=2h，利用W=Fs求拉力做的總功；而W總=W有+W額，據(jù)此求拉力做的額外功；(2)利用求拉力做功的功率；(3)動滑輪的機械效率等于有用功與總功之比。(1)此過程中的有用功W有=G木箱h=360N×4m=1440J由圖知，使用的是動滑輪，n=2，拉力端移動的距離s=2h=2×4m=8m拉力做的總功W總=Fs=200N×8m=1600J因W總=W有+W額，則額外功為W額=W總?W有=1600J?1440J=160J(2)拉力做功的功率(3)動滑輪的機械效率答：(1)此過程中額外功為160J；(2)拉力功率為80W；(3)此時動滑輪的機械效率為90%。22．建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為230N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為125N，時間為20s．求：（1）工人做的有用功；（2）工人做功的功率；（3）此過程中該裝置的機械效率．解析：（1）1380J（2）75W（3）92%（1）工人做的有用功：W有＝Gh＝230N×6m＝1380J；（2）由圖可知，n＝2，拉力端移動距離：s＝2h＝2×6m＝12m，工人做的總功：W總＝Fs＝125N×12m＝1500J；工人做功的功率：；（3）此過程中該裝置的機械效率：．答：（1）工人做的有用功為1380J；（2）工人做功的功率為75W；（3）此過程中該裝置的機械效率為92%．23．如圖所示，工人用滑輪組吊起質(zhì)量為50kg的箱子，工人施加的拉力為300N，箱子10s內(nèi)被勻速豎直提升了2m，不計繩重和摩擦，g取10N/kg．（1）求動滑輪的重力．（2）求滑輪組的機械效率．（3）求工人所做總功的功率．解析：（1）100N；（2）83.3%；（3）120W．（1）箱子的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，由圖可知，n＝2，則由F＝（G+G動）可得動滑輪的重力：G動＝nF﹣G＝2×300N﹣500N＝100N；（2）有用功：W有＝Gh＝500N×2m＝1000J，總功：W總＝Fs＝Fnh＝300N×2×2m＝1200J，滑輪組的機械效率：η＝；（3）工人所做總功的功率：P＝＝120W．答：（1）動滑輪的重力為100N；（2）滑輪組的機械效率為83.3%；（3）工人所做總功的功率為120W．24．楚雄某餐廳用機器人送餐，送餐機器人參數(shù)如表所示。(1)與人的手臂相似，機器人的手臂相當于一個______杠桿；(2)機器人底盤的輪子與水平地面接觸的總面積為0.01m3，求機器人水平運送3kg物體（含餐盤）時，對地面產(chǎn)生的壓強是多少？（______）(3)如果該機器人以最大功率在水平地面上以0.4m/s的速度勻速前進30s，求機器人行走的路程和內(nèi)所做的功。（______）功能迎賓、送餐等質(zhì)量50kg移動速度0.2-0.6m/s功率最大功率100W最大送餐質(zhì)量15kg解析：費力機器人水平運送3kg物體（含餐盤）時，對地面產(chǎn)生的壓強是機器人行走的路程為12m，30s內(nèi)所做的功為【分析】(1)動力臂大于阻力臂是省力杠桿；動力臂小于阻力臂是費力杠桿；動力臂等于阻力臂是等臂杠桿；(2)機器人水平運送3kg物體（含餐盤）時，對地面產(chǎn)生的壓力等于物體與機器人的總重力再利用求出對地面產(chǎn)生的壓強；(3)根據(jù)速度的變形公式求出機器人行走的路程，根據(jù)求出機器人30s內(nèi)所做的功。(1)人的手臂相當于一個杠桿，且動力臂小于阻力臂，則人的手臂相當于一個費力杠桿，而與人的手臂相似，因此機器人的手臂也相當于一個費力杠桿。(2)機器人水平運送3kg物體（含餐盤）時的總重力此時機器人對地面產(chǎn)生的壓力機器人對地面產(chǎn)生的壓強(3)由可得機器人行走的路程機器人30s內(nèi)做的功答：(1)費力；(2)機器人水平運送3kg物體（含餐盤）時，對地面產(chǎn)生的壓強是；(3)機器人行走的路程為12m，30s內(nèi)所做的功為。25．一名體重為500N、雙腳與地面接觸面積為400cm2的學生站在水平地面上，用滑輪組在20s內(nèi)將600N的重物勻速提升1m。不計繩重及摩擦。(1)他站在地面上時對地面的壓強多大？(2)畫出滑輪組的繞線方式；(3)若勻速提升過程中滑輪組的機械效率是75%，拉力F多大？(4)這名學生使用滑輪組最大能提起多重的物體？解析：(1)1.25×104Pa；(2)；(3)400N；(4)800N(1)他站在地面上時對地面的壓力F壓＝G＝500N受力面積S＝400cm2＝0.04m2對地面的壓強p＝＝1.25×104Pa(2)因為要求人站在地面上用滑輪組提升重物，所以，繩子自由端的拉力方向應(yīng)向下，則繩子的起始端應(yīng)系在定滑輪下面的掛鉤上，如圖所示：(3)由圖可知，n＝2，則繩端移動的距離s＝nh＝2×1m＝2m拉力做的有用功W有＝Gh＝600N×1m＝600J拉力做的總功W總＝＝800J由W＝Fs可得，拉力的大小F＝＝400N(4)忽略繩重及摩擦F＝(G+G動)，則G動＝2F﹣G＝2×400N﹣600N＝200N根據(jù)力的作用的相互性可知，這名學生提起重物的最大拉力F拉＝G人＝500N提起