2021-2022学年人教版八年级物理下册单元练习题第十二章简单机械(含答案)

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名称 2021-2022学年人教版八年级物理下册单元练习题第十二章简单机械(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-04-19 00:00:00

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八年级物理下册单元练习题
第十二章 简单机械
一、选择题。
1.下列简单机械在正常使用时属于费力杠杆的是(  )
A.钢丝钳 B.开瓶器
C.钓鱼竿 D.指甲剪
2.如图所示,用一个始终水平向右的力F把杠杆OA从图示位置缓慢拉至接近水平的过程中,下列说法正确的是(  )
A.阻力臂一直变大 B.F先变小后变大
C.一直是省力杠杆 D.可以将杠杆OA拉至水平位置并保持静止
3.学习小组根据古代的杆秤原理自制了一个杆秤,如图所示,将秤盘固定在A点,秤盘上不放重物且无秤砣时,提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡,测得OA=4cm。当在秤盘中放入重物时,将秤砣移至B点,恰好能使杆秤水平平衡,OB=20cm,所用秤砣质量为0.5kg。以下说法正确的是(  )
A.自制杆秤的零刻度线恰好在O点
B.因杆粗细不均匀,秤的刻度线分布也不均匀
C.将秤砣移至B点,秤盘放置2kg重物时杆秤再次平衡
D.要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更小的秤砣
4.如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1500N,且AB=1m,AD=0.5m,CD=0.3m,则要撬动该石块所用的最小的力是(  )
A.900N B.750N C.300N D.150N
5.如图所示是绿化工人在修剪树木的场景,工人师傅在修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了(  )
A.增大动力臂,方便 B.增大阻力臂,省力
C.减小动力臂,方便 D.减小阻力臂,省力
6.某同学用重为10N的滑轮匀速提升重为90N的物体。不计绳重,则该同学所用拉力F的可能值是(  )
A.25N B.60N C.50N D.45N
7.如图所示装置,同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态,不计滑轮重力及摩擦,则(  )
A.甲、乙的体积之比为1:2 B.甲、乙的质量之比为1:2
C.甲、乙的密度之比为2:1 D.甲、乙的重力之比为2:1
8.如图是工人师傅提升重物的情景,若不计绳重、动滑轮重及摩擦,其中最省力的是(  )
A. B. C. D.
9.关于功率和机械效率,下列说法正确的是(  )
A.机械的功率越大效率越高
B.机械的功率越大做功就越快,效率不一定高
C.机械的效率高说明有用功所占的百分比大,功率也大
D.机械效率高的机械一定省力,功率不一定大
10.如图所示,分别用两种不同的方式提升两个相同且重力均为G的物块。甲用滑轮组匀速提升,动滑轮重力G动大于物块重力G,拉力F1做功W1,滑轮组的效率为η1;乙沿斜面(如图乙所示)把物块从A点匀速提升至B点,SAB=2h,拉力F2做功W2,物块与斜面的摩擦力为f1,斜面的效率为η2。若两次拉力大小F1=F2,则下列说法一定正确的是(  )
A.W1=W2 B.f1=F2
C.η1=η2 D.若提升高度相同,滑轮组的额外功大于斜面的额外功
二、填空题。
11.如图所示,OB为轻质杠杆,O为支点,在杠杆的A点挂一重为30N的物体M,在杠杆的B点施加拉力F,当拉力方向与杠杆成30°角时使杠杆在水平位置平衡,此时拉力F为20N。已知OB=30cm,则OA=   cm。
12.如图所示,快递小哥为了较快的把货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物,应该选用    装置,理由是    。
13.如图所示,水平桌面上有一铁块,由绕过定滑轮的细绳与重6N的沙桶相连且保持静止,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,定滑轮的作用是    ;铁块受到摩擦力的大小是    ,铁块受到了    个力的作用。
14.如图所示,用200N的力F将一重为90N的物体A提升到离地面5m的高处。则拉力F做的功是    J,效率是    。
15.如图是小明用来探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验,不计绳重和摩擦,
(1)请在图甲中画出最省力的绕法。
(2)实验时,应沿竖直方向    拉动弹簧测力计。
(3)若只增加物重,此滑轮组的机械效率将    。
(4)他多次改变物重,并根据实验数据制成如图乙所示的图象,由图象可知,当物重为4N时,此滑轮组的机械效率为    。
三、作图题。
16.如图所示是盘子夹,作用是当人们用盘子蒸食物时用其拿出盘子即方便又安全,请你在简图中画出动力F1、阻力F2及阻力臂L2。
17.工人站在地面利用滑轮组将重物匀速提升,请在图中所示的滑轮组上画出绕线方法。
四、实验探究题。
18.利用杠杆开展相关实验探究:(图上箭头表示杠杆转动方向)
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图甲所示。则应将平衡螺母向     (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)小明又用如图乙所示装置进行实验,弹簧测力计的示数应是   N(一个钩码重力为0.5N)。
(3)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2,则2L1   3L2(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。
五、计算题。
19.如图所示,一根长木棒AB(质量不计)可以绕支点O转动,木棒的A端用竖直细线连接在地板上,AB=1m,OB=0.6m。在木棒的B端通过细线悬挂一个长方体物块C,C的密度为0.9×103kg/m3,B端正下方放一盛满水的溢水杯,溢水杯中水的深度为20cm;现将物块C缓慢浸入溢水杯中,当物块浸入水中一半时,从溢水口处溢出0.6N的水,杠杆处于水平平衡状态。(忽略细线的重力,g取10N/kg),求:
(1)当物块浸入水中一半时,物块受到的浮力和溢水杯底受到水的压强。
(2)物块的体积和物块C受到细线的拉力。
(3)细线作用在A的力。
20.盘山公路可以简化成物理模型斜面(如图)。一辆质量为8t的汽车,在2×104N的牵引力作用下,沿盘山公路匀速行驶6km,到了高为0.6km的山顶,忽略空气阻力。试求:
(1)汽车上坡时受到斜面的摩擦力:
(2)该斜面的机械效率。
参考答案
一.选择题
1.【分析】C。
【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:A、用钢丝钳剪铁丝的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;故A不合题意;
B、开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不合题意;
C、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D、指甲剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不合题意。
故选:C。
2.【分析】A。
【分析】从支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即力臂.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,力F始终水平向右,即动力臂不断变小,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,阻力不变,阻力臂变大,所以动力变大.
【解答】解:
如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,阻力的大小不变(等于物重G),阻力臂变大,动力臂不断变小,当阻力臂大于动力臂时,杠杆为费力杠杆;根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力将变大。

将杠杆OA拉至水平位置时,动力臂为0,杠杆不能平衡,不能保持静止状态,综上所述,A正确,BCD错误。
故选:A。
3.【分析】A。
【分析】A、杆秤的零刻度为测量物体的质量为0时,杠杆平衡时秤砣在杠杆上悬挂的位置;提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡,则O为其重心,据此分析;
B、无论杆秤粗细是否均匀,秤的刻度线分布都是均匀的,因为无论杆秤粗细是否均匀,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可推导OB与m′的函数关系,根据函数关系分析即可;
C、将秤砣移至B点,根据G=mg计算秤砣重,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得秤盘中物体的质量;
D、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得m′=,所以要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣
【解答】解:
A、秤盘上不放重物且无秤砣时,提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡,则O为其重心(也为杆秤的支点);
此时秤盘中无重物,若把秤砣悬挂在O点处,因秤砣对杆秤的拉力过支点,其力臂为0,杆秤仍平衡,由此可知该杆秤的零刻度线应该标在O点,故A正确;
B、无论杆秤粗细是否均匀,秤的刻度线分布都是均匀的,因为无论杆秤粗细是否均匀,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知G×OB=m′g×OA,即mg×OB=m′g×OA,
所用秤砣质量为0.5kg,
即OB=m′×,因是一个定值,所以OB与m′成正比,故B错误;
C、将秤砣移至B点,秤砣重为:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:G×OB=m′g×OA,
即5×20cm=m′×10N/kg×4cm,解得:m′=2.5kg,故C错误;
D、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:G×OB=m′g×OA,即m′==0.5kg×,所以要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣,故D错误。
故选:A。
4.【分析】C。
【分析】求撬动石块所用的最小力,就必须确定出最大动力臂和最小阻力臂。该杠杆可以有两个支点:D点和B点。
①D点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下,此时AD为动力臂,CD为阻力臂;
②B点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上,此时AC为动力臂,BC为阻力臂;
显然第②种情况更省力,结合杠杆的平衡条件可求出答案。
【解答】解:
①若以D点为支点,则作用在A点的最小力应垂直于杠杆斜向下,此时AD为动力臂,CD为阻力臂,如图:
②若以B点为支点,则作用在A点的最小力应垂直于杠杆斜向上,此时AB为动力臂,BC为阻力臂,如图:
由图知,AD<AB,CD>BC,所以②更省力;
如上图,以B为支点,动力臂AB=1m,阻力臂BC=AB﹣AD﹣CD=1m﹣0.5m﹣0.3m=0.2m,
由杠杆的平衡条件得:F1×AB=F2×BC,
即:F1×1m=1500N×0.2m,
解得F1=300N,故C正确。
故选:C。
5.【分析】D。
【分析】利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2,阻力和动力臂不变,动力随阻力臂的增大而增大。
【解答】解:在同样的情况下,把树枝往剪刀轴O靠近,减小了阻力臂,而阻力和动力臂不变,由F1L1=F2L2可知,动力会变小,因此可以省力,故ABC错误,D正确。
故选:D。
6.【分析】B。
【分析】动滑轮的实质是一个杠杆,不计绳重和摩擦,重物和动滑轮的总重由2段绳子承担,当沿竖直方向拉动时,动力臂大小等于滑轮的直径大小,此时拉力F=(G物+G动);若斜拉绳子时,动力臂会小于滑轮的直径,此时力臂变小,所需的的拉力变大,因此会大于物体和动滑轮总重力的一半。
【解答】解:动滑轮之所以能省一半的力,是因为其相当于杠杆的变形,轮的直径相当于动力臂,轮的半径相当于阻力臂,这样动力臂是阻力臂的二倍,自然就能省一半的力。而这一关系成立的前提条件是:必须竖直向上拉绳子。
不计绳重和摩擦,重物和动滑轮的总重由2段绳子承担,
当沿竖直方向拉动时,拉力F=(G物+G动)=(90N+10N)=50N;
图中斜向上拉绳子时,动力臂和阻力臂都会减小,但动力臂会小于阻力臂的二倍,而阻力不变,由杠杆平衡条件可知,动力就会增大,因此所用拉力变大,则拉力F的范围是F>50N。
故选:B。
7.【分析】D。
【分析】由图可知,同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态,不计滑轮重力及摩擦,有两股绳子承担G甲,即n=2,滑轮组上绳端的拉力F=G乙,所以2G乙=G甲,ρ乙=ρ甲,根据重力的计算式可知甲、乙的质量之比,再根据密度的公式可知甲、乙的体积之比。
【解答】解:
由图可知,动滑轮上绳子的段数n=2;
甲、乙两实心木块处于静止状态,滑轮组上绳端的拉力F=G乙,
不计滑轮重力及摩擦,绳端的拉力F=G甲,所以G乙=G甲,则G甲:G乙=2:1,
根据重力公式可知甲、乙的质量之比为m甲:m乙=G甲:G乙=2:1,
由题意可知ρ甲:ρ乙=1:1,
根据V=可得体积之比为V甲:V乙=m甲:m乙=2:1,
故A、B、C错误,D正确。
故选:D。
8.【分析】D。
【分析】要掌握滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,提起绳子的力就是物重的几分之一。
【解答】解:滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计,
A图,不用任何机械,工人师傅提升重物拉力F1=G;
B图,动滑轮上有2段绳子,物重G由2段绳子承担,所以拉力F2=G;
C图,使用是定滑轮,所以拉力F3=G。
D图,动滑轮上有3段绳子,物重G由3段绳子承担,所以拉力F4=G;
比较可知,拉力最小的是D图,即D图最省力。
故选:D。
9.【分析】B。
【分析】利用下列知识分析判断:
(1)单位时间内所做的功叫功率,功率是描述物体做功快慢的物理量,功率的大小与做功多少和所用时间都有关,与机械的省力情况和机械效率无关;
(2)机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率与是否省力、做功快慢没有关系。
【解答】解:
AB、机械的功率越大,说明做过越快,但效率不一定越高,故A错误、B正确;
C、机械的效率高说明有用功所占的百分比大,但做功不一定快、功率不一定大,故C错误;
D、机械效率高的机械,有用功所占的百分比大,不一定省力,功率不一定大,故D错误。
故选:B。
10.【分析】C。
【分析】(1)根据W=Fs分析拉力做功的大小关系;
(2)对斜面上的物体进行受力分析,然后结合二力平衡条件判断摩擦力与拉力的大小关系;
(3)根据图甲读出提升物体有效绳子的条数,根据η===表示出滑轮组的机械效率;根据η==表示出斜面的机械效率,比较两种情况下的机械效率可知两者的大小关系;
(4)若提升高度相同,根据W=Fs可知总功的大小关系,再根据η=可知有用功的大小关系,最后根据W总=W有用+W额可知额外功的大小关系。
【解答】解:A、已知F1=F2,由于不确定物体上升高度的关系,所以由W=Fs可知,无法比较W1、W2的关系,故A错误;
B、斜面上的物体受重力、支持力、拉力和摩擦力的作用做匀速直线运动,受力平衡,由于重力的方向竖直向下,支持力的方向垂直斜面向上,二力不平衡,故拉力与摩擦力也不平衡,f1与F2大小不相等,故B错误;
C、根据图甲可知,提升物体的有效绳子段数为2,则滑轮组的机械效率:η1===,
已知sAB=2h,斜面的机械效率:η2===
因为F1=F2,所以η1=η2,故C正确;
D、若提升高度相同(h)则F1方向上移动的距离:s1=2h,F2方向移动的距离:sAB=2h,所以由W=Fs可知F1、F2做的总功相等;
又因为η1=η2,所以由η=可知,有用功相等;
由W总=W有用+W额可知,额外功也相等,即滑轮组的额外功等于斜面的额外功,故D错误。
故选:C。
二、填空题。
11.【分析】10。
【分析】根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可直接求出OA的大小。
【解答】解:由图可知,杠杆在水平位置平衡,拉力与杠杆的夹角为30°,根据力臂的定义可知,F的力臂为支点O到F的作用线的垂线,
根据数学可知可知,F的力臂的大小为:L1=OB;作用在A点的阻力的力臂为L2=OA;
根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知:20N××30cm=30N×OA,解得:OA=10cm。
故答案为:10。
12.【分析】乙;利用乙装置不仅可以省力,也可以改变力的方向。
【分析】(1)定滑轮的本质是等臂杠杆,不能省力;
(2)使用滑轮组可以省力,也能改变力的方向。
【解答】解:由图可知,甲方式是两个定滑轮,定滑轮的本质是等臂杠杆,不能省力,乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,不仅可以省力,也可以改变力的方向。
故答案为:乙;利用乙装置不仅可以省力,也可以改变力的方向。
13.【分析】改变力的方向;6N;4。
【分析】由定滑轮的特点分析;分析铁块的受力情况,根据二力平衡的条件判断。
【解答】解:使用定滑轮可以改变用力的方向;由图可知,铁块受到重力,桌面的支持力、桌面的摩擦力和细绳的拉力等4个力;因为铁块静止,所以桌面的摩擦力和细绳的拉力是一对平衡力,它们大小相等,它们大小等于沙桶的重力为6N。
故答案为:改变力的方向;6N;4。
14.【分析】500;90%。
【分析】(1)由图可知,拉力F移动的距离s=sA,利用W总=Fs求拉力F做的总功;
(2)利用W有=Gh求有用功,利用η=×100%求滑轮的机械效率。
【解答】解:(1)由图可知,拉力F移动的距离s=sA=×5m=2.5m,拉力F做的总功:W总=Fs=200N×2.5m=500J;
(2)有用功:W有=Gh=90N×5m=450J,
所以滑轮的机械效率:η=×100%=×100%=90%。
故答案为:500;90%。
15.【分析】(1)如上图;(2)匀速;(3)变大;(4)80%。
【分析】(1)要解决此题,需要知道滑轮组的绕线方法,绳子先系在动滑轮的挂钩上时最省力;(2)实验中要匀速拉动弹簧测力计,这样示数才与拉力相同,并有利于准确读数;(3)增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重;
(4)根据η===即可求出动滑轮重,再根据η===即可求出机械效率。
【解答】解:(1)当绳子从动滑轮绕起时,承担拉力的绳子的段数最多,用起来最省力。如图:

(2)实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的,这样示数才会稳定,所读出的数值才等于拉力的大小;
(3)用同一滑轮组把不同物体提升到同一高度时,所做额外功相同,若仅增加物重,则增加了有用功,有用功在总功中所占的比例变大了,故机械效率变大;
(4)根据图象可知,当物重为3N时,滑轮组的机械效率为75%,不计绳重和摩擦时,根据η===可得,
G动===1N,
当物重为4N时,此滑轮组的机械效率为:
η′==×100%=80%。
故答案为:(1)如上图;(2)匀速;(3)变大;(4)80%。
三、作图题。
16.【分析】杠杆五要素﹣﹣组成杠杆示意图。
①支点:杠杆绕着转动的点.用字母O 表示。
②动力:使杠杆转动的力.用字母F1表示。
③阻力:阻碍杠杆转动的力.用字母F2表示。说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反。
④动力臂:从支点到动力作用线的距离,用字母l1表示。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用字母l2表示。
【解答】解:
在夹取盘子时夹子绕着O点转动,所以O点即为支点;手的作用力为动力F1,盘子对夹子水平向右的作用力为阻力F2。
阻力臂是从支点O到阻力的作用线之间的距离,即L2。如图所示:
17.【分析】在使用滑轮组提升重物时,既要考虑到它的省力情况,还应注意动力的施力方向。
【解答】解:图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物,因此,在绕绳时,最终的绳子自由端方向应该向下,绳子从定滑轮的挂钩上开始缠绕,然后依次绕过动滑轮和定滑轮,如图所示:
四、实验探究题。
18.【分析】(1)左;(2)1.67;(3)大于。
【分析】(1)要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,其目的是便于测量力臂;
(2)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,将已知条件代入便可求出F的大小;
(3)动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离,阻力臂是从支点到阻力作用线的垂直距离,据此判断。
【解答】解:
(1)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图甲知,杠杆沿顺时针方向转动,说明右端重左端轻,杠杆左端上翘,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向左调节;
(2)一个钩码重0.5N,设一个小格为L,杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的拉力的力臂为:6L×sin30°=×6L=3L,
由杠杆的平衡条件,杠杆左边砝码和弹簧测力计拉力使杠杆转动的方向相同,属于动力,右边砝码属于阻力,由动力×动力臂=阻力×阻力臂得:
F××6L+0.5N×2×3L=0.5N×4×4L,解得F=;
(3)根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2,设每个硬币的重力为G,硬币半径为r,则由图可得:2G(r+L1)=3G(r+L2),即2Gr+2GL1=3Gr+3GL2,
化简得:2GL1=Gr+3GL2,
所以2GL1>3GL2,即2L1大于3L2。
故答案为:(1)左;(2)1.67;(3)大于。
五、计算题。
19.【分析】(1)由题知,溢水杯内盛满水,物块C浸入水中一半时,受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力);利用p=ρgh求溢水杯底受到水的压强;
(2)利用F浮=ρ液gV排求排开水的体积;物块C的体积等于排开水的体积的2倍;利用G=mg=ρVg求物块C的重力,物块C受到细线的拉力等于重力减去浮力;
(3)由于力的作用是相互的,杠杆B端受到的拉力等于物块C受到细线的拉力;由题知,力臂OA、OB,利用杠杆平衡条件求细线作用在A的力。
【解答】解:
(1)由题知,溢水杯内盛满水,物块C浸入水中一半时,根据阿基米德原理可知,物体C受到的浮力:F浮=G排=G溢=0.6N;
由题知,溢水杯内盛满水,物块C浸入水时,虽然有水溢出,但溢水杯内的水深不变,h=20cm=0.2m,
溢水杯底受到水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)由F浮=ρ水gV排可得排开水的体积:
V排===6×10﹣5m3;
由题意可知物块C的体积:
VC=2V排=2×6×10﹣5m3=1.2×10﹣4m3;
物块C的重力:
G=mg=ρCVCg=0.9×103kg/m3×1.2×10﹣4m3×10N/kg=1.08N;
物块C受到细线的拉力:
F拉C=G﹣F浮=1.08N﹣0.6N=0.48N;
(3)由于力的作用是相互的,则杠杆B端受到的拉力FB=F拉C=0.48N;
由题知,力臂OB=0.6m,OA=1m﹣0.6m=0.4m;
由杠杆平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,
则细线作用在A的力:
FA===0.72N。
答:(1)当物块浸入水中一半时,物块受到的浮力为0.6N;溢水杯底受到水的压强为2000Pa;
(2)物块的体积为1.2×10﹣4m3,物块C受到细线的拉力为0.48N;
(3)细线作用在A的力为0.72N。
20.【分析】(1)知道汽车的质量,利用G=mg求汽车的重力,利用W=Gh求牵引力做的有用功;利用W=Fs求牵引力做的总功;牵引力做的额外功等于总功减去有用功,再利用W额=fs求汽车上坡时受到斜面的摩擦力;
(2)斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:(1)汽车质量m=8t=8000kg,
汽车的重力:
G=mg=8000kg×10N/kg=8×104N;
升高的高度h=0.6km=600m,
牵引力做的有用功:
W有用=Gh=8×104N×600m=4.8×107J;
牵引力做的总功:
W总=Fs=2×104N×6000m=1.2×108J;
牵引力做的额外功:
W额=W总﹣W有用=1.2×108J﹣4.8×107J=7.2×107J,
由W额=fs可得汽车上坡时受到斜面的摩擦力:
f===1.2×104N;
(2)斜面的机械效率:
η==×100%=40%。
答:(1)汽车上坡时受到斜面的摩擦力为1.2×104N;
(2)该斜面的机械效率为40%。