物理八年级下册第十二章简单机械专题攻克
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、利用如图所示的动滑轮(重0.5N)提升钩码时,不能证明使用动滑轮能省力的操作是( )
A.竖直匀速提升0.5N的钩码 B.竖直匀速提升1.0N的钩码
C.竖直匀速提升1.5N的钩码 D.竖直匀速提升2.0N的钩码
2、如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中,物体受到斜面的摩擦力大小为f,则斜面的机械效率为( )
A.×100% B.×100% C.×100% D.×100%
3、某同学探究动滑轮的特点,进行了正确操作后,将得到的数据记录在表格中,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符,面对这一事实,下列做法中最不可取的是( )
实验次数 物重G 拉力F
1 1.0N 0.65N
2 1.5N 0.90N
3 2.0N 1.15N
A.实验失败,停止实验
B.查阅资料,了解结论的适用条件
C.改进实验条件,重新实验
D.与同学分析可能的原因
4、某人将一箱书搬上楼,可以有两种方法:一是把所有的书一起搬上楼;二是先搬一部分书上楼,再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同,则用这两种方法搬书过程中( )
A.人做的总功相同 B.人做的有用功相同
C.人做功的机械效率相同 D.人做功的功率相同
5、下列关于功率、机械效率说法中,正确的是( )
A.机械效率越高,机械做功一定越快 B.做功越多的机械,机械效率越高
C.做功越快的机械,功率越大 D.功率越大的机械,做功一定越多
6、工人利用如图所示的滑轮组将重为300N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升3m,所用拉力为120N。以下说法正确的是(不计绳重和摩擦)( )
A.在匀速提升重物的过程中,滑轮组的机械能不变
B.动滑轮重60N,10s内滑轮组的机械效率约为75%
C.10s内拉力F的功率为108W
D.若再用该滑轮组竖直匀速提升500N的重物,机械效率不变
7、如图所示,在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长s=1.2m、高h=0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,则( )
A.有用功为1.35J,机械效率为75%
B.有用功为2.16J,机械效率为62.5%
C.有用功为1.35J,机械效率为62.5%
D.有用功为1.35J,机械效率为100%
8、下列工具中,在使用时属于费力杠杆的是( )
A.开瓶器 B.钢丝钳
C.食品夹 D.核桃夹
9、一个滑轮组经改进后,机械效率比原来大大提高,用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度,与改进前相比( )
A.总功不变,但额外功减少了
B.总功不变,有用功增加了
C.有用功不变,总功减少了
D.做的有用功减少了
10、 “节约用水,人人有责”,我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆,O为支点,F为阻力,分别沿图示的三个方向用力关闭水龙头,下列说法正确的是( )
A.沿F1方向最省力 B.沿F2方向最省力
C.沿F3方向最省力 D.三个方向同样省力
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(6小题,每小题5分,共计30分)
1、升国旗时,使用的是定滑轮,使用它的好处是能改变力的 ___________(大小方向),它本质上是一个 ___________杠杆。
2、在历史上,机械功原理被誉为“机械的金科玉律”,它告诉我们:省力的机械必然费距离,省距离的机械一定___________。也就是说,使用任何机械都___________省功(填“能”或“不能”)。
3、如图所示是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m,把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为 ______m/s,人做的功为 ______J,千斤顶的效率是 ______%。
4、一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500 N的重物,站在地面上的人向下的拉力是_______N,拴滑轮的天花板受到的力是_______N。
5、大量的实验和理论研究表明,使用任何机械都不能 __,同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是 __(选填“相同”或“不同” 的,用滑轮组提起一袋水泥,提高机械效率的一个有效措施是__。
6、利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=300N,拉动的距离s=5m,物体提升的高度h=2m。此过程中拉力做的功是______,该斜面的机械效率是________,物体受到的摩擦力为________N。
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、如图所示,斜面长s=l0m,高h=4m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B,斜面的机械效率80%。求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功:
(2)推力F做的功;
(3)物体运动过程中受到摩擦力f的大小。
2、如图所示,一个边长为80cm的正方体重640N,放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来。(不计摩擦及绳重)求:
(1)人还没有用力拉之前,重物对地面的压强是多大?
(2)要想使人所用的拉力最小,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。
(3)如果此人匀速提起640N的正方体时,人对绳子的实际拉力是220N,若人的体重为600N,那么他用此滑轮组提升物体的重力不能超过多少牛?
3、如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物,在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处,用时10s,此过程中甲工人做功的功率P甲=60W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m到达指定位置B,拉力F乙为125N;求:
(1)甲工人做的功;
(2)乙工人所做的有用功;
(3)该滑轮组的机械效率。
4、工人用如图所示的滑轮组在5s内将120N的物体匀速提升了2m,已知工人的拉力F=80N,不计绳重与摩擦阻力,求:
(1)工人做功的功率是多少?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
(3)增加提升物体的重力,拉力随着增加,机械效率随之增大,当滑轮组机械效率是80%时,此时拉力为多大?
-参考答案-
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
使用如图所示动滑轮提升钩码时,若不计绳重及摩擦,绳端拉力为
F=(G+G动)
当钩码重力
G≤G动
时
F≥G
即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时,不能证明使用动滑轮能省力;因为动滑轮重0.5N,所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。
故选A。
2、A
【解析】
【详解】
根据题意知道,此过程中,拉力做的有用功
W有用=Gh
拉力做的总功为
W总=FL
拉力做的额外功
W额=fL
A.斜面的机械效率
故A符合题意;
B.由于
故B不符合题意;
C.由于
故C不符合题意;
D.由于
故D不符合题意。
故选A。
3、A
【解析】
【详解】
课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论是在不考虑动滑轮重力、不考虑绳与滑轮摩擦的情况下得出的,在实际的实验中应当考虑动两个因素对结果的影响,故最不可取的是“实验失败,停止实验”,其它三个选项是可取的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4、B
【解析】
【详解】
这箱书的重力一定,楼的高度前后不变,由可知,两次所做的有用功相等;用方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功,而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功,因此方法二的额外功大于方法一的额外功,则方法二的总功大于方法一的总功,即用方法一搬书时做功少;由可知
η1>η2
即用方法一搬书时机械效率高。
因上楼的速度相同,方法二需要上楼二次,所以方法二所用时间长;由可知
P1>P2
即用方法一搬书时功率大。
综上分析可知,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5、C
【解析】
【详解】
A.机械效率是指有用功与总功的比值,功率表示物体做功的快慢,机械效率与机械功率大小没有直接关系,机械效率越高,机械做功不一定越快,故A错误;
B.有用功与总功的比值叫机械效率,与做功的多少没有直接关系,故B错误;
C.做功快的机械,说明单位时间内完成的功多,所以功率一定大,故C正确;
D.根据W=Pt可知,做功的多少与时间和功率有关,若只是功率大,但时间短做功也不一定多,故D错误。
故选C。
6、C
【解析】
【详解】
A.在匀速提升重物的过程中,滑轮组的质量不变,速度不变,高度变大,则滑轮组的动能不变,重力势能变大,故滑轮组的机械能变大,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,动滑轮重60N,10s内滑轮组的机械效率
故B错误;
C.重物由3段绳子承担,故绳子移动的距离为
s=nh=3×3m=9m
拉力做功为
W总=Fs=120N×9m=1080J
拉力F的功率为
故C正确;
D.若再用该滑轮组竖直匀速提升500N的重物,物体的重力增大,不计绳重和摩擦,动滑轮的重力不变,根据
可知机械效率变大,故D错误。
故选C。
7、C
【解析】
【详解】
有用功
总功
机械效率
故选C。
8、C
【解析】
【详解】
A.开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
9、C
【解析】
【详解】
由于把同一物体匀速提升同样的高度,所以,利用滑轮组做的有用功相同,由于改装后的机械效率高,所以,由知道,改装后利用滑轮组做的总功减少,又因为
W总=W有+W额
所以,改装后利用滑轮组做的额外功减少,综上所述,故ABD错误,C正确。
故选C。
10、B
【解析】
【详解】
由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力和阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;在杠杆的最上端点施加动力,当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时,动力臂最大,此时最省力,即沿F2方向最省力。
故选B。
二、填空题
1、 方向 等臂
【解析】
【详解】
[1][2]旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变力的方向,但不能省力,它的实质是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
2、 费力 不能
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,但使用机械有许多好处:有的机械可以省力,有的机械可以省距离,有的机械可以改变力的方向;但省力的机械必然费距离;省距离的机械一定费力。
3、 0.014 200 70
【解析】
【详解】
[1]重物上升的速度为
[2]人做的功为
[3]千斤顶的效率是
4、 500 1000
【解析】
【详解】
[1]定滑轮匀速吊起500 N的重物,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,只能改变力的方向,不能改变力的大小。所以站在地面上的人向下的拉力是500N。
[2] 拴滑轮的天花板受到晾干向下的拉力,则受到的力为
F=500N+500N=1000N
5、 省功 不同 减小动滑轮的重力
【解析】
【详解】
[1]使用任何机械都不省功,这个结论叫做功的原理。所以,大量的实验和理论研究表明,使用任何机械都不能省功。
[2]滑轮组在做功过程中机械效率是
所以,同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是不同。
[3]由知道,用滑轮组提起一袋水泥,提高机械效率的一个有效措施是减小动滑轮的重力。
6、 1500J 80% 60
【解析】
【详解】
[1]拉力所做的总功
W总=Fs=300N×5m=1500J
[2]所做的有用功
W有用=Gh=600N×2m=1200J
此斜面的机械效率
[3]克服摩擦力做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J=300J
由W额=fs得,物体所受斜面的摩擦力
三、计算题
1、(1)400J;(2)500J;(3)10N
【详解】
解:(1)运动过程中克服物体的重力做的功
(2)由 得,推力F做的功
(3)物体运动过程中摩擦力f做的功
由 得,物体运动过程中受到摩擦力f的大小
答:(1)运动过程中克服物体的重力做的功为400J;
(2)推力F做的功为500J;
(3)物体运动过程中受到摩擦力f的大小为10N。
2、(1)1000Pa(2)见解析;(3)1780牛
【详解】
解:(1)正方体与地面的接触面积为
Sa280cm)2(0.8m)20.64m2
重物对地面的压强为
P1000Pa
(2)要使所用的拉力最小,该滑轮组向下用力物体向上运动,应从定滑轮开始绕,如图所示
(3)因为
F(G物+G动)
所以动滑轮的重力为:
G动3F﹣G3220N﹣640N20N
因为
F′(G物′+G动)
所以用滑轮组提升物体的最大重力为
G物′3F′﹣G动3600N﹣20N1780N
答:(1)人还没有用力拉之前,重物对地面的压强是1000Pa;
(2)滑轮组上绳子的绕法见下图:
(3)他用此滑轮组提升物体的重力不能超过1780牛。
3、(1)600J;(2)1200J;(3)80%
【详解】
(1)由 知道,甲工人做的功
W甲=P甲t=60W×10s=600J
(2)由W=Fs知道,甲工人的水平推力
因为货物在水平路面上被匀速推动,所以,货物受到的推力和摩擦力是一对平衡力,则货物受到的摩擦力
f=F甲=300N
乙工人使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m时,滑动摩擦力的大小不变,则乙工人所做的有用功
W有=fs乙=300N×4m=1200J
(3)由图知道,滑轮组绳子的有效股数n=3,则滑轮组绳子自由端移动的距离
s=ns乙=3×4m=12m
乙工人所做的总功
W总=F乙s=125N×12m=1500J
该滑轮组的机械效率
答:(1)甲工人做的功为600J;
(2)乙工人所做的有用功为1200J;
(3)该滑轮组的机械效率为80%。
4、(1)64W;(2)75%;(3)100N
【详解】
解:(1)从图中可知,吊起动滑轮的绳子段数为
绳子自由端移动的距离
工人做的功
工人做功的功率
(2)克服物体重力做的有用功
滑轮组的机械效率是
(3)不计绳重与摩擦阻力,则克服动滑轮的重力所做的额外功
动滑轮的重力
滑轮组的机械效率
当滑轮组机械效率是80%时,物体的重力
此时拉力
答:(1)工人做功的功率是64W;
(2)滑轮组的机械效率是75%;
(3)此时拉力为100N。