第十章 机械与人——2022-2023学年沪科版物理八年级全一册单元能力提升（含答案）

第十章 机械与人
1.“拔萝卜、拔萝卜，嘿哟嘿哟拔萝卜，嘿哟嘿哟拔不动……”是一首耳熟能详的儿歌。关于拔萝卜，以下说法中不正确的是( )
A.拔萝卜的爷爷相对于奶奶是静止的
B.萝卜没有被拔动，受力是平衡的
C.用力拔而没有拔动，拔萝卜的人没有对萝卜做功
D.在小兔子帮忙下，把萝卜拔了起来，只有小兔子做了功
2.如图所示衣架的挂钩两侧等距离安装着四个夹子。将三条相同的毛巾按选项中的各种挂法晾晒在室外的铁丝上，能让衣架在水平方向上保持平衡的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山,它具有的( )
A.动能增加,重力势能增加 B.动能不变,机械能减少
C.动能减少,重力势能增加 D.动能不变,机械能增加
4.如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是( )
A.40N B.60N C.12N D.7N
5.如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列说法正确的是( )
A.提升A的拉力较大 B.提升B做的有用功较多
C.A物体的重力较小 D.提升B做的额外功较少
6.如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物，若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦，下列分析正确的是( )
A.甲方式可以省力 B.乙方式不能改变力的方向
C.甲、乙两图拉力相等 D.两种方式做的有用功相同
7.如图物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为，比较甲、乙、丙三次所做的功的大小( )
A. B. C. D.无法判定
8.如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间，运动距离，比较两种情况下拉力所做的功或功率( )
A.段做功较多 B.段与段做功一样多
C.段功率较大 D.段与段功率一样大
9.如图所示，轻质木杆可以绕O点转动，，A端挂着重为300 N的物体G，为了使木杆保持水平位置平衡，且物体G对水平地面的压力为100 N，需要在B点施加竖直向下的力的大小为( )
A.400 N B.600 N C.800 N D.1200 N
10.用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分两次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为，效率为（绳重及摩擦均忽略不计），下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
11.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。如图甲所示，旗杆顶端安装一个________滑轮，可以改变拉力的________。如图乙所示，把需要剪开的物体尽量靠近剪刀的转动轴，从而减小________臂，剪开物体更省力。
12.如图所示，某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，弹力对飞机________（选填“做功”或“不做功”），橡皮条的弹性势能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
13.如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体、使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是和，拉力做功的功率分别是和，若不计摩擦、滑轮重和绳重，则______、______（均选填“”或“”或“”）。
14.如图是一工人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个_____杠杆（选填“省力”或“费力”）；如果他作用于车把上的动力F始终与车把垂直，则在慢慢抬起的过程中，动力F大小将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
15.小球从桌面滚落后的运动轨迹如图所示，两处高度相同。B点的重力势能______C点的重力势能；C点的动能______D点的动能。（均选填“大于”“小于”或“等于”）
16.学习了杠杆知识后，小明和小亮利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他们所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10 g）、细线、刻度尺等。
（1）小明将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔使其在水平位置平衡，他应将细线向________（选填“左”或“右”）移动。调节铅笔在水平位置平衡，除了便于测量力臂之外，还可以________________。
（2）调节水平平衡后，他用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示。他所测数据记录在表中：
动力 动力臂 阻力 阻力臂
0.2 0.02 0.1 0.04 0.004 0.004
记录数据后，小亮分析数据得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论与杠杆平衡条件________（选填“相符”或“不相符”）。为了进一步完善实验，得出普遍规律，小亮接下来的做法应该是________。
A.改变力的大小 B.改变力的方向 C.改变力的作用点
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小明不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），他立即将铅笔抓住，并将铅笔芯放到左端细线下方固定好（如图丁），则松手后的笔________（选填“左端下沉”或“右端下沉”）。
（4）为了得到多组数据，小明准备改变支点两侧橡皮的数量继续进行实验，断掉的铅笔芯怎么处理呢？为了方便，小明保持悬挂铅笔的细线位置不动，将铅笔芯放到悬挂铅笔细线的正下方固定好。你觉得这样做合理吗？________（选填“合理”或“不合理”）。
17.如图甲所示，某建筑工地用起重机将质量为2.7 t的货箱以0.5 m/s的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图乙所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为90%。（）
（1）求在10 s内货箱上升的高度；
（2）求吊臂上电动机拉力F做功的功率；
（3）求依然利用此机械提升质量为3.7 t的货箱，此时滑轮组的机械效率。
2
答案以及解析
1.答案：D
解析：在小兔子帮忙的情况下，把萝卜拔起来，此时所有拔萝卜的人都用了力，且使萝卜在力的方向上移动了一段距离，因而不仅仅是兔子做了功。
2.答案：B
解析：设一块毛巾重力为G，每个小格的长度为L。左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧≠右侧，故A错误；左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧=右侧，故B正确；左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧≠右侧，故C错误；左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧≠右侧，故D错误。
3.答案：D
解析：
4.答案：C
解析：由题知，弹簧测力计的示数为34N，动滑轮重10N，滑轮两侧绳子的拉力是相等的，B悬空且处于静止状态，由二力平衡条件可得绳子的拉力，由力的平衡条件可得
则B的重力
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5.答案：A
解析：D.由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由可知，提升A和B所做的额外功相同，故D错误；
ABC.不计绳重与摩擦，用同样的滑轮组将不同的物体提升相同的高度，若提升的物重越大，由可知，所做的有用功越大，而额外功基本不变，虽然拉力做的总功也越大，但有用功在总功中所占的比例越大，即滑轮组的机械效率越大，所以，增大提升的物重可以提高滑轮组的机械效率。由题知，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则说明物体A的重力较大，提升物体A做的有用功较多；由图知，不计绳重与摩擦，由可知，提升物体A的拉力较大，故A正确，BC错误。
故选A。
6.答案：D
解析：A.图甲中两个滑轮都是定滑轮，定滑轮不能省力，故A错误；
B.图乙中有一个定滑轮和一个动滑轮，即省力又改变了力的方向，故B错误；
C.忽略绳重和摩擦，图甲中拉力等于物重，图乙中拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，甲、乙两图拉力不相等，故C错误；
D.图甲和图乙将相同货物提升相同高度，则两种方式所做的有用功相同，故D正确。
故选D。
7.答案：A
解析：由题知，拉力相同，沿力的方向移动的距离相同，根据可知，力F做的功，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8.答案：B
解析：拉力大小相等且,根据可知:拉力所做的功相同,故A错误,B正确;由于,根据得:,故C、D错误.
9.答案：B
解析：物体G的重力为300 N；物体G对水平地面的压力为100 N，则杠杆的A端对物体的拉力为：，杠杆A端对物体的拉力；，则；根据杠杆的平衡条件可知：，则。
10.答案：D
解析：由图可知，作用在动滑轮上绳子的股数为2；绳重及摩擦均忽略不计，且每块大理石重为G，由可得这2次的拉力分别为，故A、B错误；绳重及摩擦均忽略不计，动滑轮的重一定，将大理石提升相同的高度，由可知两次所做的额外功相同；第2次提升大理石的总重力大，由可知第2次所做的有用功多，则第2次有用功在总功中所占的比例更大，所以第2次的机械效率较高，即，故C错误、D正确。
11.答案：定；方向；阻力
解析：旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升旗，向下用力拉绳子，旗向上运动，故可以改变施加力的方向；图中剪刀在使用过程中，在阻力和动力臂相同的情况下，把被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由可知：阻力臂越小，越省力。因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。
12.答案：做功；减小
解析：某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，飞机受到了力的作用，在力的方向上通过了距离，所以弹力对飞机做功；橡皮条的弹性势能转化为飞机的机械能，弹性势能减小。
13.答案：>；=
解析：由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即，故
物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为，，甲图拉力的功率；
乙图拉力的功率
故
14.答案：省力；变小
解析：由图可知，在使用独轮车时动力臂大于阻力臂，所以它属于省力杠杆。
当杠杆慢慢抬起时，重力不变，重力G的力臂变小（当杠杆竖直时，阻力臂为0），即阻力臂变小，动力臂始终等于杠杆长，即保持不变，由杠杆的平衡条件可知，动力F变小。
15.答案：大于；大于
解析：重力势能与质量、高度有关，小球质量一定，B点的高度大于C点的高度，故B点的重力势能大于C点的重力势能；由小球的运动轨迹可知，弹起最大高度越来越小，说明机械能慢慢减小，两处高度相同，则重力势能相同，机械能等于动能与势能之和，所以C点的动能大于D点的动能。
16.答案：（1）左；排除铅笔自重对实验的影响
（2）不相符；B
（3）右端下沉
（4）不合理
解析：本题用生活中的物品探究杠杆的平衡条件，考查了获取和处理信息、基于证据得出结论以及对探究过程进行交流、反思和评估的科学探究素养。
（1）铅笔静止后左端下沉，应将细线向左移动；调节铅笔水平平衡便于测量力臂的大小，同时可以消除铅笔重力对实验的影响。
（2）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论与杠杆平衡条件不相符，该结论是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向，为得出普遍规律，应改变力的方向，多次实验，故B正确；
（3）由丁图可知，把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定，对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆左侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，，杠杆不能在水平位置平衡，杠杆右端下沉，故B正确；
（4）这样做不合理，左侧力与力臂的乘积变小。
17.答案：（1）5 m
（2）
（3）92.5%
解析：（1）由可得，在10 s内货箱上升的高度；
（2）货箱的重力，滑轮组做的有用功，由可得吊臂上电动机拉力F做的总功；电动机拉力F做功的功率；
（3）忽略绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，，由可得动滑轮重力，忽略绳重和摩擦，利用此机械提升质量为3.7 t的货箱时，滑轮组的机械效率。