教科新版八年级下册《11.5 改变世界的机械》2024年同步练习卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 教科新版八年级下册《11.5 改变世界的机械》2024年同步练习卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 233.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-15 19:47:21 | ||
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文档简介
科教新版八年级下册《11.5 改变世界的机械》2024年同步练习卷
一、单选题：本大题共5小题，共10分。
1.如图所示，用力F沿斜面把重为G的物体从粗糙斜面的底端匀速拉到顶端。设此过程
中物体受到的摩擦力为f，则关于此斜面的机械效率，下列关系式不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是( )
A. 动滑轮 B. 定滑轮 C. 轮轴 D. 斜面
3.如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是( )
A. 拉力F做功的功率是16W
B. 克服木箱重力做的功是900J
C. 斜面的机械效率是
D. 若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
4.图中列举的实例与斜面的利用无关的是( )
A. 装载货物
B. 盘山公路
C. 跨海大桥两侧的引桥
D. 起重机
5.斜面是一种简单机械，生活中经常用到它。工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是( )
A. 甲方法不可以省力，但能省功 B. 甲方法可以省力，也能省功
C. 乙方法可以省力，但不能省功 D. 乙方法可以省力，也能省功
二、填空题：本大题共8小题，共16分。
6.如图所示中，汽车的方向盘和安装在井口打水用的辘轳都是轮轴。如果要使方向盘的操作更省力，应该把方向盘做______一些填“大”或“小”。
7.小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个______滑轮/轮轴，属于______省力/费力机械。
8.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，拉力做的功为______，拉力做功的功率______。选填“>”、“<”或“=”
9.如图所示是一种常见的螺丝刀，可以把它看做一个轮轴，它的______相当于轮，______相当于轴，使用螺丝刀拧螺丝的好处是______。
10.如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高，每袋货物质量。货物受到使它沿传送带向上运动的力是______选填“压力”或“摩擦力”，传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为______J，传送机工作时的机械效率是，则传送一袋货物所做的额外功是______
11.如图所示，工人沿斜面用一个大小恒定的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部不考虑物体的大小。已知斜面长，高。若该过程中斜面的效率为，则力F的大小为______ N。
12.在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，螺丝刀就是一个轮轴的实例，手柄________选填“粗”或“细”一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹________选填“密”或“稀”一些的螺丝钉拧起来更省力。
13.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板用时10s，从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力为400N；拉力F运动的速度是______，所做的有用功是______J；物体受到的摩擦力为______N；斜面的机械效率为______。
三、实验探究题：本大题共1小题，共6分。
14.汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的山峰，请用弹簧测力计、斜面尽量光滑、刻度尺、带挂钩的小物块等器材，设计一个实验说明：上山的公路为什么修的弯弯曲曲如盘龙，而不是从山下直通山顶？操作步骤：
______；
______；
改变斜面的倾斜角度，再次重复上述实验。
实验现象：______；
若已测出斜面的高和长分别h和L，则斜面的机械效率表达式为：______。
四、计算题：本大题共4小题，共32分。
15.在疫情终于有了好转时，小明戴着口罩出门，看到已经有些企业或工厂已经复工了，如图所示是某一工地施工的场景图，斜面长，高。工人将质量，体积为的长方体模具，用绳子从斜面底端匀速拉到顶端时，用时15s，沿斜面向上的拉力忽略绳子重力，。求：
长方体模具的密度；长方体模具所受的重力大小；
匀速拉动物体的过程中，拉力的功率；
斜面的机械效率。计算结果保留三位有效数字
16.如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为，经过，货物A竖直升高。已知汽车对绳的拉力F的功率，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
内汽车对绳的拉力所做的功；
汽车对绳的拉力大小；
斜面的机械效率。
17.用如图所示的装置，在绳端用5N的拉力F将重20N的物体，沿长5m，高2m的斜面，从底端匀速拉到顶端，用时求：
拉力F移动的速度；
拉力的功率；
该装置的机械效率。
18.用如图所示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表。
实验次数 物体种类 物重 斜面高 沿斜面的拉力 斜面长 机械效率
1 木块 4 15 90
2 小车 4 15 90
沿斜面拉动物体时，应使其做______运动。
根据图中测力计示数，可知第2次实验时拉力的大小为______ N，机械效率为______。
由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，______越小，机械效率越大。
第1次实验中，木块所受摩擦力为______ N。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
斜面的高为h，物体的重力为G，有用功，
斜面长为L，拉力为F，总功，
则机械效率为：
，
而物体与斜面的摩擦力为f，额外功为：，
则总功为：，
机械效率为：
；
有用功：，
机械效率为：
；
故ABC正确、D错。
故选：D。
斜面是用来提高物体位置的，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，即；
总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积，即；
机械效率就是有用功和总功的比值。使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功，总功等于有用功和额外功之和，据此进行分析和判断即可。
此题考查有关斜面机械效率的计算，容易出错的是摩擦力的计算，我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功，关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和。
2.【答案】D
【解析】解：A、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，连接在横梁上与晾衣架一起升降的滑轮为动滑轮，故A不符合题意；
B、定滑轮可以改变力的方向，但不省力，固定在天花板上的滑轮为定滑轮，故B不符合题意；
C、使用轮轴可以省力，也可改变力的方向，固定在墙上有摇臂的为轮轴，故C不符合题意；
D、从晾衣架的结构图上看，没有用到斜面，故D符合题意。
故选：D。
根据简单机械的特点，以及使用特点，判定出属于那种简单机械。
此题考查了几种简单机械的特点，对于每种机械的使用要建立在它特点的基础上，属于基础知识的考查。在了解各类简单机械的工作特点的基础上，结合解决实际问题的需要选择。
3.【答案】C
【解析】解：A、拉力做的功为，
拉力做功的功率为故A错误；
B、克服木箱重力做的功是故B错误；
C、斜面的机械效率为故C正确；
D、改变斜面的倾斜角度，木箱对压力发生改变，斜面与木箱接触面粗糙程度不变，所以摩擦力发生改变；木箱上升过程中，克服摩擦力做的功是额外功，虽然有用功不变，但额外功发生变化，由公式知，斜面的机械效率发生变化。故D错误。
故选：C。
①已知拉力和斜面长度，可以得到拉力做的功总功；已知拉力做的功和时间，利用公式得到拉力的功率；
②已知物重和上升高度，利用公式得到克服木箱重力做的功有用功；
③已知有用功和总功，两者之比是机械效率；
④当斜面的倾斜程度时，物体对斜面的压力发生改变，在接触面粗糙程度不变时，压力改变，受到的滑动摩擦力改变，额外功发生变化，所以机械效率改变。
本题考查了功率、机械效率的计算，明确有用功和总功之间的关系，知道额外功为克服摩擦力所做的功，是判断斜面效率是否变化的关键。
4.【答案】D
【解析】解：装载货物时用到了斜面，故A正确；盘山公路用到了斜面，故B正确；跨海大桥两侧的引桥用到了斜面，故C正确；起重机利用了杠杆，故D错误；故选：D。
结合对斜面的认识解答即可。
此题考查了斜面的认识。
5.【答案】C
【解析】解；由功的原理可知使用任何机械都不省功。
功的原理告诉人们，省力又省距离的机械是不存在的。
所以选项A、B、D错误，选项C正确。
故选：C。
根据功的原理：使用机械时，人们所做功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。对各个选项逐一分析即可。
此题主要考查学生对功的原理这一知识点的理解和掌握，解答此题的关键是学生牢记功的原理。
6.【答案】大
【解析】解：汽车的方向盘是一个轮轴，轮轴的实质是一个省力杠杆，其轮半径相当于动力臂，轴半径相当于阻力臂。因此如果要使方向盘的操作更省力，应该把方向盘做大一些。
故答案为：大。
汽车的方向盘是一个动力作用在轮上的轮轴，根据轮轴的实质可以确定此题的答案。
轮轴实际上是一个省力杠杆。其省力情况是轮半径是轴半径的几倍，所用的动力就是阻力的几分之一。如：安装在井台上提水的辘轳、自行车的车把都是轮轴。
7.【答案】轮轴 省力
【解析】解：钥匙相当于一个轮轴；钥匙插入钥匙孔的部分是轴，手握的位置是轮，因为动力作用在轮上，所以钥匙属于省力机械。
故答案为：轮轴；省力。
钥匙被手握的位置属于轮轴的轮，插入钥匙孔的部分属于轮轴的轴。
此题考查了简单机械中的轮轴这一知识点，属常规题目。
8.【答案】
【解析】解：将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC从底部匀速拉到顶点，根据可知，拉力在两个斜面做的有用功相等；
斜面光滑说明摩擦力为0，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即。
速度相同，物体沿AC运动路程短，则用的时间较少，根据公式可知，做相同的功时，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即。
故答案为：=；<。
斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功。
速度相同，，所以物体沿斜面AC用的时间较少，根据公式可判断拉力所做的功的功率大小。
本题考查对物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功。
9.【答案】刀柄 金属杆 省力
【解析】解：
螺丝刀在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；
它的刀柄相当于轮，金属杆相当于轴，其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂；
在使用螺丝刀拧螺丝时，由于动力臂大于阻力臂，所以使用螺丝刀拧螺丝可以省力。
故答案为：刀柄；金属杆；省力。
简单机械包括：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等，从螺丝刀的使用情况判断；
通过比较动力臂和阻力臂的大小关系判断省费力。
本题考查了学生对杠杆、轮轴的了解与掌握，正确判断出轮半径、轴半径与动力臂、阻力臂的关系是本题的关键。
10.【答案】摩擦力 2250 750
【解析】解：货物在传送带上运动时由于受到重力作用会向下滑动或有向下滑动的趋势，则货物会受到沿斜面向上的摩擦力与运动方向相同，所以货物受到使它沿传送带向上运动的力是摩擦力。
传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为：
因为，由得：
所做额外功为：。
故答案为：摩擦力；2250；750。
当物发生相对运动或有运动趋势时，会产生摩擦力，力可以改变物体的运动状态。
运用求出有用功，再根据机械效率的公式变形，可得出总功，用总功减去有用功得出额外功。
知道静摩擦力的产生条件，理解力与运动的关系，熟练运用功、机械效率的计算公式，可解答此题。
11.【答案】500
【解析】解：推力做的有用功：
，
由得，推力做的总功为：，
由得推力大小为：。
故答案为：500。
利用求出有用功；然后利用机械效率的计算公式变形可求出总功，再利用变形可求出力F。
熟练运用计算功、机械效率的公式，是解答此题的关键。
12.【答案】粗；密
【解析】【分析】
本题考查轮轴，斜面是我们日常生活中常用的简单机械，而螺旋作为斜面的一类在现实生活中也有很广泛的应用，例如电钻钻头。
轮轴是一种省力机械，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一，是省力杠杆；根据杠杆的平衡条件﹒﹒分析螺丝刀的省力情况；
螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，螺纹是一种变形的斜面。
【解答】
螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件﹒﹒可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力；
螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，螺纹是一种变形的斜面，因此螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。
故答案为：粗；密。
13.【答案】
【解析】解：
拉力端移动距离，，拉力F运动的速度：
；
拉力所做的有用功为：
；
拉力做的总功为：
，
拉力做的额外功：
，
由可得，物体受到的摩擦力：
；
斜面的机械效率：
。
故答案为：；1500；100；75。
已知拉力端移动距离木板长和所用时间，利用速度公式计算拉力F运动的速度；
已知瓷砖的重力和提升的高度斜面高，利用求拉力所做的有用功；
已知拉力的大小和拉力移动的距离斜面长，利用求拉力对瓷砖做的总功；额外功等于总功减去有用功，再利用求摩擦力大小；
斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用斜面时速度、有用功、总功和机械效率的计算，要知道使用斜面时克服物体受摩擦力做的功为额外功。
14.【答案】用弹簧测力计竖直拉起小木块，记下弹簧测力计的示数G 把木块放在斜面上，用弹簧测力计拉小木块沿斜面向上运动，当小木块匀速运动时记下弹簧测力计的示数F 竖直拉小木块时用的力最大，沿斜面拉小木块时，斜面坡度越小，用的力越小；斜面坡度越大，用的力越大
【解析】解：
操作步骤：
用弹簧测力计竖直拉起小木块，记下弹簧测力计的示数G；
把木块放在斜面上，用弹簧测力计拉小木块沿斜面向上运动，当小木块匀速运动时记下弹簧测力计的示数F；
实验现象：
竖直拉小木块时用的力最大，沿斜面拉小木块时，斜面坡度越小，用的力越小；斜面坡度越大，用的力越大。
计算斜面的机械效率：
拉力做的有用功：，
拉力做的总功：，
斜面的机械效率：。
故答案为：
用弹簧测力计竖直拉起小木块，记下弹簧测力计的示数G；
把木块放在斜面上，用弹簧测力计拉小木块沿斜面向上运动，当小木块匀速运动时记下弹簧测力计的示数F；
竖直拉小木块时用的力最大，沿斜面拉小木块时，斜面坡度越小，用的力越小；斜面坡度越大，用的力越大；
。
操作步骤：用弹簧测力计测量不同斜面坡度下拉力大小，通过比较得出斜面有省力的作用。
计算斜面的机械效率：利用求拉力做的有用功，利用求拉力做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了斜面机械效率的计算以及根据提供器材设计实验的能力，会用弹簧测力计测量不同斜面坡度下拉力大小是关键。
15.【答案】解：
长方体模具的体积：，
长方体模具的密度：
；
长方体模具的重力：
；
匀速拉动物体的过程中，拉力做的功：
，
拉力做功的功率：
；
匀速拉动物体的过程中，拉力做的有用功：
；
斜面的机械效率：
。
答：长方体模具的密度为；长方体所受的重力大小为400N；
匀速拉动物体的过程中，拉力的功率为20W；
斜面的机械效率为。
【解析】知道长方体模具的体积、质量，利用密度公式求长方体模具的密度；利用求长方体模具的重力；
利用求匀速拉动物体的过程中拉力做的功，再利用求拉力做功功率；
利用求匀速拉动物体的过程中拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题综合考查了密度公式、重力公式、功的公式、功率公式、机械效率公式的应用，虽然知识点多，但都属于基础，难度不大。
16.【答案】解：
由可得10s内汽车对绳的拉力所做的功：
；
内货物移动的距离：，
由图知，，拉力端移动距离：，
由可得汽车对绳的拉力大小：
；
不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力：
，
斜面的机械效率：
。
答：内汽车对绳的拉力所做的功为；
汽车对绳的拉力大小为20000N；
斜面的机械效率为。
【解析】知道功率和时间，利用求出10s内汽车对绳的拉力所做的功；
利用速度公式求货物移动的距离，由图知，，拉力端移动距离，利用求汽车对绳的拉力大小；
不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力等于汽车拉力的3倍，斜面的机械效率等于对物体做的有用功与滑轮组对物体的拉力做的功之比。
本题考查了使用滑轮组时速度公式、功的公式、功率公式、机械效率公式的应用，注意斜面的机械效率不等于整个装置的效率！
17.【答案】解：绳端移动的距离：；
拉力F移动的速度：
；
拉力的功，
功率：；
有用功：，
拉力的机械效率。
答：拉力F移动的速度为；
拉力的功率是10W；
该装置的机械效率是。
【解析】因为是动滑轮，所以根据求出拉力移动距离根据求出速度；
根据求出拉力做的总功，根据求出功率；
根据求出有用功，根据求出机械效率。
此题主要考查的是学生对速度、功率、有用功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握，难度不大。
18.【答案】匀速直线 摩擦力
【解析】解：为了保证弹簧测力计的示数稳定，便于读数，应让木块做匀速直线运动；
由图可知：弹簧测力计的分度值为，示数为，
有用功为，
总功为，
机械效率；
由表格数据可知，物重、斜面高、斜面长相同，物体的种类即小车和木块的摩擦力不同，滑轮组的机械效率不同，
且摩擦力越小，斜面的机械效率越大，故可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大；
克服斜面摩擦力所做的额外功：
，
由可得，摩擦力的大小：
。
故答案为：
匀速直线；
；；摩擦力；
。
要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小，根据求出有用功，利用求出总功，利用求出斜面的机械效率；
利用控制变量法分析表格中数据，然后得出结论；
额外功为克服斜面摩擦力做的功，大小为总功减去有用功，根据求出摩擦力的大小。
本题考查了斜面机械效率的探究实验，涉及到实验的注意事项、弹簧测力计的读数、功和摩擦力的计算，利用好控制变量法分析数据得出结论是关键。
第1页，共1页
一、单选题：本大题共5小题，共10分。
1.如图所示，用力F沿斜面把重为G的物体从粗糙斜面的底端匀速拉到顶端。设此过程
中物体受到的摩擦力为f，则关于此斜面的机械效率，下列关系式不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是( )
A. 动滑轮 B. 定滑轮 C. 轮轴 D. 斜面
3.如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是( )
A. 拉力F做功的功率是16W
B. 克服木箱重力做的功是900J
C. 斜面的机械效率是
D. 若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
4.图中列举的实例与斜面的利用无关的是( )
A. 装载货物
B. 盘山公路
C. 跨海大桥两侧的引桥
D. 起重机
5.斜面是一种简单机械，生活中经常用到它。工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是( )
A. 甲方法不可以省力，但能省功 B. 甲方法可以省力，也能省功
C. 乙方法可以省力，但不能省功 D. 乙方法可以省力，也能省功
二、填空题：本大题共8小题，共16分。
6.如图所示中，汽车的方向盘和安装在井口打水用的辘轳都是轮轴。如果要使方向盘的操作更省力，应该把方向盘做______一些填“大”或“小”。
7.小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个______滑轮/轮轴，属于______省力/费力机械。
8.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，拉力做的功为______，拉力做功的功率______。选填“>”、“<”或“=”
9.如图所示是一种常见的螺丝刀，可以把它看做一个轮轴，它的______相当于轮，______相当于轴，使用螺丝刀拧螺丝的好处是______。
10.如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高，每袋货物质量。货物受到使它沿传送带向上运动的力是______选填“压力”或“摩擦力”，传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为______J，传送机工作时的机械效率是，则传送一袋货物所做的额外功是______
11.如图所示，工人沿斜面用一个大小恒定的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部不考虑物体的大小。已知斜面长，高。若该过程中斜面的效率为，则力F的大小为______ N。
12.在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，螺丝刀就是一个轮轴的实例，手柄________选填“粗”或“细”一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹________选填“密”或“稀”一些的螺丝钉拧起来更省力。
13.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板用时10s，从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力为400N；拉力F运动的速度是______，所做的有用功是______J；物体受到的摩擦力为______N；斜面的机械效率为______。
三、实验探究题：本大题共1小题，共6分。
14.汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的山峰，请用弹簧测力计、斜面尽量光滑、刻度尺、带挂钩的小物块等器材，设计一个实验说明：上山的公路为什么修的弯弯曲曲如盘龙，而不是从山下直通山顶？操作步骤：
______；
______；
改变斜面的倾斜角度，再次重复上述实验。
实验现象：______；
若已测出斜面的高和长分别h和L，则斜面的机械效率表达式为：______。
四、计算题：本大题共4小题，共32分。
15.在疫情终于有了好转时，小明戴着口罩出门，看到已经有些企业或工厂已经复工了，如图所示是某一工地施工的场景图，斜面长，高。工人将质量，体积为的长方体模具，用绳子从斜面底端匀速拉到顶端时，用时15s，沿斜面向上的拉力忽略绳子重力，。求：
长方体模具的密度；长方体模具所受的重力大小；
匀速拉动物体的过程中，拉力的功率；
斜面的机械效率。计算结果保留三位有效数字
16.如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为，经过，货物A竖直升高。已知汽车对绳的拉力F的功率，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
内汽车对绳的拉力所做的功；
汽车对绳的拉力大小；
斜面的机械效率。
17.用如图所示的装置，在绳端用5N的拉力F将重20N的物体，沿长5m，高2m的斜面，从底端匀速拉到顶端，用时求：
拉力F移动的速度；
拉力的功率；
该装置的机械效率。
18.用如图所示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表。
实验次数 物体种类 物重 斜面高 沿斜面的拉力 斜面长 机械效率
1 木块 4 15 90
2 小车 4 15 90
沿斜面拉动物体时，应使其做______运动。
根据图中测力计示数，可知第2次实验时拉力的大小为______ N，机械效率为______。
由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，______越小，机械效率越大。
第1次实验中，木块所受摩擦力为______ N。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
斜面的高为h，物体的重力为G，有用功，
斜面长为L，拉力为F，总功，
则机械效率为：
，
而物体与斜面的摩擦力为f，额外功为：，
则总功为：，
机械效率为：
；
有用功：，
机械效率为：
；
故ABC正确、D错。
故选：D。
斜面是用来提高物体位置的，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，即；
总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积，即；
机械效率就是有用功和总功的比值。使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功，总功等于有用功和额外功之和，据此进行分析和判断即可。
此题考查有关斜面机械效率的计算，容易出错的是摩擦力的计算，我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功，关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和。
2.【答案】D
【解析】解：A、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，连接在横梁上与晾衣架一起升降的滑轮为动滑轮，故A不符合题意；
B、定滑轮可以改变力的方向，但不省力，固定在天花板上的滑轮为定滑轮，故B不符合题意；
C、使用轮轴可以省力，也可改变力的方向，固定在墙上有摇臂的为轮轴，故C不符合题意；
D、从晾衣架的结构图上看，没有用到斜面，故D符合题意。
故选：D。
根据简单机械的特点，以及使用特点，判定出属于那种简单机械。
此题考查了几种简单机械的特点，对于每种机械的使用要建立在它特点的基础上，属于基础知识的考查。在了解各类简单机械的工作特点的基础上，结合解决实际问题的需要选择。
3.【答案】C
【解析】解：A、拉力做的功为，
拉力做功的功率为故A错误；
B、克服木箱重力做的功是故B错误；
C、斜面的机械效率为故C正确；
D、改变斜面的倾斜角度，木箱对压力发生改变，斜面与木箱接触面粗糙程度不变，所以摩擦力发生改变；木箱上升过程中，克服摩擦力做的功是额外功，虽然有用功不变，但额外功发生变化，由公式知，斜面的机械效率发生变化。故D错误。
故选：C。
①已知拉力和斜面长度，可以得到拉力做的功总功；已知拉力做的功和时间，利用公式得到拉力的功率；
②已知物重和上升高度，利用公式得到克服木箱重力做的功有用功；
③已知有用功和总功，两者之比是机械效率；
④当斜面的倾斜程度时，物体对斜面的压力发生改变，在接触面粗糙程度不变时，压力改变，受到的滑动摩擦力改变，额外功发生变化，所以机械效率改变。
本题考查了功率、机械效率的计算，明确有用功和总功之间的关系，知道额外功为克服摩擦力所做的功，是判断斜面效率是否变化的关键。
4.【答案】D
【解析】解：装载货物时用到了斜面，故A正确；盘山公路用到了斜面，故B正确；跨海大桥两侧的引桥用到了斜面，故C正确；起重机利用了杠杆，故D错误；故选：D。
结合对斜面的认识解答即可。
此题考查了斜面的认识。
5.【答案】C
【解析】解；由功的原理可知使用任何机械都不省功。
功的原理告诉人们，省力又省距离的机械是不存在的。
所以选项A、B、D错误，选项C正确。
故选：C。
根据功的原理：使用机械时，人们所做功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。对各个选项逐一分析即可。
此题主要考查学生对功的原理这一知识点的理解和掌握，解答此题的关键是学生牢记功的原理。
6.【答案】大
【解析】解：汽车的方向盘是一个轮轴，轮轴的实质是一个省力杠杆，其轮半径相当于动力臂，轴半径相当于阻力臂。因此如果要使方向盘的操作更省力，应该把方向盘做大一些。
故答案为：大。
汽车的方向盘是一个动力作用在轮上的轮轴，根据轮轴的实质可以确定此题的答案。
轮轴实际上是一个省力杠杆。其省力情况是轮半径是轴半径的几倍，所用的动力就是阻力的几分之一。如：安装在井台上提水的辘轳、自行车的车把都是轮轴。
7.【答案】轮轴 省力
【解析】解：钥匙相当于一个轮轴；钥匙插入钥匙孔的部分是轴，手握的位置是轮，因为动力作用在轮上，所以钥匙属于省力机械。
故答案为：轮轴；省力。
钥匙被手握的位置属于轮轴的轮，插入钥匙孔的部分属于轮轴的轴。
此题考查了简单机械中的轮轴这一知识点，属常规题目。
8.【答案】
【解析】解：将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC从底部匀速拉到顶点，根据可知，拉力在两个斜面做的有用功相等；
斜面光滑说明摩擦力为0，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即。
速度相同，物体沿AC运动路程短，则用的时间较少，根据公式可知，做相同的功时，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即。
故答案为：=；<。
斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功。
速度相同，，所以物体沿斜面AC用的时间较少，根据公式可判断拉力所做的功的功率大小。
本题考查对物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功。
9.【答案】刀柄 金属杆 省力
【解析】解：
螺丝刀在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；
它的刀柄相当于轮，金属杆相当于轴，其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂；
在使用螺丝刀拧螺丝时，由于动力臂大于阻力臂，所以使用螺丝刀拧螺丝可以省力。
故答案为：刀柄；金属杆；省力。
简单机械包括：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等，从螺丝刀的使用情况判断；
通过比较动力臂和阻力臂的大小关系判断省费力。
本题考查了学生对杠杆、轮轴的了解与掌握，正确判断出轮半径、轴半径与动力臂、阻力臂的关系是本题的关键。
10.【答案】摩擦力 2250 750
【解析】解：货物在传送带上运动时由于受到重力作用会向下滑动或有向下滑动的趋势，则货物会受到沿斜面向上的摩擦力与运动方向相同，所以货物受到使它沿传送带向上运动的力是摩擦力。
传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为：
因为，由得：
所做额外功为：。
故答案为：摩擦力；2250；750。
当物发生相对运动或有运动趋势时，会产生摩擦力，力可以改变物体的运动状态。
运用求出有用功，再根据机械效率的公式变形，可得出总功，用总功减去有用功得出额外功。
知道静摩擦力的产生条件，理解力与运动的关系，熟练运用功、机械效率的计算公式，可解答此题。
11.【答案】500
【解析】解：推力做的有用功：
，
由得，推力做的总功为：，
由得推力大小为：。
故答案为：500。
利用求出有用功；然后利用机械效率的计算公式变形可求出总功，再利用变形可求出力F。
熟练运用计算功、机械效率的公式，是解答此题的关键。
12.【答案】粗；密
【解析】【分析】
本题考查轮轴，斜面是我们日常生活中常用的简单机械，而螺旋作为斜面的一类在现实生活中也有很广泛的应用，例如电钻钻头。
轮轴是一种省力机械，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一，是省力杠杆；根据杠杆的平衡条件﹒﹒分析螺丝刀的省力情况；
螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，螺纹是一种变形的斜面。
【解答】
螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件﹒﹒可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力；
螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，螺纹是一种变形的斜面，因此螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。
故答案为：粗；密。
13.【答案】
【解析】解：
拉力端移动距离，，拉力F运动的速度：
；
拉力所做的有用功为：
；
拉力做的总功为：
，
拉力做的额外功：
，
由可得，物体受到的摩擦力：
；
斜面的机械效率：
。
故答案为：；1500；100；75。
已知拉力端移动距离木板长和所用时间，利用速度公式计算拉力F运动的速度；
已知瓷砖的重力和提升的高度斜面高，利用求拉力所做的有用功；
已知拉力的大小和拉力移动的距离斜面长，利用求拉力对瓷砖做的总功；额外功等于总功减去有用功，再利用求摩擦力大小；
斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用斜面时速度、有用功、总功和机械效率的计算，要知道使用斜面时克服物体受摩擦力做的功为额外功。
14.【答案】用弹簧测力计竖直拉起小木块，记下弹簧测力计的示数G 把木块放在斜面上，用弹簧测力计拉小木块沿斜面向上运动，当小木块匀速运动时记下弹簧测力计的示数F 竖直拉小木块时用的力最大，沿斜面拉小木块时，斜面坡度越小，用的力越小；斜面坡度越大，用的力越大
【解析】解：
操作步骤：
用弹簧测力计竖直拉起小木块，记下弹簧测力计的示数G；
把木块放在斜面上，用弹簧测力计拉小木块沿斜面向上运动，当小木块匀速运动时记下弹簧测力计的示数F；
实验现象：
竖直拉小木块时用的力最大，沿斜面拉小木块时，斜面坡度越小，用的力越小；斜面坡度越大，用的力越大。
计算斜面的机械效率：
拉力做的有用功：，
拉力做的总功：，
斜面的机械效率：。
故答案为：
用弹簧测力计竖直拉起小木块，记下弹簧测力计的示数G；
把木块放在斜面上，用弹簧测力计拉小木块沿斜面向上运动，当小木块匀速运动时记下弹簧测力计的示数F；
竖直拉小木块时用的力最大，沿斜面拉小木块时，斜面坡度越小，用的力越小；斜面坡度越大，用的力越大；
。
操作步骤：用弹簧测力计测量不同斜面坡度下拉力大小，通过比较得出斜面有省力的作用。
计算斜面的机械效率：利用求拉力做的有用功，利用求拉力做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了斜面机械效率的计算以及根据提供器材设计实验的能力，会用弹簧测力计测量不同斜面坡度下拉力大小是关键。
15.【答案】解：
长方体模具的体积：，
长方体模具的密度：
；
长方体模具的重力：
；
匀速拉动物体的过程中，拉力做的功：
，
拉力做功的功率：
；
匀速拉动物体的过程中，拉力做的有用功：
；
斜面的机械效率：
。
答：长方体模具的密度为；长方体所受的重力大小为400N；
匀速拉动物体的过程中，拉力的功率为20W；
斜面的机械效率为。
【解析】知道长方体模具的体积、质量，利用密度公式求长方体模具的密度；利用求长方体模具的重力；
利用求匀速拉动物体的过程中拉力做的功，再利用求拉力做功功率；
利用求匀速拉动物体的过程中拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题综合考查了密度公式、重力公式、功的公式、功率公式、机械效率公式的应用，虽然知识点多，但都属于基础，难度不大。
16.【答案】解：
由可得10s内汽车对绳的拉力所做的功：
；
内货物移动的距离：，
由图知，，拉力端移动距离：，
由可得汽车对绳的拉力大小：
；
不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力：
，
斜面的机械效率：
。
答：内汽车对绳的拉力所做的功为；
汽车对绳的拉力大小为20000N；
斜面的机械效率为。
【解析】知道功率和时间，利用求出10s内汽车对绳的拉力所做的功；
利用速度公式求货物移动的距离，由图知，，拉力端移动距离，利用求汽车对绳的拉力大小；
不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力等于汽车拉力的3倍，斜面的机械效率等于对物体做的有用功与滑轮组对物体的拉力做的功之比。
本题考查了使用滑轮组时速度公式、功的公式、功率公式、机械效率公式的应用，注意斜面的机械效率不等于整个装置的效率！
17.【答案】解：绳端移动的距离：；
拉力F移动的速度：
；
拉力的功，
功率：；
有用功：，
拉力的机械效率。
答：拉力F移动的速度为；
拉力的功率是10W；
该装置的机械效率是。
【解析】因为是动滑轮，所以根据求出拉力移动距离根据求出速度；
根据求出拉力做的总功，根据求出功率；
根据求出有用功，根据求出机械效率。
此题主要考查的是学生对速度、功率、有用功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握，难度不大。
18.【答案】匀速直线 摩擦力
【解析】解：为了保证弹簧测力计的示数稳定，便于读数，应让木块做匀速直线运动；
由图可知：弹簧测力计的分度值为，示数为，
有用功为，
总功为，
机械效率；
由表格数据可知，物重、斜面高、斜面长相同，物体的种类即小车和木块的摩擦力不同，滑轮组的机械效率不同，
且摩擦力越小，斜面的机械效率越大，故可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大；
克服斜面摩擦力所做的额外功：
，
由可得，摩擦力的大小：
。
故答案为：
匀速直线；
；；摩擦力；
。
要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小，根据求出有用功，利用求出总功，利用求出斜面的机械效率；
利用控制变量法分析表格中数据，然后得出结论；
额外功为克服斜面摩擦力做的功，大小为总功减去有用功，根据求出摩擦力的大小。
本题考查了斜面机械效率的探究实验，涉及到实验的注意事项、弹簧测力计的读数、功和摩擦力的计算，利用好控制变量法分析数据得出结论是关键。
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