第九章机械和功练习题（含解析）2024-2025学年北师大版八年级下册物理（寒假预习练习题）

第九章机械和功练习题
一、单选题
1．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
2．下列关于滑轮组机械效率的说法中正确的是（ ）
A．机械效率越高的滑轮组越省力
B．机械效率越高的滑轮组做功越快
C．机械效率越高的滑轮组，有用功跟总功的比值越大
D．有用功做得越多，滑轮组的机械效率越大
3．端午节是我国的传统节日，很多地方举行了赛龙舟活动，极大丰富了人们的文化生活。关于赛龙舟活动，以下分析正确的是（　　）
A．龙舟漂浮在水面上，说明龙舟受到的浮力大于重力
B．运动员向后划水，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的
C．比赛过程中鼓声震天，说明声音在空气中可以传播，在水中不能传播
D．运动员划水的船桨省力杠杆
4．如图所示是我国古代汲水农具——桔棒，竖立的支架上架一根长木杆，在木杆的一端固定一个重物，送汲水器入水时，人需用力将汲水器放入水中，在重物作用下，汲水器被吊起。下列有关桔槔的说法正确的是（ ）
A．送汲水器入水省力费距离
B．把汲水器拉出水时省力费距离
C．把汲水器拉出时对水桶做的功是有用功
D．送汲水器入水时机械效率可以为 100%
5．羊角锤撬钉子，如图，羊角锤是省力杠杆，原因是（　　）
A．动力臂小于阻力臂 B．动力臂大于阻力臂
C．动力×动力臂＜阻力×阻力臂 D．动力×动力臂＞阻力×阻力臂
6．下列属于费力杠杆的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
7．如图，斜面高2m、长4m，小明用F=250N的平行于斜面的拉力，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，此过程物体受到的摩擦力为f，下列说法中正确的（　　）
A．摩擦力为250N B．总功为1600J
C．额外功为200J D．机械效率为60%
8．如图所示，在相同时间里，用力F甲、F乙把等重的物体提升相同的高度，乙的动滑轮比甲重，比较它们的机械效率η甲、η乙和两力做功的功率P甲、P乙，则（ ）
A．η甲>η乙 ,P甲>P乙 B．η甲>η乙,P甲C．η甲<η乙,P甲>P乙 D．η甲<η乙,P甲9．如图所示，工人用沿斜面向上、大小为500N的推力F，将重800N的货物从斜面底端匀速推上顶端共用时4s。已知斜面长2m，高1m，下列说法正确的是（ ）
A．货物受到的斜面的摩擦力方向沿斜面向上
B．推力F做功的功率为200W
C．整个过程的有用功是500J
D．此斜面的机械效率为80%
二、填空题
10．如图所示，在10N的水平拉力F作用下，重100Ｎ的物体A沿水平地面以2m/s的速度做匀速直线运动。则物体与地面间滑动摩擦力为 N，拉力F做功的功率为 W。
11．如图所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。则0~2s物体受到的阻力为 N，4~6s内推力F对物体所做的功为 J，功率为 W。

12．如图所示，小花用10N的水平推力推动重为80N的超市购物车，30s内沿水平方向前进了15m,在此过程中，购物车所受重力对购物车做功为 J，小花对购物车做功为 J，小花对购物车做功的功率为 W。
13．如图所示，起重机以1m/s的速度将重1500N的货物匀速提升4s，穿过滑轮的钢丝绳中拉力为500N，则此过程中，有用功为 J，起重机的机械效率为 %，拉力的功率为 W；若改用2m/s的速度提升重物，则该起重机的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
14．小明提着3kg的菜篮从一楼匀速爬上四楼用时1min，每层楼高3m，已知小明体重为50kg，小明做功至少为 J，他上楼的功率 W，则他在上楼过程中对菜篮所做的功为 J（g取10N/kg）。
15．如图所示，当我们使用开瓶器打开瓶盖时，可以把它看作是一个杠杆，这个杠杆的支点在点 处（选填“A”或“B”） 。 若此杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，则此杠杆所需要施加的动力是阻力的 倍；由此可知，开瓶器是一个 杠杆。
三、实验题
16．为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，晓龙同学利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、木块、小车等器材设计了如图所示的实验装置。实验测量的数据如表所示：

实验次序 斜面倾斜程度 小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率
1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5%
2 较陡 3 0.3 1.8 1
3 最陡 3 0.4 2.0 1 60%
请你根据表中的数据，解答下列问题。
（1）实验中晓龙可以通过 来改变斜面的倾斜程度；
（2）在第2次实验中，斜面的机械效率是 ；
（3）斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系是： ；
（4）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面越陡越 （选填“省力”或“费力”）；
（5）斜面的机械效率还可能与 有关。为了通过实验验证你的猜想，还需要补充的器材是 。
17．在探究“杠杆平衡条件的实验”中（杠杆上每格等距，每个钩码的质量相等）。
(1)杠杆的平衡状态包括杠杆处于静止状态或匀速转动状态。而在实验中我们为了便于实验的操作，都是让杠杆处于 状态下进行实验的；
(2)如图甲所示，在右侧离支点O第2格挂两个钩码，只需在左侧离支点O第4格处挂 个钩码，即可使杠杆在水平位置平衡；
(3)实验中，有同学用图乙的方式悬挂钩码来进行探究杠杆平衡条件的实验，但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足之处是 （填字母）。
A．一个人无法独立操作 B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论 D．杠杆受力不平衡
四、计算题
18．某款消毒机器人，可在无人控制的情况下，对需要消毒的场所进行智能消毒。消毒完毕后，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上沿直线返回。此过程中，牵引力F随时间t的变化图象如图甲所示，消毒机器人前进的速度v的大小随时间t的变化图象如图乙所示，在1s~6s内机器人通过的距离为3.5m，则：
(1)求在0~6s的时间内，机器人运动的平均速度；（精确到0.01）
(2)求机器人在运动的过程中受到的阻力大小；
(3)求在3s~5s内，牵引力所做的功；
(4)求该机器人在匀速直线运动时，牵引力做功的功率。
试卷第1页，共3页
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1．C
【详解】由题意可知，杠杆C点受到石块的压力为F压=1500N，为杠杆阻力，方向垂直于杠杆向下，由杠杆原理可知，要使得动力最小，则对应的动力臂l1应尽量大，而阻力臂l2应尽量小，当支点为B点时，此时BC=0.2m为对应的阻力臂l2，AB=1m为对应的动力臂l1，此时动力臂最大，故由杠杆原理有
解得动力为
故要撬动该石块所用的最小的力为300N，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．C
【详解】AC．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大，不能说明滑轮组越省力，故A错误，C正确；
B．功率是表示机械做功快慢的物理量，机械效率高做功不一定快，故B错误；
D．有用功做的多，有用功与总功的比值不一定大，滑轮组的机械效率不一定越大，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】A．龙舟漂浮在水面上时，处于平衡状态，龙舟所受的浮力等于重力，故A错误；
B．运动员向后划水，给了水一个向后的作用力，同时也受到水向前的反作用力，龙舟前进，说明物体间力的作用是相互的，故B正确；
C．比赛过程中鼓声振天，说明声音在空气中可以传播，但不能确定水中的传播情况，故C错误；
D．在划桨时，手移动很小的距离，船桨就能移动很大的距离，因此船桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．当人将提水的容器往下压，人对桔槔施加的力为动力，重物对桔槔施加的力为阻力，此时动力臂大于阻力臂，桔槔相当于一个省力杠杆，省力费距离，故A正确；
B．把汲水器拉出水时，重物对桔槔施加的力为动力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力省距离，故B错误；
C．把汲水器拉出时，水做的功是有用功，水桶做的功是额外功，故C错误；
D．机械都有损耗，任何机械的效率都不可能是100%，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】用羊角锤撬钉子时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力小于阻力，是省力杠杆，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6．B
【详解】试题分析：杠杆根据动力臂与阻力臂的大小关系分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，图示中只有船桨的动力臂小于阻力臂，故应选B．
【考点定位】杠杆的分类
7．C
【详解】ABC．小明做的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
小明做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
小明做的额外功
W额=W总﹣W有用=1000J﹣800J=200J
物体与斜面间的摩擦力
故AB错误，C正确；
D．斜面的机械效率为
故D错误。
故选C。
8．B
【详解】由题知，用力F甲、F乙把等重的物体提升相同的高度，所以两力做的有用功相同；但乙的动滑轮比甲重，所以乙的额外功大，因为总功等于有用功加上额外功，所以乙做的总功多，根据效率公式可知η甲＞η乙；又因为做功时间相同，所以根据可知P甲＜P乙。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】A．货物沿斜面向上运动，货物受到斜面的摩擦力的方向，沿斜面向下，故A错误；
B．推力做的总功
W总=Fs=500N×2m=1000J
推力做功的功率
故B错误；
C．克服货物重力做的有用功
W有=Gh=800N×1m=800J
故C错误；
D．斜面的机械效率
故D正确。
故选D。
10． 5 10
【详解】[1]对滑轮分析，其受到了向左的两段绳子的拉力，和向右的拉力F，由于匀速，故一段绳子的拉力大小为5N，对A进行受力分析，其受到了拉力，和向左的摩擦力，由于是匀速，故处于平衡状态，摩擦力的大小为5N。
[2]由于物体A以2m/s的速度运动，那么拉力F的运动的速度为1m/s，那么拉力F做功的功率为
故拉力F做功的功率为10W。
11． 1 16 8
【详解】[1]由F﹣t图像可知，0~2s内的推力F=1N，由v﹣t图像可知，物体速度为0，处于静止状态，则物体受到的阻力和推力是一对平衡力，二力大小相等，则此时物体受到的阻力为1N。
[2][3]由F﹣t图像可知，4s~6s内的推力F′=2N，由v﹣t图像可知，物体以v=4m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，4~6s内推力F对物体所做的功率
P=F′v=2N×4m/s=8W
所做的功
W=Pt=8W×2s=16J
12． 0 150 5
【详解】[1]因在重力方向上没有移动距离，故购物车所受重力对购物车做功为 0J。
[2][3]小花对购物车做功为
小花对购物车做功的功率为
13． 6000 75 2000 不变
【详解】[1]物体上升的高度为
h＝vt＝1m/s×4s＝4m
克服物体重力做的有用功为
W有＝Gh＝1500N×4m＝6000J
[2]由图可知，承担绳子的股数n＝4，则绳子自由端移动的距离为
s＝nh＝4h＝4×4m＝16m
总功为
W总＝Fs＝500N×16m＝8000J
则起重机的机械效率为
[3]拉力的功率为
[4]由于滑轮组的机械效率与提升物体的速度无关，因此若改用2m/s的速度提升重物，则该起重机的机械效率不变。
14． 4770 79.5 270
【详解】[1][2]小明上楼做功包括克服自己重力做功和克服菜篮重力做功，故
功率
[3]上楼过程中对菜篮所做的功为
15． A 0.2 省力
【详解】[1]该杠杆在使用时绕点A转动，则杠杆的支点为点A。
[2]根据杠杆平衡条件，动力×动力臂=阻力×阻力臂，若此杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，则此杠杆所需要施加的动力是阻力的0.2倍。
[3]由于动力小于阻力，说明该杠杆是省力杠杆。
16． 移动木块 50% 斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高 费力 斜面的粗糙程度 粗糙程度不同的斜面
【解析】略
17．(1)水平静止
(2)1
(3)C
【详解】（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态；为了消除杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响，让杠杆的重心通过支点，所以使杠杆在水平位置平衡，杠杆自身的重力对杠杆平衡没有影响；力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂。
（2）设每个钩码的重力为G，每格的长度为L，根据杠杆平衡条件，则
即需在左侧离支点O第4格处挂1个钩码。
（3）实验中，如图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的，这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
18．(1)0.58m/s
(2)200N
(3)400J
(4)200W
【详解】（1）由图乙可知，0~1s，机器人的速度为0，因此处于静止状态，1s~6s内机器人通过的距离为3.5m，则机器人在0~6s的时间内运动的平均速度
（2）由题图乙可知机器人在3s~5s内做匀速直线运动，由题图甲可知此过程中机器人的牵引力F=200N，由二力平衡条件可知，机器人受到的阻力
（3）由可知，在3s~5s内，机器人运动的距离
则牵引力所做的功
（4）由图乙可知，该机器人在3s~5s内做匀速直线运动，所以该机器人在匀速直线运动时，牵引力做功的功率
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