【精品解析】11.5 《改变世界的机械》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(教科版2024)

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名称 【精品解析】11.5 《改变世界的机械》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
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科目 物理
更新时间 2025-04-18 14:56:31

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11.5 《改变世界的机械》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2022八下·武侯期末)如图所示的简单机械,属于斜面应用的是(  )
A.扳手
B.食品夹
C.自行车刹车把
D.盘山公路
2.(轮轴及其他常见简单机械+ 24)在如图所示的机械传动中,属于螺旋传动的是(  )
A. B.
C. D.
3.(2022八下·怀化期末)在不考虑摩擦的前提下,使用下列简单机械一定能省力的是(  )
A.滑轮 B.杠杆 C.轮轴 D.斜面
4.(2022八下·青羊期末)如图所示,修理汽车的师傅使用短柄扳手拧螺母时,发现很难拧开,于是换用长柄扳手来拧,就很容易拧开,这不能说明(  )
A.力的作用效果与力的作用点有关
B.使用杠杆可以省力
C.使用斜面可以省力
D.使用轮轴可以省力
5.(2017八下·钦州期末)如图所示的四种机械装置中,不能省力的装置是(  )
A.自行车的脚踏板
B.旗杆顶部的定滑轮
C.水管上的水龙头
D.大门上的门把手
6.(2024八下·曲阳期末)下列实例运用到斜面原理的是 (  )
A.螺丝钉 B.剪刀
C.旱冰鞋 D.方向盘
7.(2024八下·西丰期末)“它是你最亲密的伙伴,陪你度过每一个旅程,请系好安全带。”下列说法正确的是(  )
A.安全带较为“宽大”,是为了增大对人体的压强
B.安全带是在汽车撞击障碍物时,减小人体的惯性
C.头枕是在汽车被追尾时,能对头和颈起保护作用
D.通过方向盘改变汽车行驶方向,目的是为了省距离
8.(2024八下·大同期末)如图是中国古代取水工具——辘轳,是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架,转轴一端装有曲柄,转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄,即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是(  )
A.辘轳相当于一个动滑轮
B.人对水平转轴做的功是有用功
C.利用辘轳取水的机械效率可达100%
D.取水时水越多,辘轳的机械效率越高
二、多选题
9.(2018八下·泸州期末)泸州作为中国历史文化名城和全国旅游城市,有着许多让人印象深刻的文化旅游资源。下列对各景点的描述正确的有(  )
A.当河水上涨时,泸县龙脑桥的柱形桥墩受到的浮力将变大
B.叙永雪山关山顶的气压低于山脚的气压
C.合江法王寺上山的盘山公路相当于斜面,上山既省力又省距离
D.在酒城乐园小孩蹦极时弹性绳被拉长,说明力可以改变物体的形状
10.(2023八下·连山期末) 下列实际应用与物理知识对应关系正确的是(  )
A.盘山公路利用斜面可以省力
B.三峡船闸使船顺利通过三峡大坝连通器原理
C.热气球升空利用大气压强
D.潜水艇的浮沉改变浮力
11.(2022八下·龙岗期末)如图所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个斜面以相同的速度匀速地拉到顶端A时,(不计摩擦阻力)则(  )
A.沿着AB用的拉力最小,做功最多
B.沿着AD用的拉力最大,做功最少
C.拉力沿三个斜面做功一样多,沿着AD用的拉力最大
D.沿着AB用的拉力最小,沿着AD拉力的功率最大
三、实验填空题
12.(2024八下·昭阳月考)在日常生产生活中,人们利用简单机械对外做功时,往往越费距离越省力。如图所示,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉螺纹相当于   (选填“斜面”或“轮轴”),螺纹   (选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力。
13.(2022八下·松滋期末)酒瓶上的软木塞很难拔出,因此人们用开瓶器达到方便省力的目的。首先把钻头对准软木塞,用手转动旋转手柄,使钻头插入软木塞,同时压把会翘起;然后再用力按压压把,钻头就能把软木塞“带”出来。以上结构中属于杠杆的是   ;属于增大压强的是    ;属于斜面的是   。(填这些结构名称前的序号)
14.(2024八下·惠城月考) 生活中我们经常接触简单机械和摩擦力。
(1)小华用如图1所示的方法将被台风刮倒的树拉正,A的树干相当于   ,如图2所示将石碾子滚上台阶,石碾子相当于   (均选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”);
(2)如图3,螺丝刀的手柄   (选填“粗”或“细”)一些用起来更省力;
(3)如图4,将钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个   (选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”);
(4)甲、乙两队参加拔河比赛,甲队获胜,忽略拔河绳的质量,甲队对乙队的拉力   乙队对甲队的拉力,甲队受到地面的摩擦力   乙队受到地面的摩擦力(均选填“大于”、“小于”或“等于”),若乙队为了容易取胜,可采用   (A.站在有沙子的地面上 B.穿新球鞋)。
四、解答与计算题
15.( 轮轴及其他常见简单机械 )在家里,我们每次转门把手时,事实上就是在运用轮轴.请你仔细观察一下家里的门把手,它的轮和轴分别是哪部分?
16.(轮轴及其他常见简单机械+ 24)利用功的原理可以证明斜面也是一种省力的机械.如图所示,凭一个人的力气不能把大油桶直接搬到车上去,但借助于一块木板搭成的斜面就可以.想想看,如果希望更省力些,你打算采取什么措施?理由是什么?
17.(2023八下·淮北期末)如图所示是小胡家的一种手摇升降晾衣架示意图,它由四个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁上的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。小胡将40N的衣物挂在晾衣架上后,发现旋转摇柄损坏无法使用,小胡直接用手在钢丝绳上的A点施加竖直向下16N的力,使衣物匀速上升0.5m,不计绳重及摩擦,上升过程中衣架横梁始终保持水平。求:
(1)此时该装置的机械效率;
(2)第二次将60N的衣物挂在晾衣架上,小胡仍然是直接竖直向下拉钢丝绳,使衣物匀速上升0.5m,求第二次小胡做了多少功;
(3)与直接用手拉钢丝绳比,请写出使用旋转摇柄的一个优点。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】杠杆的分类;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.扳手可以绕支点转动,属于杠杆,A不符合题意;
B.食品夹可以绕支点转动,是一种杠杆,B不符合题意;
C.自行车刹车把能绕支点转动,是杠杆,C不符合题意;
D.盘山公路和水平面有一定夹角,属于斜面,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】能绕支撑点转动的简单机械,属于杠杆;斜面是和水平面有一定夹角的简单机械。
2.【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解:A属于链传动,不合题意;
B属于齿轮传动,不合题意;
C属于带传动,不合题意;
D属于螺旋传动,符合题意.
故选D.
【分析】在机械传动方面,常见的传动种类:带传动,链传动,轴传动,齿轮传动,液压传动、螺旋传动等.
3.【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.滑轮包括动滑轮和定滑轮,使用定滑轮提升物体时不省力,A不符合题意;
B.杠杆包括省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆,B不符合题意;
C.轮轴由半径不同的两个同心圆组成,当动力沿着内圆的切线方向作用时,相当于费力杠杆,C不符合题意;
D.使用斜面时,沿斜面匀速向上拉动物体,拉力大小等于斜面对物体的摩擦力,拉力小于物体的重力,省力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮不省力,费力杠杆不省力,当力作用在轴上时,费力;使用斜面费距离,一定省力。
4.【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.短柄扳手拧螺母时,很难拧开,换用长柄扳手来拧螺母,是通过改变力的作用点来改变力的作用效果的,A不合题意;
B.扳手拧螺母相当于一个杠杆,换用长柄扳手来拧螺母,阻力和阻力臂不变,动力臂变长,根据杠杆平衡条件可知,可以省力,B不合题意;
CD.扳手拧螺母是轮轴的应用,在轮上用力省力,C符合题意,D不合题意。
故答案为:C。
【分析】增大动力臂可以使动力减小;力的作用点改变,力的作用效果不同;力作用在轮上时,可以省力。
5.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解:A、自行车的脚踏板是轮轴,轮半径大于轴半径,在使用时动力臂大于阻力臂,是省力机械,故A不符合题意;
B、旗杆顶的定滑轮是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省力也不费力,故B符合题意;
C、水管上的水龙头是轮轴,轮半径大于轴半径,在使用时动力臂大于阻力臂,是省力机械,故C不符合题意;
D、大门上的门把手是轮轴,轮半径大于轴半径,在使用时动力臂小于阻力臂,是省力机械,故D不符合题意;
故选B.
【分析】(1)自行车的脚踏板、水管上的水龙头、大门上的门把手都是轮轴,轮半径大于轴半径,即杠杆的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.(2)定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力.
6.【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法;杠杆及其五要素;轮轴及其他常见简单机械;斜面的机械效率
【解析】【解答】A.螺丝钉运用到了斜面原理,使用时可以省力,故A符合题意;
B.剪刀运用了杠杆原理,故B不符合题意;
C.旱冰鞋上小轮子的作用是通过滚动摩擦代替滑动摩擦,大大减小了摩擦力,故C不符合题意;
D.汽车的方向盘是一个轮轴,动力作用在轮上,可以省力,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】把螺丝钉的螺纹展开,可以看到螺纹与钉子构成一个斜面。当斜面高度一定时,斜面越长,使用起来越省力。剪刀运用了杠杆原理。影响摩擦力大小的因素有压力的大小,接触面的粗糙程度。增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度;减少摩擦的方法有:一是减小压力;二是减小接触面积的粗糙程度;三是用滚动摩擦代替滑动摩擦;四是使接触面彼此分离等。汽车方向盘是一种简单机械。这种简单机械由一个大轮和一个轴组成,轮和轴固定在一起,在轮上用力,带动轴转动。这种简单机械叫做轮轴。
7.【答案】C
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.安全带宽大,增大受力面积,可以减小对人体的压强,故A错误;
B.在汽车撞击障碍物时,人由于惯性继续向前运动,安全带是防止对人体的伤害,不能减小人体的惯性,故B错误;
C.汽车被追尾时,车突然加速向前运动,人的身体向前加速,头部由于惯性要保持原来的速度运动,头枕能阻碍人头部相对于车向后运动,对头和颈起保护作用,故C正确;
D.方向盘是一个轮轴,动力施加在轮上,可以省力,故D错误。
故选C。
【分析】增大受力面积,可以减小压强;惯性是物体继续保持原来状态的原因;使用轮轴时,力作用在轮上,省力费距离。
8.【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;机械效率;增大或减小机械效率的方法;有用功和额外功
【解析】【解答】A.根据图片可知,该装置是一个轮轴,动力作用在轮上,阻力作用在轴上,本质是一个省力杠杆,故A错误;
B.使用辘轳的目的是为了取水,取水时克服水重做的功是有用功,而对辘轳做额外功,故B错误;
C.利用辘轳取水时不可避免要做额外功,机械效率不可能达到100%,故C错误;
D.取水时水越多,有用功越多,而额外功基本不变,根据可知,则辘轳的机械效率越高,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据轮轴的本质判断;
B.根据目的确定对哪个物体做额外观;
C.根据使用任何机械都做额外功分析;
D.根据分析判断。
9.【答案】B,D
【知识点】力的作用效果;大气压强与高度的关系;浮力及其产生原因;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A、桥墩下部埋入泥中很深,下部没有水,所以桥墩的下部不受液体压强,而物体上下表面的压强差是浮力产生的原因,所以河中水位上涨时桥墩受到的浮力不变,A不符合题意;
B、大气压强随着高度的增加而减小,山顶的大气压低于山脚的大气压,B符合题意;
C、合江法王寺上山的盘山公路相当于斜面,上山省力,但费距离,C不符合题意;
D、力可以改变物体的形状和运动状态,弹性绳被拉长的过程中,说明力可以改变物体的形状,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】液体中和底部连为一体的物体不受浮力作用,斜面省力,费距离,海拔越高,大气压减小,力可以改变物体的形状。
10.【答案】A,B
【知识点】连通器原理及其应用;浮力的利用;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.盘山公路和水平面成一定夹角,利用的是斜面,可以省力,A符合题意;
B.三峡船闸底部有管道连通,能使闸室两侧液面相平,使船顺利通过,利用了连通器原理,B符合题意;
C.热气球升空,利用空气对气球的浮力,C不符合题意;
D.潜水艇的浮沉,是改变自身重力实现的,D不符合题意。
故答案为:AB.
【分析】盘山公路是斜面的应用;船闸利用了连通器使船通行;热气球升空利用了浮力;潜水艇改变自身重力实现沉浮。
11.【答案】C,D
【知识点】功率大小的比较;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】不计摩擦阻力,额外功为0,拉力所做的功W=Gh,即沿哪一个斜面将物体拉到顶端A时所做的功都相等;使用斜面是省力的,省力的大小与斜面的倾角有关,倾角越小,斜面越省力,由图可知,斜面AB倾角最小,沿着AB用的拉力最小、最省力,斜面AD倾角最大,沿着AD用的拉力最大、最费力;沿三个斜面拉物体的速度相同,根据P=Fv可知,拉力越大,拉力功率越大,而沿着AD用的拉力最大,功率最大。AB不符合题意,CD符合题意。
故答案为:CD。
【分析】使用斜面可以省力,斜面越长越省力;物体的重力和高度相同时,做功相同;功和时间的比值, 计算功率大小。
12.【答案】斜面;密
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】 轮轴是由轮和轴组成的一种简单机械,动力作用在轮上,轮半径就是动力臂,轴半径就是阻力臂,动力臂大于阻力臂,所以可以省力。螺丝刀就是一个轮轴的实例,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉上的螺纹相当于斜面,螺丝钉螺纹密、螺线长,相当于斜面较长。由于在斜面高度一定时,斜面越长,使用起来越省力。所以,螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
【分析】 轮轴是一种省力机械,支点在轴心,轮半径(动力臂)是轴半径(阻力臂)的几倍,作用在轮上的力(动力)就是轴上力(阻力)的几分之一,是省力杠杆, 螺丝刀相当于轮轴,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,斜面是一种变形的杠杆。
13.【答案】①②;④;③
【知识点】增大压强的方法及其应用;杠杆及其五要素;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】用力按压压把,钻头就能把软木塞“带”出来,压把是一个省力杠杆;尖锐的钻头,是在压力一定时,通过减小受力面积,增大压强;钻杆上的螺纹利用一种斜面,可以省力;旋转手柄利用轴轮省力是,以上结构中,属于杠杆的是①②;属于增大压强的是④;属于斜面的是③。
【分析】杠杆可以绕支撑点转动的简单机械,螺旋是加长的斜面,可以省力;压力一定时,减小受力面积,可以增大压强。
14.【答案】(1)动滑轮;杠杆
(2)粗
(3)轮轴
(4)等于;大于;B
【知识点】力作用的相互性;增大或减小摩擦的方法;动滑轮及其工作特点;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变,动滑轮在使用时,滑轮随被拉动的物体一起运动。小亮用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正时,A的树干会移动,相当于动滑轮;
石碾子在滚上台阶时,绕着一个点转动,石碾子的重力是阻力,将石碾子推上台阶的力是动力,所以此过程的石碾子相当于杠杆。
(2) 螺丝刀相当于轮轴,根据杠杆的平衡条件F1R=F2r可知,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力 ;
(3) 钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴;
(4)甲、乙两队拔河比赛,甲队对乙队的拉力和乙队对甲队的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等;甲队获胜,是由于甲队受到地面的摩擦力大于乙队受到地面的摩擦力.;比较新的鞋底接触面比较粗糙,可以通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,所以 若乙队为了容易取胜,可采用穿新球鞋。
【分析】本题考查简单机械和摩擦力的相关知识,综合性较强。
15.【答案】答:家里的门把手,里面的较细的为轴,外面较粗的为轮.
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【分析】理解轮轴,知道轮半径大于轴半径,所以利用轮轴比较省力.
16.【答案】解:使用斜面时,根据功的原理Gh=Fs,F= ,高度相同,斜面越长越省力.所以要加长斜面.
采取的措施:可以换用较长的斜面;理由:高度相同,斜面越长越省力.
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【分析】斜面的省力情况与斜面的高度与长度有关.根据公式Gh=Fs得,在高度相同的情况下,斜面越长,越省力.
17.【答案】(1)由图知,通过动滑轮绳子的段数n=4,
直接用手拉钢绳时,该装置的机械效率:;
答:此时该装置的机械效率为62.5%;
(2)不计钢丝绳的重和摩擦力,F=(G+G滑),
当提起40N的衣物时,可得动滑轮重:G滑=4F﹣G=4×16N﹣40N=24N,
当第二次提起60N衣物时,拉钢绳的力:F'=(G'+G滑)=×(60N+24N)=21N,
所以第二次小胡拉力做的功:W=Fs=F'nh=21N×4×0.5m=42J;
答:第二次小胡拉力做了42J功;
(3)由图知,旋转摇柄的实质是一个轮轴,人手作用在轮上可以省力。
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】(3)旋转的摇柄转动的周长大,轴心转动小,是轮轴的利用;
【分析】(1)根据,可以计算机械效率的大小;
(2)根据G动=nF-G物,可以计算动滑轮的重力;根据,计算绳子的拉力;利用W=Gh,计算做功多少;
(3)旋转的摇柄转动的周长大,轴心转动小,是轮轴的利用。
1 / 111.5 《改变世界的机械》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2022八下·武侯期末)如图所示的简单机械,属于斜面应用的是(  )
A.扳手
B.食品夹
C.自行车刹车把
D.盘山公路
【答案】D
【知识点】杠杆的分类;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.扳手可以绕支点转动,属于杠杆,A不符合题意;
B.食品夹可以绕支点转动,是一种杠杆,B不符合题意;
C.自行车刹车把能绕支点转动,是杠杆,C不符合题意;
D.盘山公路和水平面有一定夹角,属于斜面,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】能绕支撑点转动的简单机械,属于杠杆;斜面是和水平面有一定夹角的简单机械。
2.(轮轴及其他常见简单机械+ 24)在如图所示的机械传动中,属于螺旋传动的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解:A属于链传动,不合题意;
B属于齿轮传动,不合题意;
C属于带传动,不合题意;
D属于螺旋传动,符合题意.
故选D.
【分析】在机械传动方面,常见的传动种类:带传动,链传动,轴传动,齿轮传动,液压传动、螺旋传动等.
3.(2022八下·怀化期末)在不考虑摩擦的前提下,使用下列简单机械一定能省力的是(  )
A.滑轮 B.杠杆 C.轮轴 D.斜面
【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.滑轮包括动滑轮和定滑轮,使用定滑轮提升物体时不省力,A不符合题意;
B.杠杆包括省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆,B不符合题意;
C.轮轴由半径不同的两个同心圆组成,当动力沿着内圆的切线方向作用时,相当于费力杠杆,C不符合题意;
D.使用斜面时,沿斜面匀速向上拉动物体,拉力大小等于斜面对物体的摩擦力,拉力小于物体的重力,省力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮不省力,费力杠杆不省力,当力作用在轴上时,费力;使用斜面费距离,一定省力。
4.(2022八下·青羊期末)如图所示,修理汽车的师傅使用短柄扳手拧螺母时,发现很难拧开,于是换用长柄扳手来拧,就很容易拧开,这不能说明(  )
A.力的作用效果与力的作用点有关
B.使用杠杆可以省力
C.使用斜面可以省力
D.使用轮轴可以省力
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.短柄扳手拧螺母时,很难拧开,换用长柄扳手来拧螺母,是通过改变力的作用点来改变力的作用效果的,A不合题意;
B.扳手拧螺母相当于一个杠杆,换用长柄扳手来拧螺母,阻力和阻力臂不变,动力臂变长,根据杠杆平衡条件可知,可以省力,B不合题意;
CD.扳手拧螺母是轮轴的应用,在轮上用力省力,C符合题意,D不合题意。
故答案为:C。
【分析】增大动力臂可以使动力减小;力的作用点改变,力的作用效果不同;力作用在轮上时,可以省力。
5.(2017八下·钦州期末)如图所示的四种机械装置中,不能省力的装置是(  )
A.自行车的脚踏板
B.旗杆顶部的定滑轮
C.水管上的水龙头
D.大门上的门把手
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解:A、自行车的脚踏板是轮轴,轮半径大于轴半径,在使用时动力臂大于阻力臂,是省力机械,故A不符合题意;
B、旗杆顶的定滑轮是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省力也不费力,故B符合题意;
C、水管上的水龙头是轮轴,轮半径大于轴半径,在使用时动力臂大于阻力臂,是省力机械,故C不符合题意;
D、大门上的门把手是轮轴,轮半径大于轴半径,在使用时动力臂小于阻力臂,是省力机械,故D不符合题意;
故选B.
【分析】(1)自行车的脚踏板、水管上的水龙头、大门上的门把手都是轮轴,轮半径大于轴半径,即杠杆的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.(2)定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力.
6.(2024八下·曲阳期末)下列实例运用到斜面原理的是 (  )
A.螺丝钉 B.剪刀
C.旱冰鞋 D.方向盘
【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法;杠杆及其五要素;轮轴及其他常见简单机械;斜面的机械效率
【解析】【解答】A.螺丝钉运用到了斜面原理,使用时可以省力,故A符合题意;
B.剪刀运用了杠杆原理,故B不符合题意;
C.旱冰鞋上小轮子的作用是通过滚动摩擦代替滑动摩擦,大大减小了摩擦力,故C不符合题意;
D.汽车的方向盘是一个轮轴,动力作用在轮上,可以省力,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】把螺丝钉的螺纹展开,可以看到螺纹与钉子构成一个斜面。当斜面高度一定时,斜面越长,使用起来越省力。剪刀运用了杠杆原理。影响摩擦力大小的因素有压力的大小,接触面的粗糙程度。增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度;减少摩擦的方法有:一是减小压力;二是减小接触面积的粗糙程度;三是用滚动摩擦代替滑动摩擦;四是使接触面彼此分离等。汽车方向盘是一种简单机械。这种简单机械由一个大轮和一个轴组成,轮和轴固定在一起,在轮上用力,带动轴转动。这种简单机械叫做轮轴。
7.(2024八下·西丰期末)“它是你最亲密的伙伴,陪你度过每一个旅程,请系好安全带。”下列说法正确的是(  )
A.安全带较为“宽大”,是为了增大对人体的压强
B.安全带是在汽车撞击障碍物时,减小人体的惯性
C.头枕是在汽车被追尾时,能对头和颈起保护作用
D.通过方向盘改变汽车行驶方向,目的是为了省距离
【答案】C
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.安全带宽大,增大受力面积,可以减小对人体的压强,故A错误;
B.在汽车撞击障碍物时,人由于惯性继续向前运动,安全带是防止对人体的伤害,不能减小人体的惯性,故B错误;
C.汽车被追尾时,车突然加速向前运动,人的身体向前加速,头部由于惯性要保持原来的速度运动,头枕能阻碍人头部相对于车向后运动,对头和颈起保护作用,故C正确;
D.方向盘是一个轮轴,动力施加在轮上,可以省力,故D错误。
故选C。
【分析】增大受力面积,可以减小压强;惯性是物体继续保持原来状态的原因;使用轮轴时,力作用在轮上,省力费距离。
8.(2024八下·大同期末)如图是中国古代取水工具——辘轳,是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架,转轴一端装有曲柄,转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄,即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是(  )
A.辘轳相当于一个动滑轮
B.人对水平转轴做的功是有用功
C.利用辘轳取水的机械效率可达100%
D.取水时水越多,辘轳的机械效率越高
【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;机械效率;增大或减小机械效率的方法;有用功和额外功
【解析】【解答】A.根据图片可知,该装置是一个轮轴,动力作用在轮上,阻力作用在轴上,本质是一个省力杠杆,故A错误;
B.使用辘轳的目的是为了取水,取水时克服水重做的功是有用功,而对辘轳做额外功,故B错误;
C.利用辘轳取水时不可避免要做额外功,机械效率不可能达到100%,故C错误;
D.取水时水越多,有用功越多,而额外功基本不变,根据可知,则辘轳的机械效率越高,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据轮轴的本质判断;
B.根据目的确定对哪个物体做额外观;
C.根据使用任何机械都做额外功分析;
D.根据分析判断。
二、多选题
9.(2018八下·泸州期末)泸州作为中国历史文化名城和全国旅游城市,有着许多让人印象深刻的文化旅游资源。下列对各景点的描述正确的有(  )
A.当河水上涨时,泸县龙脑桥的柱形桥墩受到的浮力将变大
B.叙永雪山关山顶的气压低于山脚的气压
C.合江法王寺上山的盘山公路相当于斜面,上山既省力又省距离
D.在酒城乐园小孩蹦极时弹性绳被拉长,说明力可以改变物体的形状
【答案】B,D
【知识点】力的作用效果;大气压强与高度的关系;浮力及其产生原因;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A、桥墩下部埋入泥中很深,下部没有水,所以桥墩的下部不受液体压强,而物体上下表面的压强差是浮力产生的原因,所以河中水位上涨时桥墩受到的浮力不变,A不符合题意;
B、大气压强随着高度的增加而减小,山顶的大气压低于山脚的大气压,B符合题意;
C、合江法王寺上山的盘山公路相当于斜面,上山省力,但费距离,C不符合题意;
D、力可以改变物体的形状和运动状态,弹性绳被拉长的过程中,说明力可以改变物体的形状,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】液体中和底部连为一体的物体不受浮力作用,斜面省力,费距离,海拔越高,大气压减小,力可以改变物体的形状。
10.(2023八下·连山期末) 下列实际应用与物理知识对应关系正确的是(  )
A.盘山公路利用斜面可以省力
B.三峡船闸使船顺利通过三峡大坝连通器原理
C.热气球升空利用大气压强
D.潜水艇的浮沉改变浮力
【答案】A,B
【知识点】连通器原理及其应用;浮力的利用;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.盘山公路和水平面成一定夹角,利用的是斜面,可以省力,A符合题意;
B.三峡船闸底部有管道连通,能使闸室两侧液面相平,使船顺利通过,利用了连通器原理,B符合题意;
C.热气球升空,利用空气对气球的浮力,C不符合题意;
D.潜水艇的浮沉,是改变自身重力实现的,D不符合题意。
故答案为:AB.
【分析】盘山公路是斜面的应用;船闸利用了连通器使船通行;热气球升空利用了浮力;潜水艇改变自身重力实现沉浮。
11.(2022八下·龙岗期末)如图所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个斜面以相同的速度匀速地拉到顶端A时,(不计摩擦阻力)则(  )
A.沿着AB用的拉力最小,做功最多
B.沿着AD用的拉力最大,做功最少
C.拉力沿三个斜面做功一样多,沿着AD用的拉力最大
D.沿着AB用的拉力最小,沿着AD拉力的功率最大
【答案】C,D
【知识点】功率大小的比较;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】不计摩擦阻力,额外功为0,拉力所做的功W=Gh,即沿哪一个斜面将物体拉到顶端A时所做的功都相等;使用斜面是省力的,省力的大小与斜面的倾角有关,倾角越小,斜面越省力,由图可知,斜面AB倾角最小,沿着AB用的拉力最小、最省力,斜面AD倾角最大,沿着AD用的拉力最大、最费力;沿三个斜面拉物体的速度相同,根据P=Fv可知,拉力越大,拉力功率越大,而沿着AD用的拉力最大,功率最大。AB不符合题意,CD符合题意。
故答案为:CD。
【分析】使用斜面可以省力,斜面越长越省力;物体的重力和高度相同时,做功相同;功和时间的比值, 计算功率大小。
三、实验填空题
12.(2024八下·昭阳月考)在日常生产生活中,人们利用简单机械对外做功时,往往越费距离越省力。如图所示,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉螺纹相当于   (选填“斜面”或“轮轴”),螺纹   (选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】斜面;密
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】 轮轴是由轮和轴组成的一种简单机械,动力作用在轮上,轮半径就是动力臂,轴半径就是阻力臂,动力臂大于阻力臂,所以可以省力。螺丝刀就是一个轮轴的实例,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉上的螺纹相当于斜面,螺丝钉螺纹密、螺线长,相当于斜面较长。由于在斜面高度一定时,斜面越长,使用起来越省力。所以,螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
【分析】 轮轴是一种省力机械,支点在轴心,轮半径(动力臂)是轴半径(阻力臂)的几倍,作用在轮上的力(动力)就是轴上力(阻力)的几分之一,是省力杠杆, 螺丝刀相当于轮轴,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,斜面是一种变形的杠杆。
13.(2022八下·松滋期末)酒瓶上的软木塞很难拔出,因此人们用开瓶器达到方便省力的目的。首先把钻头对准软木塞,用手转动旋转手柄,使钻头插入软木塞,同时压把会翘起;然后再用力按压压把,钻头就能把软木塞“带”出来。以上结构中属于杠杆的是   ;属于增大压强的是    ;属于斜面的是   。(填这些结构名称前的序号)
【答案】①②;④;③
【知识点】增大压强的方法及其应用;杠杆及其五要素;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】用力按压压把,钻头就能把软木塞“带”出来,压把是一个省力杠杆;尖锐的钻头,是在压力一定时,通过减小受力面积,增大压强;钻杆上的螺纹利用一种斜面,可以省力;旋转手柄利用轴轮省力是,以上结构中,属于杠杆的是①②;属于增大压强的是④;属于斜面的是③。
【分析】杠杆可以绕支撑点转动的简单机械,螺旋是加长的斜面,可以省力;压力一定时,减小受力面积,可以增大压强。
14.(2024八下·惠城月考) 生活中我们经常接触简单机械和摩擦力。
(1)小华用如图1所示的方法将被台风刮倒的树拉正,A的树干相当于   ,如图2所示将石碾子滚上台阶,石碾子相当于   (均选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”);
(2)如图3,螺丝刀的手柄   (选填“粗”或“细”)一些用起来更省力;
(3)如图4,将钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个   (选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”);
(4)甲、乙两队参加拔河比赛,甲队获胜,忽略拔河绳的质量,甲队对乙队的拉力   乙队对甲队的拉力,甲队受到地面的摩擦力   乙队受到地面的摩擦力(均选填“大于”、“小于”或“等于”),若乙队为了容易取胜,可采用   (A.站在有沙子的地面上 B.穿新球鞋)。
【答案】(1)动滑轮;杠杆
(2)粗
(3)轮轴
(4)等于;大于;B
【知识点】力作用的相互性;增大或减小摩擦的方法;动滑轮及其工作特点;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变,动滑轮在使用时,滑轮随被拉动的物体一起运动。小亮用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正时,A的树干会移动,相当于动滑轮;
石碾子在滚上台阶时,绕着一个点转动,石碾子的重力是阻力,将石碾子推上台阶的力是动力,所以此过程的石碾子相当于杠杆。
(2) 螺丝刀相当于轮轴,根据杠杆的平衡条件F1R=F2r可知,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力 ;
(3) 钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴;
(4)甲、乙两队拔河比赛,甲队对乙队的拉力和乙队对甲队的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等;甲队获胜,是由于甲队受到地面的摩擦力大于乙队受到地面的摩擦力.;比较新的鞋底接触面比较粗糙,可以通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,所以 若乙队为了容易取胜,可采用穿新球鞋。
【分析】本题考查简单机械和摩擦力的相关知识,综合性较强。
四、解答与计算题
15.( 轮轴及其他常见简单机械 )在家里,我们每次转门把手时,事实上就是在运用轮轴.请你仔细观察一下家里的门把手,它的轮和轴分别是哪部分?
【答案】答:家里的门把手,里面的较细的为轴,外面较粗的为轮.
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【分析】理解轮轴,知道轮半径大于轴半径,所以利用轮轴比较省力.
16.(轮轴及其他常见简单机械+ 24)利用功的原理可以证明斜面也是一种省力的机械.如图所示,凭一个人的力气不能把大油桶直接搬到车上去,但借助于一块木板搭成的斜面就可以.想想看,如果希望更省力些,你打算采取什么措施?理由是什么?
【答案】解:使用斜面时,根据功的原理Gh=Fs,F= ,高度相同,斜面越长越省力.所以要加长斜面.
采取的措施:可以换用较长的斜面;理由:高度相同,斜面越长越省力.
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【分析】斜面的省力情况与斜面的高度与长度有关.根据公式Gh=Fs得,在高度相同的情况下,斜面越长,越省力.
17.(2023八下·淮北期末)如图所示是小胡家的一种手摇升降晾衣架示意图,它由四个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁上的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。小胡将40N的衣物挂在晾衣架上后,发现旋转摇柄损坏无法使用,小胡直接用手在钢丝绳上的A点施加竖直向下16N的力,使衣物匀速上升0.5m,不计绳重及摩擦,上升过程中衣架横梁始终保持水平。求:
(1)此时该装置的机械效率;
(2)第二次将60N的衣物挂在晾衣架上,小胡仍然是直接竖直向下拉钢丝绳,使衣物匀速上升0.5m,求第二次小胡做了多少功;
(3)与直接用手拉钢丝绳比,请写出使用旋转摇柄的一个优点。
【答案】(1)由图知,通过动滑轮绳子的段数n=4,
直接用手拉钢绳时,该装置的机械效率:;
答:此时该装置的机械效率为62.5%;
(2)不计钢丝绳的重和摩擦力,F=(G+G滑),
当提起40N的衣物时,可得动滑轮重:G滑=4F﹣G=4×16N﹣40N=24N,
当第二次提起60N衣物时,拉钢绳的力:F'=(G'+G滑)=×(60N+24N)=21N,
所以第二次小胡拉力做的功:W=Fs=F'nh=21N×4×0.5m=42J;
答:第二次小胡拉力做了42J功;
(3)由图知,旋转摇柄的实质是一个轮轴,人手作用在轮上可以省力。
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】(3)旋转的摇柄转动的周长大,轴心转动小,是轮轴的利用;
【分析】(1)根据,可以计算机械效率的大小;
(2)根据G动=nF-G物,可以计算动滑轮的重力;根据,计算绳子的拉力;利用W=Gh,计算做功多少;
(3)旋转的摇柄转动的周长大,轴心转动小,是轮轴的利用。
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