11.5 《改变世界的机械》 筑基提能同步分层练习设计（提升版） 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2018八下·岑溪期末）在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是（ ）
A．杠杆 B．斜面
C．一个定滑轮 D．一个动滑轮
2．（2024八下·高碑店期末）如图所示，这是一些物理实验及根据实验现象得出的结论，其中正确的是（ ）
A．压力的作用效果与受力面积大小有关
B．重力的方向是垂直向下的
C．盆景自动供水装置为连通器的原理
D．盘山公路的设计利用了简单机械
3．（2024八下·大冶期末）如图甲所示，公共自行车的绿色标志是由人、自行车和道路三个元素组成的，寓意绿色出行。乙图是车把手。人在水平路面上骑自行车时，下列相关说法正确的是（ ）
A．自行车把手相当于轮轴
B．自行车在水平路面快速行驶过程中，人和重力都做了功
C．自行车受到的重力和路面对自行车的支持力是一对平衡力
D．自行车上坡前要加紧时间蹬几下，目的是增大可利用的惯性
4．（2024八下·哈尔滨月考）如图，用大小相同的力，分别在不同位置按图示方向开门，最容易的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2023八下·临潼期末） 下列关于简单机械的理解，错误的是（ ）
A．图甲，木螺丝能轻松拧入木头，螺丝的螺纹可看作是一个斜面
B．图乙，汽车方向盘是一个轮轴，其本质是一个省力杠杆
C．图丙，园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，为了省力常把树枝尽量远离剪刀轴
D．图丁，工程车上的起重臂就是一个费力杠杆
6．（2022八下·深圳期末）如图所示是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，修建盘山公路的目的是（ ）
A．减小车轮与路面的摩擦 B．减小汽车牵引力所做的功
C．减小汽车上坡时所需的牵引力 D．提高汽车上坡时发动机的功率
7．（2021八下·本溪期末）如图是叉车在搬运货物时的情景，下列说法正确的是（ ）
A．叉车沿水平方向加速运动过程中，叉板上货物的惯性会增大
B．叉车在水平方向运动过程中，地面的支持力对它不做功
C．叉车的方向盘相当于一个轮轴，是为了省距离
D．叉车在减速运动时受到的力是平衡力
二、多选题
8．（2024八下·和平期末）日常生活中的许多现象都与物理知识有关，下列说法正确的是（ ）
A．盘山公路既省力又能省距离
B．公路旁植树可在声源处减弱噪声
C．轮胎上的花纹是为了增大摩擦
D．盲道上的凸起是为了增大压强
9．（2024八下·法库期末）下列生活中的简单机械，属于省力机械的是（ ）
A．门把手
B．定滑轮
C．斜面
D．羊角锤
10．（ 杠杆的应用）下列简单机械中，能够用20N的力提起50N的物体的是（ ）
A．杠杆 B．动滑轮 C．斜面 D．轮轴
11．（2019八下·莘县期末）汽车涉及到许多物理知识，其中分析正确的是（ ）
A．关闭发动机后，汽车仍能继续前进是由于汽车具有惯性
B．汽车匀速行驶时，它的动能在增大
C．方向盘属于轮轴，使用时可以省力
D．车内的破窗锤是通过减小受力面积的方法来增大压强
三、实验填空题
12．（2024八下·高州期中）小明参加农耕文化研学活动。看到如图甲所示的风扇车。查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空癔谷。
（1）如图乙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更 （前两空均选填“省力”或“费力”）；轮轴装在滚珠轴承上，主要是利用了相同条件下滚动摩擦力 （选填“大于”或“小于”）滑动摩擦力；
（2）风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 （选填“A”或“B”）落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变；同样的道理，拔河比赛应选用体重较 的同学参加；
（3）如图丙所示，变速自行车的牙盘与风扇车的风扇原理相似。牙盘有大牙盘和小牙盘；相同情况下，若要更省力，则链条应连在 （选填“大”或“小”）牙盘上。
13．（2021八下·乌苏期末）人们常用的简单机械有杠杆、滑轮、轮轴和斜面
（1）如图甲，螺丝刀的手柄 （选填“粗”或“细”） 一些用起来更省力；螺丝钉上的螺纹展开相当于斜面的长度，螺纹 （选填“密”或“稀”）的一些螺丝钉拧起来更省力。
（2）如图乙，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”）。
（3）如图丙，用滑轮组把质量为 80 kg 的物体匀速提升 3 m，若拉力 F＝500 N，则滑轮组的机械效率为 ，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为 N。
14．（轮轴及其他常见简单机械+ 24）学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点．
（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持 状态，并依据 条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数．
（2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面 向上拉木块，收集到下表中的实验数据：①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时 （选选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越 （选填“省力”或“费力”）；②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向 （选填“左”或“右”）移；
斜面倾 斜程度 木块重力G/N 斜面 高度h/m 斜面 长S/m 沿斜面拉力F/N
较缓 5 0.2 1 2
较陡 5 0.3 1 2.6
最陡 5 0.4 1 3.2
③请举出应用斜面的一种实例： （写出一种即可）
四、解答与计算题
15．（ 滑轮组及其工作特点 ）工厂里有一种特殊结构的滑轮，叫做差动滑轮（俗称神仙葫芦），它由两个直径相差不多的定滑轮和一个动滑轮组成，其示意图如图所示．有了它，只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体．你能分析一下其中的道理吗？
16．斜面是人们生产和生活中经常使用的一种可以省力的简单机械。下面是某同学针对斜面问题进行的理论研究的过程。请你帮他完成“理论论证”。
提出问题：使用斜面为什么可以省力？建立模型：如图1所示，斜面的长为L，高为h，沿光滑斜面匀速向上拉动重为G的物体，所用拉力为F。
（1）理论论证：运用功的原理证明：F＜G。
（2）理论拓展应用：山地自行车运动员骑自行车爬坡时，常走S形，为什么？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解：因为100N的拉力要提起重150N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用100N的拉力不能提起重150N的物体．
故选C．
【分析】不计机械自重和摩擦的情况下：定滑轮不省力，动滑轮可以省一半的力，使用杠杆可以省力，也可以费力，使用斜面一定省力，省力情况取决于斜面的长度与高度的比值．
2．【答案】D
【知识点】重力的方向；探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验；大气压的综合应用；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.根据图像，受力面积相同， 压力不同，探究压力的作用效果与压力的关系，A不符合题意；
B.重锤线向下，重力的方向是竖直向下的，B不符合题意；
C.盆景自动供水装置中，瓶的上方不开口，不是连通器，C不符合题意；
D.盘山公路利用了斜面的特点，实现省力，是简单机械，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】当受力面积相同， 压力不同，探究压力的作用效果和压力的关系；重力的方向竖直向下；连通器的底部连通，上部开口；斜面是一种简单机械。
3．【答案】A
【知识点】惯性及其现象；平衡力的辨别；轮轴及其他常见简单机械；是否做功的判断
【解析】【解答】A.自行车把手中间为轴，手柄为轮，则相当于轮轴，故A正确；
B.自行车在水平路面快速行驶过程中，人的重力在竖直方向上，但是没有在重力的方向上通过距离因此重力对人不做功，故B错误；
C.路面对自行车的支持力等于人和车的总重力，肯定大于自行车的重力，因此二者不是平衡力，故C错误；
D.自行车上坡前要加紧时间蹬几下，目的是增大自行车的动能，从而使其有足够的动能转化为重力势能，故D错误。
故选A。
【分析】A.轮轴是变形的杠杆；
B.做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
C.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上；
D.惯性大小只与物体的质量大小有关。
4．【答案】C
【知识点】杠杆的动态平衡分析；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】ABC．把推门的过程看成是一个轮轴转动的过程，轮轴也是一种杠杆，离门轴越远，相当于动力臂越大，越省力，故AB不符合题意，故C符合题意；
D．而沿门方向向外拉，力的作用线过轴的位置，根据力臂的画法可知，动力臂相当于为0，则无法推开门，故D不符合题意。
故选C。
【分析】把推门看成一个轮轴，门轴看成支点，距离门轴越远，力臂越大，越省力，力臂是支点到力的作用线的垂直距离。
5．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.图甲，木螺丝能轻松拧入木头，螺丝的螺纹可看作是一个斜面，通过增大距离的方式减小阻力，故A正确不合题意；
B.图乙，汽车方向盘是一个轮轴，阻力作用在中间的轴上，动力作用在外面的大轮上，其本质是一个省力杠杆，故B正确不合题意；
C.图丙，剪刀的转轴为支点，动力作用在手柄上，阻力作用在剪刀上。园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，把树枝尽量靠近剪刀轴，可以减小阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力减小，可以升力，故C错误符合题意；
D.图丁，工程车上的起重臂，阻力作用在杠杆的边缘，动力作用在起重杆的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D正确不合题意。
故选C。
【分析】A.根据斜面应用的知识判断；
B.根据轮轴的本质判断；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断；
D.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
6．【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A．盘山公路依山而建，相当于斜面模型，主要是为了减小重力沿斜面方向的分量，从而减小牵引力，而不是为了减小摩擦，A不符合题意；
B．汽车做的功等于机械能增量和克服摩擦力做功之和，由于路程的增加，克服摩擦力做功增大，故汽车牵引力所做的功增大，B不符合题意；
C．盘山公路依山而建，坡度较小，主要是减小重力的下滑分量和增大垂直分量，这样，当汽车匀速上坡时，可以减小牵引力，C符合题意；
D．汽车的功率由汽车本身决定，与路面情况无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】盘山公路属于斜面，使用斜面一定省力。
7．【答案】B
【知识点】惯性及其现象；二力平衡的条件及其应用；轮轴及其他常见简单机械；是否做功的判断
【解析】【解答】A．惯性与质量有关，叉车沿水平方向加速运动过程中，叉板上货物质量不变，货物的惯性不变，A不符合题意；
B．叉车在水平方向运动过程中，地面的支持力垂直于地面向上，叉车没有沿支持力的方向通过一定距离，地面的支持力对它不做功，B符合题意；
C．叉车的方向盘是一个轮轴，轮半径大于轴半径，是省力机械，但费距离，C不符合题意；
D．叉车在减速运动时，处于非平衡状态，受到的力是非平衡力，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。惯性大小仅与质量有关。
功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二 是物体在力的方向上通过的距离。
二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡时合力为零。
8．【答案】C,D
【知识点】增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用；防治噪声的途径；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A．既省力又省距离的机械装置不存在，故A错误；
B． 公路旁植树可在传播中减弱噪声 ，故B错误；
C．轮胎上的花纹，通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦力的，故C正确；
D．盲道上的凸起通过减小受力面积来增大压强，故D正确。
故选CD。
【分析】1、减弱噪音的途径有：声源处（摩托车装消声器）、传播中（建隔音墙 ）、人耳处（戴耳罩）
2、滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。
3、压强的计算公式：P=F/S，增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力，增加受力面积
9．【答案】A,C,D
【知识点】杠杆的分类；定滑轮及其工作特点；轮轴及其他常见简单机械；斜面的机械效率
【解析】【解答】A．门把手是一个轮轴，是一个变形的杠杆，使用时动力臂大于阻力臂，相当于一个省力杠杆，故A符合题意；
B．定滑轮可以改变动力方向，本质是一个等臂杠杆，故B不符合题意；
C．高度一定时，斜面越长越省力，则斜面是一个省力机械，故C符合题意；
D．羊角锤使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选ACD。
【分析】A.根据轮轴的本质判断；
B.根据定滑轮的本质判断；
C.根据斜面的本质判断；
D.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
10．【答案】A,C,D
【知识点】杠杆及其五要素；动滑轮及其工作特点；轮轴及其他常见简单机械；斜面的机械效率
【解析】【解答】解：根据题意，必须选择一个可以省力的杠杆才行．
A、当动力臂大于阻力臂时，可以实现省力的目的，正确；
B、动滑轮的动力臂相当于它的直径，阻力臂相当于它的半径．虽然动力臂大于阻力臂，可以实现省力的目的，但只能省一半力，无法实现用20N的力提起50N的物体，错误；
C、斜面相当于一个省力杠杆，正确；
D、轮轴的动力作业线相当圆的切线，动力臂相当于圆的半径．阻力臂远小于动力臂，正确．
故选ACD．
【分析】根据题意，动力只有20N，而物体的重力却达到了50N，所以必须用的省力杠杆．根据选项中的不同器材，来判断是否属于省力杠杆．
11．【答案】A,C,D
【知识点】惯性及其现象；增大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.关闭发动机，汽车仍前进，是因为汽车具有惯性，A符合题意；
B.当汽车匀速行驶时，动能不变，B不符合题意；
C.汽车的方向盘属于轮轴，使用轮轴可以省力，C符合题意；
D.汽车的破窗锤减小受力面积可以增大压强，D符合题意。
故答案为：ACD.
【分析】惯性使物体保持原有的状态不变，动能和物体的质量、速度有关，方向盘属于轮轴，在压力一定时，减小受力面积可以增大压强。
12．【答案】（1）费力；省力；小于
（2）B；质量；大
（3）小
【知识点】惯性及其现象；杠杆的分类；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】（1）风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，动力作用在轴上，动力臂小于阻力臂，相当于一个费力杠杆，增大摇杆力臂L的长度，同样工作将更省力。轮轴装在滚珠轴承上，主要是利用了相同条件下滚动摩擦力小于滑动摩擦力，从而减小摩擦力。
综上 第1空、费力； 第2空、省力； 第3空、小于；
（2）惯性只与物体的质量有关。风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，饱满谷粒质量大，惯性大从出粮口B落下，拔河比赛应选用体重较大的同学参加，体重越大的同学，惯性越大，运动状态越不容易改变。
综上 第1空、 B； 第2空、质量； 第3空、大；
（3）轮轴的轮半径一定，小牙盘的轴半径更小，链条连在小牙盘上，更省力。
综上 第1空、 小。
【分析】1、省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等壁杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平；
2、惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述。
（1）[1][2]风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，动力作用在轴上，费力、省距离，它相当于一个费力杠杆，根据杠杆原理，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更省力。
[3]减小摩擦力的方法有：在压力一定时减小接触面的粗糙程度、使接触面分离或变滑动为滚动等。轮轴装在滚珠轴承上，主要是利用了相同条件下滚动摩擦力小于滑动摩擦力，从而减小摩擦力。
（2）[1][2]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，其只与物体的质量有关。风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口B落下，说明质量越大，谷粒的惯性越大，物体的运动状态越不容易改变。
[2]同样的道理，拔河比赛应选用体重较大的同学参加，体重越大的同学，质量越大，惯性越大，运动状态越不容易改变。
（3）动力作用在轮上时，轮轴的轮半径和轴半径相差越大，越省力。轮轴的轮半径一定，小牙盘的轴半径更小，所以，链条应连在小牙盘上，才更省力。
13．【答案】（1）粗；密
（2）轮轴
（3）80％；200
【知识点】重力及其大小的计算；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】（1）螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件F1 R=F2 r
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，斜面是一种变形的杠杆，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。
（2）钥匙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。
（3）物体的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率
若不计绳重和摩擦，由 可得，动滑轮受到的重力G动=nF-G=2×500N-800N=200N
【分析】（1）半径不同的圆组成轮轴，动力作用在轮上，可以省力；使用斜面上，斜面越长越省力；
（2）钥匙使用时，绕轴心转动，相当于轮轴；
（3）根据物体的重力和滑轮组上绳子的拉力，可以计算机械效率；利用拉力和物体的重力，可以计算动滑轮重力的大小。
14．【答案】（1）静止；二力平衡
（2）匀速；能；省力；右；盘山公路
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解：（1）木块静止，其受到的重力和拉力是平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；（2）①由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力；②要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动．③盘山公路是斜面应用的一个很好的例子．
故答案为：（1）静止；二力平衡；（2）匀速；①能；省力；②右；③盘山公路．
【分析】（1）根据二力平衡的特点得出木块的重力；（2）只有用弹簧测力计沿着斜面把木块匀速拉上去时，才能得到比较准确的拉力；①分析表格中的数据，分析拉力的大小变化与斜面倾斜角度的大小变化．②木块离得斜面底端越远则斜面倾斜程度越小．离得越近，则斜面的倾斜程度越大．③斜面的应用如盘山公路．
15．【答案】解：这种装置中两个连在一起的定滑轮同轴转动，绳在滑轮上不滑动，若设拉力为F，重物重为G，大定滑轮半径为R，小定滑轮半径为r，则F′= ，FR=F′r，可知，F＜F′＜G，故有了这种装置，只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体；
若设该装置的机械效率为η，则设拉力F拉动绳绕过大定滑轮一圈时拉力F做功为F 2πR，而此时小定滑轮也随之转一圈，使拉着动滑轮的绳子实际只上升了2π（R﹣r），这样动滑轮下的G重物只上升了 ×2π（R﹣r）=π（R﹣r），因此根据机械效率得：η= = ，则：F= G．若将R做的较大，并使r与R相差很小，即轮与轴的半径很接近，则可用很小的拉力吊起很重的物体，达到省力效果．
【知识点】滑轮组及其工作特点；轮轴及其他常见简单机械；机械效率
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件可知，拉连在一起的同轴定滑轮的两个拉力F和F′的大小关系；再根据动滑轮省一半力的特点可知拉力F和所提重物的关系，从而得知差动滑轮能省力；再根据滑轮组的机械效率公式表示出拉力的大小，分析表达式可知一个人借助两个直径相差不多的定滑轮可以缓缓吊起或移动很重的物体．
16．【答案】（1）解：将重为G的物体升高h，
动力所做的功W1=FL，克服阻力所做的功W2=Gh，
根据机械功的原理W1=W2，
即FL=Gh，F=G，
因为L＞h，所以F＜G。
（2）解：由上面结论可知，在斜面高度一定时，斜面越长越省力；骑自行车爬坡时走S形就起到了在不增加斜面高度的情况下增大了斜面长度，故骑车就更省力些。
【知识点】轮轴及其他常见简单机械；功
【解析】【分析】（1）由功的公式求出物体直接被提高与沿斜面上升所做的功，然后证明所提出的问题；
（2）使用斜面可以省力，斜面越平缓越省力，但同时也就越费距离，据此分析判断。
1 / 111.5 《改变世界的机械》 筑基提能同步分层练习设计（提升版） 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2018八下·岑溪期末）在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是（ ）
A．杠杆 B．斜面
C．一个定滑轮 D．一个动滑轮
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解：因为100N的拉力要提起重150N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用100N的拉力不能提起重150N的物体．
故选C．
【分析】不计机械自重和摩擦的情况下：定滑轮不省力，动滑轮可以省一半的力，使用杠杆可以省力，也可以费力，使用斜面一定省力，省力情况取决于斜面的长度与高度的比值．
2．（2024八下·高碑店期末）如图所示，这是一些物理实验及根据实验现象得出的结论，其中正确的是（ ）
A．压力的作用效果与受力面积大小有关
B．重力的方向是垂直向下的
C．盆景自动供水装置为连通器的原理
D．盘山公路的设计利用了简单机械
【答案】D
【知识点】重力的方向；探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验；大气压的综合应用；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.根据图像，受力面积相同， 压力不同，探究压力的作用效果与压力的关系，A不符合题意；
B.重锤线向下，重力的方向是竖直向下的，B不符合题意；
C.盆景自动供水装置中，瓶的上方不开口，不是连通器，C不符合题意；
D.盘山公路利用了斜面的特点，实现省力，是简单机械，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】当受力面积相同， 压力不同，探究压力的作用效果和压力的关系；重力的方向竖直向下；连通器的底部连通，上部开口；斜面是一种简单机械。
3．（2024八下·大冶期末）如图甲所示，公共自行车的绿色标志是由人、自行车和道路三个元素组成的，寓意绿色出行。乙图是车把手。人在水平路面上骑自行车时，下列相关说法正确的是（ ）
A．自行车把手相当于轮轴
B．自行车在水平路面快速行驶过程中，人和重力都做了功
C．自行车受到的重力和路面对自行车的支持力是一对平衡力
D．自行车上坡前要加紧时间蹬几下，目的是增大可利用的惯性
【答案】A
【知识点】惯性及其现象；平衡力的辨别；轮轴及其他常见简单机械；是否做功的判断
【解析】【解答】A.自行车把手中间为轴，手柄为轮，则相当于轮轴，故A正确；
B.自行车在水平路面快速行驶过程中，人的重力在竖直方向上，但是没有在重力的方向上通过距离因此重力对人不做功，故B错误；
C.路面对自行车的支持力等于人和车的总重力，肯定大于自行车的重力，因此二者不是平衡力，故C错误；
D.自行车上坡前要加紧时间蹬几下，目的是增大自行车的动能，从而使其有足够的动能转化为重力势能，故D错误。
故选A。
【分析】A.轮轴是变形的杠杆；
B.做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
C.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上；
D.惯性大小只与物体的质量大小有关。
4．（2024八下·哈尔滨月考）如图，用大小相同的力，分别在不同位置按图示方向开门，最容易的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】杠杆的动态平衡分析；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】ABC．把推门的过程看成是一个轮轴转动的过程，轮轴也是一种杠杆，离门轴越远，相当于动力臂越大，越省力，故AB不符合题意，故C符合题意；
D．而沿门方向向外拉，力的作用线过轴的位置，根据力臂的画法可知，动力臂相当于为0，则无法推开门，故D不符合题意。
故选C。
【分析】把推门看成一个轮轴，门轴看成支点，距离门轴越远，力臂越大，越省力，力臂是支点到力的作用线的垂直距离。
5．（2023八下·临潼期末） 下列关于简单机械的理解，错误的是（ ）
A．图甲，木螺丝能轻松拧入木头，螺丝的螺纹可看作是一个斜面
B．图乙，汽车方向盘是一个轮轴，其本质是一个省力杠杆
C．图丙，园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，为了省力常把树枝尽量远离剪刀轴
D．图丁，工程车上的起重臂就是一个费力杠杆
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.图甲，木螺丝能轻松拧入木头，螺丝的螺纹可看作是一个斜面，通过增大距离的方式减小阻力，故A正确不合题意；
B.图乙，汽车方向盘是一个轮轴，阻力作用在中间的轴上，动力作用在外面的大轮上，其本质是一个省力杠杆，故B正确不合题意；
C.图丙，剪刀的转轴为支点，动力作用在手柄上，阻力作用在剪刀上。园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，把树枝尽量靠近剪刀轴，可以减小阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力减小，可以升力，故C错误符合题意；
D.图丁，工程车上的起重臂，阻力作用在杠杆的边缘，动力作用在起重杆的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D正确不合题意。
故选C。
【分析】A.根据斜面应用的知识判断；
B.根据轮轴的本质判断；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断；
D.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
6．（2022八下·深圳期末）如图所示是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，修建盘山公路的目的是（ ）
A．减小车轮与路面的摩擦 B．减小汽车牵引力所做的功
C．减小汽车上坡时所需的牵引力 D．提高汽车上坡时发动机的功率
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A．盘山公路依山而建，相当于斜面模型，主要是为了减小重力沿斜面方向的分量，从而减小牵引力，而不是为了减小摩擦，A不符合题意；
B．汽车做的功等于机械能增量和克服摩擦力做功之和，由于路程的增加，克服摩擦力做功增大，故汽车牵引力所做的功增大，B不符合题意；
C．盘山公路依山而建，坡度较小，主要是减小重力的下滑分量和增大垂直分量，这样，当汽车匀速上坡时，可以减小牵引力，C符合题意；
D．汽车的功率由汽车本身决定，与路面情况无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】盘山公路属于斜面，使用斜面一定省力。
7．（2021八下·本溪期末）如图是叉车在搬运货物时的情景，下列说法正确的是（ ）
A．叉车沿水平方向加速运动过程中，叉板上货物的惯性会增大
B．叉车在水平方向运动过程中，地面的支持力对它不做功
C．叉车的方向盘相当于一个轮轴，是为了省距离
D．叉车在减速运动时受到的力是平衡力
【答案】B
【知识点】惯性及其现象；二力平衡的条件及其应用；轮轴及其他常见简单机械；是否做功的判断
【解析】【解答】A．惯性与质量有关，叉车沿水平方向加速运动过程中，叉板上货物质量不变，货物的惯性不变，A不符合题意；
B．叉车在水平方向运动过程中，地面的支持力垂直于地面向上，叉车没有沿支持力的方向通过一定距离，地面的支持力对它不做功，B符合题意；
C．叉车的方向盘是一个轮轴，轮半径大于轴半径，是省力机械，但费距离，C不符合题意；
D．叉车在减速运动时，处于非平衡状态，受到的力是非平衡力，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。惯性大小仅与质量有关。
功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二 是物体在力的方向上通过的距离。
二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡时合力为零。
二、多选题
8．（2024八下·和平期末）日常生活中的许多现象都与物理知识有关，下列说法正确的是（ ）
A．盘山公路既省力又能省距离
B．公路旁植树可在声源处减弱噪声
C．轮胎上的花纹是为了增大摩擦
D．盲道上的凸起是为了增大压强
【答案】C,D
【知识点】增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用；防治噪声的途径；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A．既省力又省距离的机械装置不存在，故A错误；
B． 公路旁植树可在传播中减弱噪声 ，故B错误；
C．轮胎上的花纹，通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦力的，故C正确；
D．盲道上的凸起通过减小受力面积来增大压强，故D正确。
故选CD。
【分析】1、减弱噪音的途径有：声源处（摩托车装消声器）、传播中（建隔音墙 ）、人耳处（戴耳罩）
2、滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。
3、压强的计算公式：P=F/S，增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力，增加受力面积
9．（2024八下·法库期末）下列生活中的简单机械，属于省力机械的是（ ）
A．门把手
B．定滑轮
C．斜面
D．羊角锤
【答案】A,C,D
【知识点】杠杆的分类；定滑轮及其工作特点；轮轴及其他常见简单机械；斜面的机械效率
【解析】【解答】A．门把手是一个轮轴，是一个变形的杠杆，使用时动力臂大于阻力臂，相当于一个省力杠杆，故A符合题意；
B．定滑轮可以改变动力方向，本质是一个等臂杠杆，故B不符合题意；
C．高度一定时，斜面越长越省力，则斜面是一个省力机械，故C符合题意；
D．羊角锤使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选ACD。
【分析】A.根据轮轴的本质判断；
B.根据定滑轮的本质判断；
C.根据斜面的本质判断；
D.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
10．（ 杠杆的应用）下列简单机械中，能够用20N的力提起50N的物体的是（ ）
A．杠杆 B．动滑轮 C．斜面 D．轮轴
【答案】A,C,D
【知识点】杠杆及其五要素；动滑轮及其工作特点；轮轴及其他常见简单机械；斜面的机械效率
【解析】【解答】解：根据题意，必须选择一个可以省力的杠杆才行．
A、当动力臂大于阻力臂时，可以实现省力的目的，正确；
B、动滑轮的动力臂相当于它的直径，阻力臂相当于它的半径．虽然动力臂大于阻力臂，可以实现省力的目的，但只能省一半力，无法实现用20N的力提起50N的物体，错误；
C、斜面相当于一个省力杠杆，正确；
D、轮轴的动力作业线相当圆的切线，动力臂相当于圆的半径．阻力臂远小于动力臂，正确．
故选ACD．
【分析】根据题意，动力只有20N，而物体的重力却达到了50N，所以必须用的省力杠杆．根据选项中的不同器材，来判断是否属于省力杠杆．
11．（2019八下·莘县期末）汽车涉及到许多物理知识，其中分析正确的是（ ）
A．关闭发动机后，汽车仍能继续前进是由于汽车具有惯性
B．汽车匀速行驶时，它的动能在增大
C．方向盘属于轮轴，使用时可以省力
D．车内的破窗锤是通过减小受力面积的方法来增大压强
【答案】A,C,D
【知识点】惯性及其现象；增大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.关闭发动机，汽车仍前进，是因为汽车具有惯性，A符合题意；
B.当汽车匀速行驶时，动能不变，B不符合题意；
C.汽车的方向盘属于轮轴，使用轮轴可以省力，C符合题意；
D.汽车的破窗锤减小受力面积可以增大压强，D符合题意。
故答案为：ACD.
【分析】惯性使物体保持原有的状态不变，动能和物体的质量、速度有关，方向盘属于轮轴，在压力一定时，减小受力面积可以增大压强。
三、实验填空题
12．（2024八下·高州期中）小明参加农耕文化研学活动。看到如图甲所示的风扇车。查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空癔谷。
（1）如图乙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更 （前两空均选填“省力”或“费力”）；轮轴装在滚珠轴承上，主要是利用了相同条件下滚动摩擦力 （选填“大于”或“小于”）滑动摩擦力；
（2）风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 （选填“A”或“B”）落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变；同样的道理，拔河比赛应选用体重较 的同学参加；
（3）如图丙所示，变速自行车的牙盘与风扇车的风扇原理相似。牙盘有大牙盘和小牙盘；相同情况下，若要更省力，则链条应连在 （选填“大”或“小”）牙盘上。
【答案】（1）费力；省力；小于
（2）B；质量；大
（3）小
【知识点】惯性及其现象；杠杆的分类；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】（1）风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，动力作用在轴上，动力臂小于阻力臂，相当于一个费力杠杆，增大摇杆力臂L的长度，同样工作将更省力。轮轴装在滚珠轴承上，主要是利用了相同条件下滚动摩擦力小于滑动摩擦力，从而减小摩擦力。
综上 第1空、费力； 第2空、省力； 第3空、小于；
（2）惯性只与物体的质量有关。风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，饱满谷粒质量大，惯性大从出粮口B落下，拔河比赛应选用体重较大的同学参加，体重越大的同学，惯性越大，运动状态越不容易改变。
综上 第1空、 B； 第2空、质量； 第3空、大；
（3）轮轴的轮半径一定，小牙盘的轴半径更小，链条连在小牙盘上，更省力。
综上 第1空、 小。
【分析】1、省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等壁杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平；
2、惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述。
（1）[1][2]风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，动力作用在轴上，费力、省距离，它相当于一个费力杠杆，根据杠杆原理，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更省力。
[3]减小摩擦力的方法有：在压力一定时减小接触面的粗糙程度、使接触面分离或变滑动为滚动等。轮轴装在滚珠轴承上，主要是利用了相同条件下滚动摩擦力小于滑动摩擦力，从而减小摩擦力。
（2）[1][2]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，其只与物体的质量有关。风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口B落下，说明质量越大，谷粒的惯性越大，物体的运动状态越不容易改变。
[2]同样的道理，拔河比赛应选用体重较大的同学参加，体重越大的同学，质量越大，惯性越大，运动状态越不容易改变。
（3）动力作用在轮上时，轮轴的轮半径和轴半径相差越大，越省力。轮轴的轮半径一定，小牙盘的轴半径更小，所以，链条应连在小牙盘上，才更省力。
13．（2021八下·乌苏期末）人们常用的简单机械有杠杆、滑轮、轮轴和斜面
（1）如图甲，螺丝刀的手柄 （选填“粗”或“细”） 一些用起来更省力；螺丝钉上的螺纹展开相当于斜面的长度，螺纹 （选填“密”或“稀”）的一些螺丝钉拧起来更省力。
（2）如图乙，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”）。
（3）如图丙，用滑轮组把质量为 80 kg 的物体匀速提升 3 m，若拉力 F＝500 N，则滑轮组的机械效率为 ，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为 N。
【答案】（1）粗；密
（2）轮轴
（3）80％；200
【知识点】重力及其大小的计算；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】（1）螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件F1 R=F2 r
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，斜面是一种变形的杠杆，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。
（2）钥匙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。
（3）物体的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率
若不计绳重和摩擦，由 可得，动滑轮受到的重力G动=nF-G=2×500N-800N=200N
【分析】（1）半径不同的圆组成轮轴，动力作用在轮上，可以省力；使用斜面上，斜面越长越省力；
（2）钥匙使用时，绕轴心转动，相当于轮轴；
（3）根据物体的重力和滑轮组上绳子的拉力，可以计算机械效率；利用拉力和物体的重力，可以计算动滑轮重力的大小。
14．（轮轴及其他常见简单机械+ 24）学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点．
（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持 状态，并依据 条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数．
（2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面 向上拉木块，收集到下表中的实验数据：①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时 （选选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越 （选填“省力”或“费力”）；②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向 （选填“左”或“右”）移；
斜面倾 斜程度 木块重力G/N 斜面 高度h/m 斜面 长S/m 沿斜面拉力F/N
较缓 5 0.2 1 2
较陡 5 0.3 1 2.6
最陡 5 0.4 1 3.2
③请举出应用斜面的一种实例： （写出一种即可）
【答案】（1）静止；二力平衡
（2）匀速；能；省力；右；盘山公路
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解：（1）木块静止，其受到的重力和拉力是平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；（2）①由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力；②要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动．③盘山公路是斜面应用的一个很好的例子．
故答案为：（1）静止；二力平衡；（2）匀速；①能；省力；②右；③盘山公路．
【分析】（1）根据二力平衡的特点得出木块的重力；（2）只有用弹簧测力计沿着斜面把木块匀速拉上去时，才能得到比较准确的拉力；①分析表格中的数据，分析拉力的大小变化与斜面倾斜角度的大小变化．②木块离得斜面底端越远则斜面倾斜程度越小．离得越近，则斜面的倾斜程度越大．③斜面的应用如盘山公路．
四、解答与计算题
15．（ 滑轮组及其工作特点 ）工厂里有一种特殊结构的滑轮，叫做差动滑轮（俗称神仙葫芦），它由两个直径相差不多的定滑轮和一个动滑轮组成，其示意图如图所示．有了它，只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体．你能分析一下其中的道理吗？
【答案】解：这种装置中两个连在一起的定滑轮同轴转动，绳在滑轮上不滑动，若设拉力为F，重物重为G，大定滑轮半径为R，小定滑轮半径为r，则F′= ，FR=F′r，可知，F＜F′＜G，故有了这种装置，只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体；
若设该装置的机械效率为η，则设拉力F拉动绳绕过大定滑轮一圈时拉力F做功为F 2πR，而此时小定滑轮也随之转一圈，使拉着动滑轮的绳子实际只上升了2π（R﹣r），这样动滑轮下的G重物只上升了 ×2π（R﹣r）=π（R﹣r），因此根据机械效率得：η= = ，则：F= G．若将R做的较大，并使r与R相差很小，即轮与轴的半径很接近，则可用很小的拉力吊起很重的物体，达到省力效果．
【知识点】滑轮组及其工作特点；轮轴及其他常见简单机械；机械效率
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件可知，拉连在一起的同轴定滑轮的两个拉力F和F′的大小关系；再根据动滑轮省一半力的特点可知拉力F和所提重物的关系，从而得知差动滑轮能省力；再根据滑轮组的机械效率公式表示出拉力的大小，分析表达式可知一个人借助两个直径相差不多的定滑轮可以缓缓吊起或移动很重的物体．
16．斜面是人们生产和生活中经常使用的一种可以省力的简单机械。下面是某同学针对斜面问题进行的理论研究的过程。请你帮他完成“理论论证”。
提出问题：使用斜面为什么可以省力？建立模型：如图1所示，斜面的长为L，高为h，沿光滑斜面匀速向上拉动重为G的物体，所用拉力为F。
（1）理论论证：运用功的原理证明：F＜G。
（2）理论拓展应用：山地自行车运动员骑自行车爬坡时，常走S形，为什么？
【答案】（1）解：将重为G的物体升高h，
动力所做的功W1=FL，克服阻力所做的功W2=Gh，
根据机械功的原理W1=W2，
即FL=Gh，F=G，
因为L＞h，所以F＜G。
（2）解：由上面结论可知，在斜面高度一定时，斜面越长越省力；骑自行车爬坡时走S形就起到了在不增加斜面高度的情况下增大了斜面长度，故骑车就更省力些。
【知识点】轮轴及其他常见简单机械；功
【解析】【分析】（1）由功的公式求出物体直接被提高与沿斜面上升所做的功，然后证明所提出的问题；
（2）使用斜面可以省力，斜面越平缓越省力，但同时也就越费距离，据此分析判断。
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