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机械效率
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)如图所示,使用镊子夹取物体时,下列说法正确的是( )
A.B是支点 B.AB是动力臂
C.OB是阻力臂 D.镊子是省力杠杆
【答案】C
【详解】如图,在使用镊子时,绕O点转动,所以O点是支点,阻力作用点在B点处,OB的长度为阻力臂,动力作用点在A点处,OA的长度为动力臂,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故ABD错误,C正确。
故选C。
2.(24-25八年级下·河南·课后作业)各式各样的剪刀都是一对杠杆。如图所示的剪刀,最适合剪开较硬物体的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】要剪开较硬的物体,需要用一把动力臂远大于阻力臂的剪刀,起到省力杠杆的作用,B选项中动力臂明显大于阻力臂,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图所示,小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆顺时针转动的力是( )
A.苹果的重力 B.橘子的重力
C.杆对橘子的支持力 D.橘子对杆的压力
【答案】D
【详解】桔子和苹果对杠杆的压力分别为动力和阻力,因此使杠杆顺时针转动的力是橘子对杆的压力,重力作用在自身上,因此使杆顺时针转动的力不是桔子或苹果的重力。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,用撬棒撬一块大石块,两次作用在A点的力分别为F1、F2,已知OA>OB,下列说法中错误的是( )
A.O是支点 B.作用在A点的力F1C.使用该杠杆可能省力 D.作用在A点的力F1>F2
【答案】B
【详解】A.图中,在使用撬棒时,绕固定点O转动,O为支点,故A正确,不符合题意;
BD.图中,F2的力臂大于F1的力臂,而阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知
故B错误,符合题意,D正确,不符合题意;
C.图中,O为支点,大石块的重力为阻力,因动力的方向不确定,当动力与杠杆的夹角较小时,动力臂可能小于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,此时动力大于阻力,为费力杠杆;当动力臂大于阻力臂时,由杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,为省力杠杆,因此使用该杠杆可能省力,故C正确,不符合题意。
故选B。
5.(24-25八年级下·全国·课后作业)水龙头手柄可视为下图所示的杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向都可以关闭水龙头,则用力最小时的方向是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】B
【详解】根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,越省力。所以在A点施加动力,要使关闭水龙头时用力最小,就要使动力臂最大。在A点施加动力,当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时,动力臂最大,此时最省力,即沿b方向用动力最小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,人对绳的拉力都是,将各重物匀速提起。不计动滑轮重和摩擦,物重最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,所以使用定滑轮不能省力,好处是能够改变力的方向;因为动滑轮的实质是动力臂大于阻力臂,使用动滑轮的好处是能够省力;如图中所示:设将重物匀速提升的力为,若不计摩擦和滑轮重,在A中,拉力等于物体重力;在B中拉力是物体重力的一半,即;在C中,拉力等于物体重力的三分之一,即;在D中,拉力是物体重力的一半,即,故
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(24-25八年级下·全国·课后作业)如下图所示,某同学用重的滑轮匀速提升重的物体。不计绳重和摩擦,则该同学所用的拉力F可能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】动滑轮之所以能省一半的力,是因为其相当于杠杆的变形,轮的直径相当于动力臂,轮的半径相当于阻力臂,这样动力臂是阻力臂的二倍,自然就能省一半的力,而这一关系成立的前提条件是:必须竖直向上拉绳子;不计绳重和摩擦,重物和动滑轮的总重由2段绳子承担, 当沿竖直方向拉动时,拉力
图中斜向上拉绳子时,动力臂和阻力臂都会减小,但动力臂会小于阻力臂的二倍,而阻力不变,由杠杆平衡条件可知,动力就会增大,因此所用拉力变大,则拉力F的范围是F>50N,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.(24-25八年级下·全国·课后作业)下图所示的是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重及摩擦)。其中所需动力最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】不计机械自重及摩擦,设物体的重力为G。
A.图中滑轮是定滑轮,拉力F1=G;
B.由杠杆平衡条件可知G×L=F2×(3L+L),则
C.此滑轮组的绳子股数n=3,此拉力
D.由杠杆平衡条件可知F4×L=G×(3L+L),则F4=4G
综上所述,综上所述,使用杠杆时的动力最小是B。
故选B。
9.(21-22九年级下·江苏苏州·开学考试)小涵学习过物理后做出以下总结,你认为她的总结中叙述错误的是( )
A.垂直于道钉撬的把手向下压时,人的用力最省力
B.用斜面向上搬物体,既可以省力,又可以节省做功
C.男孩刚松手时,橡皮筋的弹性势能转化为弹丸的动能
D.图中的小人若沿F2方向用力,所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同
【答案】B
【详解】A.阻力和阻力臂的乘积是一个定值,垂直于道钉撬的把手向下压时,动力臂最大,动力最小,故最省力,故A正确,A不符合题意;
B.任何机械不能省功,故B错误,符合题意;
C.男孩刚松手时,橡皮筋的弹性势能变小,动能增大,橡皮筋的弹性势能转化为弹丸的动能,故C正确,C不符合题意;
D.定滑轮改变力的方向,不改变力的大小,故沿F2方向用力,所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同,故D正确,D不符合题意。
故选B。
10.(2024·江苏宿迁·中考真题)如图所示的小型起重机,某次吊起重为的物体,电动机的拉力为,用时,使物体上升了。则通过动滑轮( )
A.做的有用功为 B.拉力功率为
C.做的总功为 D.机械效率为
【答案】B
【详解】ACD.拉力做的有用功为
拉力做的总功为
动滑轮的机械效率为
故ACD不符合题意;
B.拉力功率为
故B符合题意。
故选B。
11.(24-25八年级下·全国·随堂练习)小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼,感到很“吃力”,他在滑轮组的轴上加润滑油后,感觉好多了。则加上润滑油后,小明做功的( )
A.有用功减小,总功不变 B.有用功增加,总功增加
C.有用功减小,总功减小 D.有用功不变,总功减小
【答案】D
【详解】给滑轮组的轴上加润滑油可以减小摩擦力从而减小额外功,但货物的重力未发生改变,所以有用功不变,总功变小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12.(24-25九年级上·广东茂名·阶段练习)如图甲所示,一位同学用滑轮组拉着重700N的物体A,在水平地面上匀速前进,全过程滑轮组的部分数据如图乙所示,物体A受到阻力为其重力的0.1倍,下列说法正确的是( )
A.拉力F做功700J B.物体A移动的距离为1m
C.只增大物体的重力,机械效率不变 D.该滑轮组的机械效率是70%
【答案】D
【详解】A.拉力做的功为总功,由图可知,总功为
则拉力F做功为1000J,故A错误;
B.物体的重力为G=700N,物体A受到阻力为其重力的0.1倍,即
由可知,物体A移动的距离为
故B错误;
C.增大物体的重力,则物体对地面的压力增大,物体与地面之间的摩擦力增大,则有用功增大,由可知,机械效率增大,故C错误;
D.该滑轮组的机械效率是
故D正确。
故选D。
13.(2024·内蒙古·中考真题)如图所示,固定的斜面长s=2m,高h=0.5m,沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,这一过程中( )
A.对物体做的有用功为120J B.物体受的摩擦力为50N
C.拉力做功的功率为25W D.斜面的机械效率为70%
【答案】C
【详解】A.根据题意,对物体做的有用功为
故A不符合题意;
B.总功为
则额外功为
则物体受的摩擦力为
故B不符合题意;
C.拉力做功的功率为
故C符合题意;
D.斜面的机械效率为
故D不符合题意。
故选C。
14.(20-21八年级下·全国·课后作业)小明用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时,将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上,弹簧测力计作用于P点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h=0.2m,弹簧测力计的示数为F=50N,其移动的距离为s=0.5m(不计转轴O处的摩擦,钩码重不变),则下列说法正确的是( )
A.此时杠杆的机械效率η为60%
B.若增加钩码的重量,重复实验,则杠杆的机械效率不变
C.若将弹簧测力计移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,此时弹簧测力计的示数为F′,F′小于F
D.若将钩码移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,杠杆的机械效率为η′,η′大于η
【答案】D
【详解】A.G=100N的钩码挂在铁质杠杆上,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h=0.2m,弹簧测力计的示数为F=50N,其移动的距离为s=0.5m,那么杠杆的机械效率
此时杠杆的机械效率η为80%,A错误;
B.若增加钩码的重量,重复实验,因不计转轴O处的摩擦,克服铁质杠杆重力做的功为额外功,则有用功增大,额外功不变,根据
可知杠杆的机械效率将变大,B错误;
C.根据原图示可知,将弹簧测力计移动到Q点,阻力和阻力臂都不变,动力臂减小,由F1L1=F2L2可知,动力将增大,即F′>F,C错误;
D.根据原图可知,将钩码移动到Q点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由F1L1=F2L2可知,动力将增大,即F′>F,将钩码移至Q点,提升相同高度,由W有=Gh,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,如下图1所示;
钩码悬挂点移动到Q点时测力计上升的高度较小,若不计转轴O处摩擦,克服杠杆的自重做的额外功小些,根据
可知机械效率变大,即η′>η,D正确。
故选D。
15.(12-13九年级上·全国·课后作业)朝鲜族有一种群众喜爱的娱乐跳板,若支点在跳板中央,当体重均为600N的两名运动员从1.5m处由静止下落到跳板一端时,静止于另一端重为450N的女运动员被向上弹起3m高,若不计空气阻力,跳板的机械效率为
A.100% B.90% C.75% D.25%
【答案】C
【详解】两名运动员做的总功为
W总=2G1h1=2×600N×1.5m=1800J
对女运动员做的有用功
W有=G2h2=450N×3m=1350J
跳板的机械效率为
===75
故选C。
二、多选题
16.(2025八年级下·全国·专题练习)如图1所示,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,希望孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2所示,小孩和篮子的总质量为12kg,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时,。下列说法正确的是( )
A.该杆秤的悬挂点O是称量时的支点
B.该秤砣的质量为4kg
C.要使该杆秤的称量范围变大,应该换用质量更大的秤砣
D.若换称质量较大的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点右边
【答案】ACD
【详解】A.支点是杠杆发生作用时绕着转动的点,该杆秤的悬挂点O是称量时的支点,故A正确;
B.根据杠杆平衡条件可得
即
代入数据可得
解得该秤砣的质量
故B错误;
C.由杠杆平衡条件可得
解得
所以要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣,故C正确;
D.若换称下一个体重较大的孩子,秤砣和篮子重力都不变,作用在杠杆A点的力变大,动力臂不变,作用在杠杆B点的力不变,根据杠杆平衡条件可知阻力臂会变大,所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点右边,故D正确。
故选ACD。
17.(24-25八年级下·全国·单元测试)用如图所示的装置提升重力为800N的物体A,动滑轮的重力为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体A上升的速度为0.4m/s B.滑轮组的有用功为2000J
C.拉力F的功率为200W D.滑轮组的机械效率为80%
【答案】CD
【详解】A.物体A在10s内竖直匀速上升了2m,上升的速度为
故A错误;
B.装置提升重为800N的物体A,竖直匀速上升了2m,滑轮组的有用功为
故B错误;
C.由图可知,动滑轮上绳子股数n=2,不计绳重和轮与轴间的摩擦,拉力为
拉力端移动距离为
拉力做的总功
拉力做功的功率
故C正确;
D.滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选CD。
18.(2024·吉林长春·一模)如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓(duì)舂米(将稻米去皮)的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠,木杠可以绕着O点上、下转动,杠的前端装有锥形石头,不断用脚踩踏木杠后端,就可以舂米。该脚踏碓( )
A.是费力杠杆 B.可以省距离
C.踩踏点左移可减小踩踏力 D.机械效率可达
【答案】ABC
【详解】AB.脚踏碓的动力臂比阻力臂短,相当于费力杠杆,费力杠杆省距离,故AB正确;
C.踩踏点左移,人脚越远离O点,动力臂越长,则动力越小,故C正确;
D.用脚踏碓舂米过程中,克服石头重力做的功是有用的,克服木杠重和摩擦做的功是额外功,由于存在额外功,故其机械效率达不到100%,故D错误。
故选ABC。
三、填空题
19.(24-25八年级下·河南·课后作业)小红利用杠杆制成一种多功能杆秤,使用前,杠杆左端低、右端高,调节直至杠杆处于水平平衡,她取来质量均为100g的实心纯金属块a和b、合金块c(由a、b的材料组成)。她将a挂在A处,且浸没于水中,在B处挂上100g钩码,杠杆恰好处于水平平衡,如图所示,测得OA=50cm,OB=40cm,则a的密度为 g/cm 。接下来,她分别将b、c挂于A处并浸没于水中,当将钩码分别移至C、D处时,杠杆均水平平衡,测得OC=30cm,OD=36cm,则合金块c中所含金属a和金属b的质量之比为 。(ρ水=1.0×10 kg/m )
【答案】 5 3:2
【详解】[1]在B处挂上100g钩码,则B点受到的拉力为,根据杠杆平衡条件可求A点受到绳的拉力为,合金块a的重力为,合金块a的浮力为,因为合金块浸没在水中,所以其体积为,合金块a的密度为。
[2]将b挂于A处并浸没于水中,钩码移至C处时,杠杆水平平衡,由杠杆的平衡条件可得:,则杠杆A点受到的拉力为,金属块b受到的浮力为,金属块b的体积为,则b的密度为;将c挂于A处并浸没于水中,钩码移至D处时,杠杆水平平衡,由杠杆的平衡条件可得:,则杠杆A点受到的拉力为:,合金块c受到的浮力:,合金块c的体积为:,合金块由a、b的材料组成,设合金块c中所含金属a的质量为m,则金属b的质量为100g-m,则合金块的体积为,即,解得:,所以,合金块c中所含金属a和金属b的质量之比为。
20.(23-24八年级下·广东江门·阶段练习)花匠手握如下图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,它的支点在 (选填“A”“B”或“C”)点,使用该修枝剪刀修剪树枝时, (选填“能”或“不能”)省距离。
【答案】 省力 B 不能
【解析】【小题1】[1][2]剪刀属于杠杆,支点是B点,动力作用在A点,阻力作用在C点,使用时动力臂大于阻力臂,因此是省力杠杆。
[3]省力杠杆在使用过程中可以省力,但会费距离,即省力杠杆不能省距离。
21.(22-23八年级下·河北保定·期末)如图所示,小宣同学利用定滑轮提起重力为200N的物体,定滑轮本质上是 杠杆(选填“等臂”、“省力”或“费力”),他向右行走时,物件匀速上升,绳子拉力F的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 等臂 不变
【详解】[1][2]定滑轮,轴的位置固定不动的滑轮,从本质上是等臂杠杆,不省力也不费力,他向右行走时,物件匀速上升,绳子拉力F将不变。
22.(2024·四川南充·中考真题)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,将重的货物匀速吊起高。每只滑轮重为,绳自由端的拉力的大小分别为和,若不计绳重和摩擦, (选填“大于”、“等于”或“小于”),甲滑轮组的机械效率为 。
【答案】 大于
【详解】[1]由甲图可知,滑轮组承担重物的绳子的段数为2,不计绳重和摩擦,可得
由乙图可知,滑轮组承担重物的绳子的段数为3,不计绳重和摩擦,可得
[2]甲滑轮组的机械效率
23.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图甲所示的水龙头很难徒手拧开,将如图乙所示的钥匙安装好后(如图丙所示)就容易打开了,则此时钥匙相当于一个 (选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”)。如图丁所示的是某风景区的一段盘山公路,盘山公路相当于简单机械中的 。
【答案】 轮轴 斜面
【详解】[1]钥匙在使用时绕中心轴转动,属于轮轴。
[2]盘山公路相当于简单机械中的斜面,利用盘山公路可以省力,但是费距离,斜面越平缓,越省力,盘山公路不能省功。
24.(20-21八年级下·河北邯郸·期末)如图所示,插入锁孔的钥匙转动时,锁芯随之转动可打开门,此时钥匙相当于 (选填“轮轴”“ 滑轮”或“斜面”),使用该机械 (选填“能”或“不能”)省功;如图所示,使用镊子夹取物体时,将手压在处,则该杠杆的支点是 (选填“”“”或“C”)点。
【答案】 轮轴 不能
【详解】[1][2]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。钥匙使用时,绕中心轴转动,故此时钥匙相当于轮轴;使用任何机械都不能省功,故该机械不能省功。
[3]如图所示,使用镊子夹取物体时,将手压在处,杠杆绕点转动,则该杠杆的支点是点。
25.(24-25八年级下·全国·单元测试)用如图所示的电动起重机将6000N的重物匀速提升了4m,起重机的功率为5000W,此过程用时10s。该起重机做的有用功是 J,总功是 J。
【答案】
【详解】[1]该起重机做的有用功是
[2]该起重机做的总功是
26.(2024·陕西西安·三模)如图所示为专用的无障碍通道,该通道高1m,斜面长4m,用沿斜面200N的推力,在5s内将总重为600N的人和轮椅匀速推到顶端,则该过程中人和轮椅所受的摩擦力为 N,斜面的机械效率为 %,若斜面变粗糙,斜面的机械效率会变 (选填“大”或“小”)。
【答案】 50 75 小
【详解】[1]推力做的功
克服重力做的有用功
该过程中人和轮椅所受的摩擦力为
[2] 斜面的机械效率为
[3]若斜面变粗糙,轮椅受到的摩擦力增大,克服摩擦力做的功增多,有用功不变,总功增大,由可知,斜面的机械效率会变小。
27.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)斜面是一种简单机械,在生活和生产中随处可见。如图所示,小明用平行于斜面的推力将货物从底端匀速推到顶端,已知推力为500N,斜面的长3m,高1m,机械效率为60%。则货物的重力为 N。
【答案】900
【详解】根据题意可知,小明推力做的功为总功,总功为
克服货物的重力做的功为有用功,根据机械效率
可知,货物的重力为
28.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图所示,重100N的物体A在水平拉力F的作用下以的速度匀速运动10s,弹簧测力计的示数为20N,滑轮组的机械效率为.则拉力F所做的功是 J,拉力F的功率是 W,物体A受到的摩擦力是 N;若拉力F增大,物体A受到地面的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”).(不计绳重和滑轮重)
【答案】 40 4 32 不变
【解析】略
四、实验题
29.(2025·广东珠海·一模)在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节。
(2)如图乙所示,需要在B点挂上 个钩码,杠杆将在水平位置平衡;若两侧各减小一个钩码,杠杆 侧会下降。
(3)多次实验后,记录的数据如表所示,可得杠杆平衡的条件是: (用表中的字母表示)。
实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1
2
3
(4)如图丙所示,杆秤是我国古老的衡量工具,某杆秤的秤盘因不慎磕坏,缺了一小块,如果杆秤不进行调零,继续使用该杆秤,测量结果将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 是 右
(2) 4 右
(3)
(4)偏小
【详解】(1)[1][2]杠杆静止或匀速转动时都属于平衡状态,因此图甲杠杆是处于平衡状态;由图甲可知,杠杆左低右高,根据“左高左调,右高右调”,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。
(2)[1]当左侧拉力
力臂时,由杠杆平衡条件知,,即
解得。故需要在B点挂4个钩码。
[2]当两边各减小一个钩码时,左侧
右侧
右侧力与力臂的乘积大,故杠杆右侧下降。
(3)由记录的数据进行分析,,
可得、、、之间的关系是:。
(4)由于某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,在测量时需要多放物品去不足缺口处的质量,所以,在m砣g×l砣不变时,测量结果偏小。
30.(23-24八年级下·广东惠州·期中)在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时,如图,小明先用图甲测出钩码的重力,然后用图乙做了两次实验,填入下表序号1、2。然后按同一个滑轮按图丙进行两次实验,填入下表序号3、4。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm
1 1.0 20.0 1.0 20.0
2 2.0 20.0 2.0 20.0
3 1.0 20.0 0.7 40.0
4 2.0 20.0 1.2 40.0
(1)分析上表序号1、2的数据及观察到的现象,可以得出结论:使用定滑轮 (选填“能”或“不能”)省距离, (选填“可以”或“不能”)改变力的方向;用图乙进行实验时,若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)用图丙进行实验时,应沿 方向匀速拉动绳子自由端。分析上表序号3、4的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,除摩擦原因外,还因为拉力要承担 的重力。
【答案】(1) 不能 可以 不变
(2) 竖直 动滑轮
【详解】(1)[1]]由第1、2次数据及实验现象知,钩码上升的高度与绳子自由端移动的距离相等,所以使用定滑轮不能省距离。
[2]图乙中,向下拉动绳子可向上提升钩码,所以使用定滑轮能改变力的方向。
[3]定滑轮相当于等臂杠杆,轴到轮边缘的距离分别为动力臂及阻力臂,拉力沿水平向右方向匀速拉动时,动力臂及阻力臂大小都不变,阻力不变,所以动力也不变,即拉力大小不变。
(2)[1]图丙中,应沿竖直向上方向匀速拉动绳子自由端,在竖直方向拉动时,才能让动滑轮的动力臂是阻力臂的两倍。
[2]由第3、4次数据知,拉力的大小比钩码重力的一半大,因为在提升钩码的同时,也提升了动滑轮,动滑轮自身也有重力。
31.(22-23八年级下·贵州安顺·期末)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 1.8
绳端移动距离s/m 0.3 0.4
机械效率η 74.1% 62.5%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,通过表中数据可分析出第2次实验是用 (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“不变”或“越低”);
(3)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中绳端移动距离s漏记,但仍然可以计算出第3次的机械效率η= (百分号前保留1位小数);
(4)实验中由于很难做到匀速拉动,使得弹簧测力计不稳定,于是同学们想到在静止时测出拉力的大小,这会导致测得的机械效率 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),理由是: 。
【答案】 匀速 乙 越低 83.3% 偏大 见解析
【详解】(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样测力计的示数等于绳端拉力的大小,并且有利于准确读数。
[2]从表格中的数据可以看到,第2次实验时,钩码上升高度为0.1m,绳端移动距离为0.4m,绳端移动距离为钩码上升高度的四倍,那么应该有四条绳子托着动滑轮,观察甲和乙,甲中有三条绳子托着动滑轮,乙中有四条绳子托着动滑轮,可分析出第2次实验是用乙图所示装置做的实验。
(2)[3]第1次实验中表格的数据,钩码上升高度为0.1m,绳端移动距离为0.3m,绳端移动距离为钩码上升高度的三倍,观察甲可知甲中有三条绳子托着动滑轮,第1次实验是用甲图所示装置做的实验,由上述解析可知,第2次实验是用乙图所示装置做的实验,甲图只有一个动滑轮,乙图有两个动滑轮,乙图的动滑轮重力较大,再由表格中的数据可知,提升相同的重物4N,乙图的机械效率为62.5%,甲图的为74.1%,乙图的机械效率较小,可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率越低。
(3)[4]小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,即用图乙的装置,可看到第3次实验,是四条绳子托着动滑轮,从表格中的数据可看到,第3次实验钩码上升高度为0.1m,可知,绳端移动距离为0.4m,钩码重6N,绳端拉力为1.8N,根据机械效率的公式可知,第3次实验的机械效率为
第3次的机械效率约为83.3%。
(4)[5][6]若弹簧测力计处于静止状态时才读数,那么没有测量出机械之间的摩擦,实际拉力比静止时要大,即测得的拉力示数偏小,其他数据,如重物重力、重物提升的高度、绳端移动距离都准确,根据机械效率公式计算得到的答案是偏大的。
32.(24-25八年级下·全国·单元测试)【探究名称】探究影响斜面机械效率的因素;
【证据】小明猜想斜面的机械效率可能跟物体的重力和斜面倾斜程度有关,为了验证以上猜想是否正确,他组装了下图所示的装置并进行了如下探究;
(1)在实验操作过程中,为了增大斜面的倾斜程度,应将垫木向 移动;
(2)小明同学记录的部分实验数据如下表;
次序 斜面倾角 物块重 斜面高度 斜面拉力 斜面长 有用功 总功 斜面的机械效率
① 30° 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0
② 30° 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 3.0 60%
③ 45° 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71%
根据表格中数据可知:第①次实验中斜面的机械效率为 %,第②次实验中物块所受的摩擦力为 N;
【解释】
(1)通过对比第①②次实验的数据,可知斜面的机械效率与物块的重力 (选填“有关”或“无关”);
(2)通过对比第②③次实验的数据,可以得出的探究结论是斜面的机械效率与 有关;斜面越缓越省力,斜面的机械效率越 ;
【交流】若将物块换成等质量的有轮小车做实验,则该装置的机械效率将 (选填“变高”、“变低”或“不变”)。
【答案】 左 60 1 无关 斜面的倾斜程度 低 变高
【详解】(1)[1]斜面的倾角靠长木板下面的垫木左右移动来改变,垫木向左移动倾角变大,垫木向右移动倾角变小,所以为了增大斜面的倾斜程度,应将垫木向左移动。
(2)[2]根据表格中数据可知,第①次实验中斜面的机械效率为
[3]第②次实验中所做额外功
则第②次实验中物块所受的摩擦力
(1)[4]通过对比实验①、②数据发现,斜面倾角相同,斜面高度相同,物体的重力不同,斜面机械效率相同,说明斜面的机械效率与物体的重力无关。
(2)[5]对比实验②、③数据发现,物体的重力相同,斜面倾角不同,斜面倾斜程度变大时,斜面机械效率变大,说明斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关。
[6]对比实验②、③数据发现,物体的重力相同,斜面倾角越小,斜面拉力越小,斜面的机械效率越小,所以斜面越缓越省力,斜面的机械效率越低。
[7]若将物块换成等质量的有轮小车做实验,以滚动代替滑动,摩擦力减小,则额外功减小,所以斜面机械效率将变高。
五、计算题
33.(2025八年级下·全国·专题练习)在一次车辆故障处理过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量为1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是1m/s,绳子自由端的拉力F是500N,故障车被匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08。(g取10N/kg)
求:
(1)A处拉力的大小。
(2)拉力F在30s内所做的功。
(3)该装置的机械效率。
【答案】(1)1200N
(2)4.5×10 J
(3)80%
【详解】(1)A处拉力的大小
(2)故障车在30s内移动的距离
绳子自由端移动的距离
拉力F在30s内所做的功
(3)有用功
该装置的机械效率
34.(2021·内蒙古呼和浩特·中考真题)建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处,小董设计安装了如图所示的装置,装置中每个滑轮重100N,工人利用该装置每次匀速提升一块重900N的建材,建材上升的速度是,在施工过程中,求:
(1)若不计绳重和摩擦,该装置的有用功率和机械效率;
(2)若不计绳重,绳子自由端拉力为520N时,每次提升克服摩擦做功。
【答案】(1)540W, 90%;(2)400J
【详解】解:(1)由图可知,n=2,该装置的有用功率
Gv=900N×0.6m/s=540W
不计绳重和摩擦,机械效率
(2)若不计绳重,绳子自由端拉力为520N时,有用功
W有=Gh=900N×10m=9000J
总功
W总=Fs=F×2h=520N×2×10m=10400J
额外功
W额= W总- W有=10400J-9000J=1400J
克服动滑轮重力做的功
W动= G动h=100N×10m=1000J
每次提升克服摩擦做功
Wf= W额- W动=1400J-1000J=400J
答:(1)若不计绳重和摩擦,该装置的有用功率是540W,机械效率是90%;
(2)若不计绳重,绳子自由端拉力为520N时,每次提升克服摩擦做功400J。
35.(23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末)“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,用塔吊可以很方便的将很重的建筑材料运送到高处的工作区域。如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂,C为可沿AB移动的滑轮组,移动范围是从O点到B点。
(1)已知AO=10m,OB=50m。若塔身的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,则C点应移动到距离O点多远的地方?
(2)若塔吊20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,塔吊提升水泥板的功率是多少?
(3)如果整个过程中克服机械做了3×104J的功,则塔吊的机械效率是多少?
【答案】(1)40m;(2);(3)62.5%
【详解】解:(1)根据杠杠的平衡条件可得
则
所以
(2)塔吊对水泥板做的功
塔吊提升水泥板的功率是
(3)塔吊做的总功为
则塔吊的机械效率是
答:(1)C点应移动到距离O点40m的地方;
(2)塔吊提升水泥板的功率是2.5×103W;
(3)塔吊的机械效率是62.5%。
六、作图题
36.(24-25九年级上·江苏南通·期末)如图,请在图中画出使杠杆平衡的最小动力和动力臂的示意图。
【答案】
【详解】在A点施加力,并且垂直OA斜向上,此时动力臂最大,而阻力、阻力臂一定,由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小;如下所示:
37.(24-25九年级上·广东惠州·期中)通过如图所示的滑轮组,用向下的300N的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处(绳重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳子的绕法。
【答案】
【详解】此滑轮组承担物重的绳子的段数为
同时用力方向向下,如图:
七、科普阅读题
38.(22-23九年级下·江苏盐城·阶段练习)阅读短文,回答问题。
螺旋在生产生活中的应用
根据斜面可以省力的原理,人们在生活中发明了螺旋状的机械工具,如螺栓、螺钉、螺旋千斤顶等(如图所示)螺旋千斤顶又称机械式千斤顶,是通过人力旋转手柄,使螺杆上升,从而达到将重物举起的目的。
普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物,最大起重量能达10吨,且构造简单,但传动效率低,返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用,装有制动器,放松制动器,重物即可自行快速下降,缩短返程时间,但这种千斤顶构造较复杂。
(1)生活中为了将螺钉旋入木板中,用螺丝刀旋转螺钉时,可以省 ,但不能省 ;
(2)为了使螺栓使用时更省力,可以在螺纹上涂抹一些润滑油,这是为了减小 ,盘山公路也可以看成一种螺旋,其目的主要是为了省 ;
(3)使用螺旋千斤顶时升起同一重物时,能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是 (选填“加润滑油”或“加长手柄”)。
【答案】 力 功 摩擦力 力 加润滑油
【详解】(1)[1][2]使用省力的机械时,通过的距离会增大,即费距离,所以使用螺丝刀旋转螺钉时,可以省力,但不能省功。
(2)[3]在螺纹上涂抹润滑油,可在压力一定时,减小接触面的粗糙程度从而减小摩擦力。
[4]盘山公路可以看成一种螺旋,根据斜面可以省力的原理,盘山公路主要是为了省力。
(3)[5]使用螺旋千斤顶升起同一重物时,所做的有用功相同,加润滑油可减小摩擦力,从而减小额外功,所以能提高千斤顶的效率。加长手柄,能省力,但不能省功,所以不能提高效率。
八、综合题
39.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一,是一种历史悠久的提水设施,相当于现代的抽水机,其构造如图(a) 所示:《天工开物》中有“数尺之车,一人两手疾转,竟日之功可灌二亩而已”的记载。如图(b) 所示, 将水车一端浸入水中,另一端固定于岸上。使用时摇动长柄摇杆,使轮轴转动,带动嵌满刮水板的链条运动,槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田中。
(1)使用时,人对长摇杆施加力的作用使轮轴转动,相当于在使用一个 (省力/费力)杠杆。木链条运动起来,一定质量的水被水车提升到高处重力势能 (增大/减小);
(2)若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.03m3 的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为50W,则该过程中龙骨水车所做的有用功为 J,工人做的总功为 J,机械效率为 % 。(ρ水=1.0×10 kg/m ,g取10N/kg)
(3)写出一条提高“龙骨水车”提水功率的方法: ;写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法
【答案】(1) 省力 增大
(2) 1200 3000 40
(3) 减小踩动龙骨水车旋转一周的时间 减小各部件之间的摩擦
【详解】(1)[1]使用时长柄摇杆相当于轮轴工作时的轮,轮半径大于轴半径,相当于省力杠杆。
[2]一定质量的水被水车提升到高处,质量不变,高度增加,则重力势能增大。
(2)[1]该过程中龙骨水车所做的有用功为
[2]工人做的总功为
[3]机械效率为
(3)[1]根据可知在总功不变的情况下,通过减小踩动龙骨水车旋转一周的时间即可增大功率。
[2]要提高提水效率,可以减小各部件之间的摩擦或减小木链条、刮水板的重力,这样在做相同的总功时,额外功在总功中所占的比值变小,则有用功在总功中所占的比值增大,能提高提水效率。
试卷第1页,共3页
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机械效率
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)如图所示,使用镊子夹取物体时,下列说法正确的是( )
A.B是支点 B.AB是动力臂
C.OB是阻力臂 D.镊子是省力杠杆
2.(24-25八年级下·河南·课后作业)各式各样的剪刀都是一对杠杆。如图所示的剪刀,最适合剪开较硬物体的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图所示,小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆顺时针转动的力是( )
A.苹果的重力 B.橘子的重力
C.杆对橘子的支持力 D.橘子对杆的压力
4.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,用撬棒撬一块大石块,两次作用在A点的力分别为F1、F2,已知OA>OB,下列说法中错误的是( )
A.O是支点 B.作用在A点的力F1C.使用该杠杆可能省力 D.作用在A点的力F1>F2
5.(24-25八年级下·全国·课后作业)水龙头手柄可视为下图所示的杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向都可以关闭水龙头,则用力最小时的方向是( )
A.a B.b C.c D.d
6.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,人对绳的拉力都是,将各重物匀速提起。不计动滑轮重和摩擦,物重最大的是( )
A. B. C. D.
7.(24-25八年级下·全国·课后作业)如下图所示,某同学用重的滑轮匀速提升重的物体。不计绳重和摩擦,则该同学所用的拉力F可能为( )
A. B. C. D.
8.(24-25八年级下·全国·课后作业)下图所示的是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重及摩擦)。其中所需动力最小的是( )
A. B.
C. D.
9.(21-22九年级下·江苏苏州·开学考试)小涵学习过物理后做出以下总结,你认为她的总结中叙述错误的是( )
A.垂直于道钉撬的把手向下压时,人的用力最省力
B.用斜面向上搬物体,既可以省力,又可以节省做功
C.男孩刚松手时,橡皮筋的弹性势能转化为弹丸的动能
D.图中的小人若沿F2方向用力,所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同
10.(2024·江苏宿迁·中考真题)如图所示的小型起重机,某次吊起重为的物体,电动机的拉力为,用时,使物体上升了。则通过动滑轮( )
A.做的有用功为 B.拉力功率为
C.做的总功为 D.机械效率为
11.(24-25八年级下·全国·随堂练习)小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼,感到很“吃力”,他在滑轮组的轴上加润滑油后,感觉好多了。则加上润滑油后,小明做功的( )
A.有用功减小,总功不变 B.有用功增加,总功增加
C.有用功减小,总功减小 D.有用功不变,总功减小
12.(24-25九年级上·广东茂名·阶段练习)如图甲所示,一位同学用滑轮组拉着重700N的物体A,在水平地面上匀速前进,全过程滑轮组的部分数据如图乙所示,物体A受到阻力为其重力的0.1倍,下列说法正确的是( )
A.拉力F做功700J B.物体A移动的距离为1m
C.只增大物体的重力,机械效率不变 D.该滑轮组的机械效率是70%
13.(2024·内蒙古·中考真题)如图所示,固定的斜面长s=2m,高h=0.5m,沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,这一过程中( )
A.对物体做的有用功为120J B.物体受的摩擦力为50N
C.拉力做功的功率为25W D.斜面的机械效率为70%
14.(20-21八年级下·全国·课后作业)小明用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时,将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上,弹簧测力计作用于P点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h=0.2m,弹簧测力计的示数为F=50N,其移动的距离为s=0.5m(不计转轴O处的摩擦,钩码重不变),则下列说法正确的是( )
A.此时杠杆的机械效率η为60%
B.若增加钩码的重量,重复实验,则杠杆的机械效率不变
C.若将弹簧测力计移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,此时弹簧测力计的示数为F′,F′小于F
D.若将钩码移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,杠杆的机械效率为η′,η′大于η
15.(12-13九年级上·全国·课后作业)朝鲜族有一种群众喜爱的娱乐跳板,若支点在跳板中央,当体重均为600N的两名运动员从1.5m处由静止下落到跳板一端时,静止于另一端重为450N的女运动员被向上弹起3m高,若不计空气阻力,跳板的机械效率为
A.100% B.90% C.75% D.25%
二、多选题
16.(2025八年级下·全国·专题练习)如图1所示,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,希望孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2所示,小孩和篮子的总质量为12kg,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时,。下列说法正确的是( )
A.该杆秤的悬挂点O是称量时的支点
B.该秤砣的质量为4kg
C.要使该杆秤的称量范围变大,应该换用质量更大的秤砣
D.若换称质量较大的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点右边
17.(24-25八年级下·全国·单元测试)用如图所示的装置提升重力为800N的物体A,动滑轮的重力为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体A上升的速度为0.4m/s B.滑轮组的有用功为2000J
C.拉力F的功率为200W D.滑轮组的机械效率为80%
18.(2024·吉林长春·一模)如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓(duì)舂米(将稻米去皮)的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠,木杠可以绕着O点上、下转动,杠的前端装有锥形石头,不断用脚踩踏木杠后端,就可以舂米。该脚踏碓( )
A.是费力杠杆 B.可以省距离
C.踩踏点左移可减小踩踏力 D.机械效率可达
三、填空题
19.(24-25八年级下·河南·课后作业)小红利用杠杆制成一种多功能杆秤,使用前,杠杆左端低、右端高,调节直至杠杆处于水平平衡,她取来质量均为100g的实心纯金属块a和b、合金块c(由a、b的材料组成)。她将a挂在A处,且浸没于水中,在B处挂上100g钩码,杠杆恰好处于水平平衡,如图所示,测得OA=50cm,OB=40cm,则a的密度为 g/cm 。接下来,她分别将b、c挂于A处并浸没于水中,当将钩码分别移至C、D处时,杠杆均水平平衡,测得OC=30cm,OD=36cm,则合金块c中所含金属a和金属b的质量之比为 。(ρ水=1.0×10 kg/m )
20.(23-24八年级下·广东江门·阶段练习)花匠手握如下图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,它的支点在 (选填“A”“B”或“C”)点,使用该修枝剪刀修剪树枝时, (选填“能”或“不能”)省距离。
21.(22-23八年级下·河北保定·期末)如图所示,小宣同学利用定滑轮提起重力为200N的物体,定滑轮本质上是 杠杆(选填“等臂”、“省力”或“费力”),他向右行走时,物件匀速上升,绳子拉力F的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.(2024·四川南充·中考真题)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,将重的货物匀速吊起高。每只滑轮重为,绳自由端的拉力的大小分别为和,若不计绳重和摩擦, (选填“大于”、“等于”或“小于”),甲滑轮组的机械效率为 。
23.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图甲所示的水龙头很难徒手拧开,将如图乙所示的钥匙安装好后(如图丙所示)就容易打开了,则此时钥匙相当于一个 (选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”)。如图丁所示的是某风景区的一段盘山公路,盘山公路相当于简单机械中的 。
24.(20-21八年级下·河北邯郸·期末)如图所示,插入锁孔的钥匙转动时,锁芯随之转动可打开门,此时钥匙相当于 (选填“轮轴”“ 滑轮”或“斜面”),使用该机械 (选填“能”或“不能”)省功;如图所示,使用镊子夹取物体时,将手压在处,则该杠杆的支点是 (选填“”“”或“C”)点。
25.(24-25八年级下·全国·单元测试)用如图所示的电动起重机将6000N的重物匀速提升了4m,起重机的功率为5000W,此过程用时10s。该起重机做的有用功是 J,总功是 J。
26.(2024·陕西西安·三模)如图所示为专用的无障碍通道,该通道高1m,斜面长4m,用沿斜面200N的推力,在5s内将总重为600N的人和轮椅匀速推到顶端,则该过程中人和轮椅所受的摩擦力为 N,斜面的机械效率为 %,若斜面变粗糙,斜面的机械效率会变 (选填“大”或“小”)。
27.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)斜面是一种简单机械,在生活和生产中随处可见。如图所示,小明用平行于斜面的推力将货物从底端匀速推到顶端,已知推力为500N,斜面的长3m,高1m,机械效率为60%。则货物的重力为 N。
28.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图所示,重100N的物体A在水平拉力F的作用下以的速度匀速运动10s,弹簧测力计的示数为20N,滑轮组的机械效率为.则拉力F所做的功是 J,拉力F的功率是 W,物体A受到的摩擦力是 N;若拉力F增大,物体A受到地面的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”).(不计绳重和滑轮重)
四、实验题
29.(2025·广东珠海·一模)在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节。
(2)如图乙所示,需要在B点挂上 个钩码,杠杆将在水平位置平衡;若两侧各减小一个钩码,杠杆 侧会下降。
(3)多次实验后,记录的数据如表所示,可得杠杆平衡的条件是: (用表中的字母表示)。
实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1
2
3
(4)如图丙所示,杆秤是我国古老的衡量工具,某杆秤的秤盘因不慎磕坏,缺了一小块,如果杆秤不进行调零,继续使用该杆秤,测量结果将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
30.(23-24八年级下·广东惠州·期中)在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时,如图,小明先用图甲测出钩码的重力,然后用图乙做了两次实验,填入下表序号1、2。然后按同一个滑轮按图丙进行两次实验,填入下表序号3、4。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm
1 1.0 20.0 1.0 20.0
2 2.0 20.0 2.0 20.0
3 1.0 20.0 0.7 40.0
4 2.0 20.0 1.2 40.0
(1)分析上表序号1、2的数据及观察到的现象,可以得出结论:使用定滑轮 (选填“能”或“不能”)省距离, (选填“可以”或“不能”)改变力的方向;用图乙进行实验时,若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)用图丙进行实验时,应沿 方向匀速拉动绳子自由端。分析上表序号3、4的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,除摩擦原因外,还因为拉力要承担 的重力。
31.(22-23八年级下·贵州安顺·期末)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 1.8
绳端移动距离s/m 0.3 0.4
机械效率η 74.1% 62.5%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,通过表中数据可分析出第2次实验是用 (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“不变”或“越低”);
(3)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中绳端移动距离s漏记,但仍然可以计算出第3次的机械效率η= (百分号前保留1位小数);
(4)实验中由于很难做到匀速拉动,使得弹簧测力计不稳定,于是同学们想到在静止时测出拉力的大小,这会导致测得的机械效率 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),理由是: 。
32.(24-25八年级下·全国·单元测试)【探究名称】探究影响斜面机械效率的因素;
【证据】小明猜想斜面的机械效率可能跟物体的重力和斜面倾斜程度有关,为了验证以上猜想是否正确,他组装了下图所示的装置并进行了如下探究;
(1)在实验操作过程中,为了增大斜面的倾斜程度,应将垫木向 移动;
(2)小明同学记录的部分实验数据如下表;
次序 斜面倾角 物块重 斜面高度 斜面拉力 斜面长 有用功 总功 斜面的机械效率
① 30° 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0
② 30° 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 3.0 60%
③ 45° 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71%
根据表格中数据可知:第①次实验中斜面的机械效率为 %,第②次实验中物块所受的摩擦力为 N;
【解释】
(1)通过对比第①②次实验的数据,可知斜面的机械效率与物块的重力 (选填“有关”或“无关”);
(2)通过对比第②③次实验的数据,可以得出的探究结论是斜面的机械效率与 有关;斜面越缓越省力,斜面的机械效率越 ;
【交流】若将物块换成等质量的有轮小车做实验,则该装置的机械效率将 (选填“变高”、“变低”或“不变”)。
五、计算题
33.(2025八年级下·全国·专题练习)在一次车辆故障处理过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量为1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是1m/s,绳子自由端的拉力F是500N,故障车被匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08。(g取10N/kg)
求:
(1)A处拉力的大小。
(2)拉力F在30s内所做的功。
(3)该装置的机械效率。
34.(2021·内蒙古呼和浩特·中考真题)建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处,小董设计安装了如图所示的装置,装置中每个滑轮重100N,工人利用该装置每次匀速提升一块重900N的建材,建材上升的速度是,在施工过程中,求:
(1)若不计绳重和摩擦,该装置的有用功率和机械效率;
(2)若不计绳重,绳子自由端拉力为520N时,每次提升克服摩擦做功。
35.(23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末)“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,用塔吊可以很方便的将很重的建筑材料运送到高处的工作区域。如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂,C为可沿AB移动的滑轮组,移动范围是从O点到B点。
(1)已知AO=10m,OB=50m。若塔身的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,则C点应移动到距离O点多远的地方?
(2)若塔吊20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,塔吊提升水泥板的功率是多少?
(3)如果整个过程中克服机械做了3×104J的功,则塔吊的机械效率是多少?
六、作图题
36.(24-25九年级上·江苏南通·期末)如图,请在图中画出使杠杆平衡的最小动力和动力臂的示意图。
37.(24-25九年级上·广东惠州·期中)通过如图所示的滑轮组,用向下的300N的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处(绳重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳子的绕法。
七、科普阅读题
38.(22-23九年级下·江苏盐城·阶段练习)阅读短文,回答问题。
螺旋在生产生活中的应用
根据斜面可以省力的原理,人们在生活中发明了螺旋状的机械工具,如螺栓、螺钉、螺旋千斤顶等(如图所示)螺旋千斤顶又称机械式千斤顶,是通过人力旋转手柄,使螺杆上升,从而达到将重物举起的目的。
普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物,最大起重量能达10吨,且构造简单,但传动效率低,返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用,装有制动器,放松制动器,重物即可自行快速下降,缩短返程时间,但这种千斤顶构造较复杂。
(1)生活中为了将螺钉旋入木板中,用螺丝刀旋转螺钉时,可以省 ,但不能省 ;
(2)为了使螺栓使用时更省力,可以在螺纹上涂抹一些润滑油,这是为了减小 ,盘山公路也可以看成一种螺旋,其目的主要是为了省 ;
(3)使用螺旋千斤顶时升起同一重物时,能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是 (选填“加润滑油”或“加长手柄”)。
八、综合题
39.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一,是一种历史悠久的提水设施,相当于现代的抽水机,其构造如图(a) 所示:《天工开物》中有“数尺之车,一人两手疾转,竟日之功可灌二亩而已”的记载。如图(b) 所示, 将水车一端浸入水中,另一端固定于岸上。使用时摇动长柄摇杆,使轮轴转动,带动嵌满刮水板的链条运动,槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田中。
(1)使用时,人对长摇杆施加力的作用使轮轴转动,相当于在使用一个 (省力/费力)杠杆。木链条运动起来,一定质量的水被水车提升到高处重力势能 (增大/减小);
(2)若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.03m3 的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为50W,则该过程中龙骨水车所做的有用功为 J,工人做的总功为 J,机械效率为 % 。(ρ水=1.0×10 kg/m ,g取10N/kg)
(3)写出一条提高“龙骨水车”提水功率的方法: ;写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法
试卷第1页,共3页
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