名称 | 阶段训练(三) 机械与功 机械能 (学生版+答案版) 2024-2025学年物理教科版八年级下册 | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 17.5MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 教科版 | ||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2025-06-05 19:08:30 |
D.两次拉力对物体做功的功率P甲>P乙 D.两次拉力对物体做功的功率P甲>P乙
6.(山东烟台期末)学校春季运动会跳远比赛中,运动员跳远的几个阶段如图所示,则运动员( )
A.助跑阶段机械能不变
B.经过最高点时动能为零
C.经过最高点时动能最大
D.经过最高点时重力势能最大
7.(河北保定期末)有甲、乙两辆功率相等的汽车,相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比s甲∶s乙=2∶3,那么( )
A.两辆汽车的牵引力之比F甲∶F乙=2∶3
B.两辆汽车的牵引力之比F甲∶F乙=3∶2
C.两辆汽车做的功之比W甲∶W乙=2∶3
D.两辆汽车做的功之比W甲∶W乙=3∶2
8.(四川南充期末)如图,一辆重为4×104 N的货车匀速驶上一段长为130 m、高为13 m的斜坡,若上坡时货车的牵引力为5×103 N,则斜面的机械效率为( )
A.80% B.87.5%
C.88.9% D.90%
9.(四川眉山期末)如图所示,在忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及轴摩擦的前提下,当提起同一重物时,下列简单机械中最省力的是( )
A B
C D
10.(河北唐山月考)如图所示,杠杆处于平衡状态,每个钩码的质量相等,若在两端再加1个同样的钩码,要使杠杆恢复平衡,可行的方法是( )
A.左侧的钩码向左移一格,右侧的钩码不动
B.左侧的钩码向左移一格,右侧钩码向右移一格
C.右侧的钩码向左移一格,左侧的钩码不动
D.左侧的钩码不动,右侧钩码向右移一格
二、填空题(共7小题,每空2分,共28分)
11.(河北廊坊期末)如图所示的“橡皮筋动力车”,旋转扇叶将橡皮筋拧紧。松手后,橡皮筋的__ __能转化为扇叶的__ __能,扇叶快速转动,小车运动起来。
12.(山东济南一模)甲图盘山公路修得弯弯曲曲,其主要目的是__ __(选填“省力”或“省距离”),乙图是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景,手柄__ __(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
13.(山东蒙阴三中月考)如图所示,起重机与滑轮组做相同的__ __(选填“总功”“有用功”或“额外功”),滑轮组需要花费较多的时间,衡量机械这种做功性能的物理量是__ __(选填“效率”或“功率”)。
14.(四川遂宁月考)如图所示,重力为20 N的物体在8 N的拉力的作用下沿水平方向以4 m/s的速度向左匀速运动了5 s,滑轮组的机械效率是62.5%,则物体受到地面摩擦力的大小为__ __N,拉力F做功__ __J。
15.(四川成都期末)如图所示,水平地面上有一物体,受到水平拉力F随时间t的变化情况如图甲所示,物体速度v随时间t的变化关系如图乙所示。在2~4 s,物体所受的摩擦力是__ __N。在4~6 s,水平拉力对物体做功的功率为__ __W。
16.(河北唐山月考)如图所示,重为9 N的物体挂在B处,O为支点,要想使杠杆保持水平平衡,在A处施加的最小的力是__ __N,方向__ __。
17.(山东枣庄月考)为将陷入泥潭的汽车拉动,小安设计了两种拉车的方法,如图所示,图__ __(选填“甲”或“乙”)的方法更省力,若汽车受到的阻力为3 000 N,则小安对绳子的拉力至少为__ _ __N。
四、实验题(共2小题,第18题10分,第19题14分,共24分)
18.(10分)(河北唐山期末)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小明用如图所示的同一滑轮组提升不同个数钩码,分别做了如图所示的三组实验,实验数据记录如下:
次 数 钩码重 G物/N 动滑轮 重G动/N 钩码上升 的距离 h/cm 弹簧测力 计的示数 F/N 弹簧测力 计上升的 距离s/cm 机械效 率η
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 ①
3 6 0.8 5 ② 15 83.3%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量__ __向上匀速拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验中,克服绳子重力和摩擦力的额外功是__ __J。
(3)①的数值是__ __(保留一位小数);第3次实验时弹簧测力计的示数如图所示,表格中编号②的数值是__ __。
(4)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率的目的是__ __。
A.减小摩擦
B.多次测量取平均值减小误差
C.获得多组数据归纳出物理规律
19.(14分)(山东烟台期末)如图是探究杠杆平衡条件的实验:
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,发现杠杆在如图甲所示的位置保持静止,此时杠杆__ __(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;此时应向__ __调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是__ __。
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上__ __个同样的钩码,当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向着靠近支点的方向各移动一小格,则杠杆__ __(选填“左”或“右”)端会下沉。
(3)如图丙所示,为改变力的方向,在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当测力计由竖直方向逐渐向左转,杠杆始终保持水平平衡,测力计的示数将__ __(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丁所示,O为杠杆的中点,若以杠杆上的C位置为支点,在D位置挂质量为m的钩码时,杠杆恰好在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件,可以估算出杠杆的质量m杆=__ __(用给出的字母符号表示)。
五、计算题(共2小题,第20题6分,第21题12分,共18分)
20.(6分)(山东临沂期末)电动汽车因经济时尚、节能环保等优点深受消费者青睐。如图是某公司最新型水陆两用电动汽车,该汽车空车质量为600 kg,车轮与地面的总接触面积为2×10-2m2,g取10 N/kg。求:
(1)汽车空载静止时,对水平路面产生的压强;
(2)某次运送游客时,该车在水平路面上10 min匀速行驶了3 km,此过程中该车受到的阻力400 N,计算牵引力所做的功及此过程中该车的功率。
21.(12分)(河北邯郸一模)一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出(如图)。若汽车总质量是6 t,汽车受到的阻力为车重的0.04倍,不计滑轮轴处的摩擦及绳重,每个滑轮重200 N,轮胎与水平地面间的总接触面积是0.12 m2,司机体重是700 N。(g取10 N/kg)
(1)求汽车对水平地面的压强;
(2)通过计算说明司机能否利用这套滑轮组把汽车拉动;
(3)司机卸下2 t的货物后,汽车以0.1 m/s的速度被拉动了10 m,求这个过程中司机做功的功率和滑轮组的机械效率。(保留1位小数)阶段训练(三) 机械与功 机械能
(满分分值:100分 时间:60分钟)
考点过关自测:功□ 功率□ 能量□ 动能□ 势能□ 机械能及其转化□ 杠杆□ 滑轮□ 滑轮组□ 机械效率□
一、单选题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(河北唐山期末)关于做功,下列说法正确的是( B )
A.运动员举着杠铃静止不动,人对杠铃的支持力做了功
B.人提水桶上楼时,人对水桶的拉力做了功
C.足球离开运动员在空中运动过程中,运动员对足球的力做了功
D.吊车吊着重物水平移动一段距离,吊车对重物的拉力做了功
2.(四川绵阳期末)杠杆在我们生活中有非常多的应用,如图所示,下列工具中属于费力杠杆的是( B )
指甲刀在使用时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故A不符合题意;镊子在使用时,其动力臂小于阻力臂,因此它是费力杠杆,故B符合题意;起子开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故C不符合题意;铡刀在使用时,其动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故D不符合题意。故选B。
3.(河北衡水月考)甲、乙两同学进行推箱子比赛,甲同学的箱子比乙同学的箱子质量轻,但甲把箱子放在粗糙的水平面上,乙同学把箱子放在比较光滑的水平面上,两位同学用同样大小的力沿水平方向分别推箱子移动了相同的距离,推力所做的功分别为W甲和W乙,则两者的关系为( B )
A. W甲>W乙 B. W甲=W乙
C.W甲
A.实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小
B.由甲、乙两图可知,小车动能的大小与质量有关
C.由乙、丙两图可知,小车动能的大小与速度有关
D.小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能,机械能增大
5.(河北衡水月考)小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动图像如图所示。若两次均拉动物体移动了s1,下列说法正确的是( C )
A.两次克服摩擦力所做的功W甲>W乙
B.两次拉力对物体所做的功W甲′
同一物体的重力不变,对水平面的压力不变,在同一水平面上运动,则接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等,即f1=f2,拉动到距离s1时,距离相等,根据W=fs可知,两次克服摩擦所做的功W甲=W乙,故A错误;两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力F1=F2=f,拉动到距离s1时,距离相等,根据W=Fs可知,两次拉力对物体所做的功W甲′=W乙′,故B错误;拉动到距离s1时,乙所用时间小于甲所用时间,根据P=可知,拉动到距离s1时,两次拉力对物体做功的功率P乙>P甲,故C正确,D错误。
6.(山东烟台期末)学校春季运动会跳远比赛中,运动员跳远的几个阶段如图所示,则运动员( D )
A.助跑阶段机械能不变
B.经过最高点时动能为零
C.经过最高点时动能最大
D.经过最高点时重力势能最大
7.(河北保定期末)有甲、乙两辆功率相等的汽车,相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比s甲∶s乙=2∶3,那么( B )
A.两辆汽车的牵引力之比F甲∶F乙=2∶3
B.两辆汽车的牵引力之比F甲∶F乙=3∶2
C.两辆汽车做的功之比W甲∶W乙=2∶3
D.两辆汽车做的功之比W甲∶W乙=3∶2
相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比s甲∶s乙=2∶3,由s=vt可知,甲、乙的速度之比===,由P=Fv可知,两辆汽车的牵引力之比===,故A不符合题意,B符合题意;由W=Fs可得===,故C、D不符合题意。
8.(四川南充期末)如图,一辆重为4×104 N的货车匀速驶上一段长为130 m、高为13 m的斜坡,若上坡时货车的牵引力为5×103 N,则斜面的机械效率为( A )
A.80% B.87.5%
C.88.9% D.90%
9.(四川眉山期末)如图所示,在忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及轴摩擦的前提下,当提起同一重物时,下列简单机械中最省力的是( A )
由题图A可知,动力臂是阻力臂的5倍,所以拉力F1=G,由题图B可知,动滑轮省一半力,所以拉力F2=G,由题图C可知,题图C中斜面的高度为h,斜面长为s,则=sin 30°=,由功的原理可得F3s=Gh,所以F3=G=G,由题图D可知,滑轮组绳子的有效股数为3,所以拉力F4=G,综上所述,简单机械中最省力的是A。
10.(河北唐山月考)如图所示,杠杆处于平衡状态,每个钩码的质量相等,若在两端再加1个同样的钩码,要使杠杆恢复平衡,可行的方法是( B )
A.左侧的钩码向左移一格,右侧的钩码不动
B.左侧的钩码向左移一格,右侧钩码向右移一格
C.右侧的钩码向左移一格,左侧的钩码不动
D.左侧的钩码不动,右侧钩码向右移一格
图示中,设每个钩码的质量为m,杠杆每小格的长度为L,在杠杆两端再加一个相同的钩码,则有4mg×2L<3mg×3L,左侧的钩码向左移动一格,右侧钩码不动时有4mg×3L>3mg×3L,杠杆不能恢复平衡,故A不符合题意;左侧钩码向左移一格,右侧钩码向右移一格,则有4mg×3L=3mg×4L,杠杆可以恢复平衡,故B符合题意;右侧钩码向左移一格,左侧钩码不动,则有4mg×2L>3mg×2L,杠杆不能恢复平衡,故C不符合题意;左侧钩码不动,右侧钩码向右移一格,则有4mg×2L<3mg×4L,杠杆不能恢复平衡,故D不符合题意。
二、填空题(共7小题,每空2分,共28分)
11.(河北廊坊期末)如图所示的“橡皮筋动力车”,旋转扇叶将橡皮筋拧紧。松手后,橡皮筋的__弹性势__能转化为扇叶的__动__能,扇叶快速转动,小车运动起来。
12.(山东济南一模)甲图盘山公路修得弯弯曲曲,其主要目的是__省力__(选填“省力”或“省距离”),乙图是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景,手柄__粗__(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
盘山公路相当于斜面,汽车沿着盘山公路驶上高耸入云的山峰时,费了距离省了力;螺丝刀的手柄是轮轴,其实质是省力杠杆,轴半径是阻力臂,轮半径是动力臂,轴半径一定时,轮半径越大越省力,即手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
13.(山东蒙阴三中月考)如图所示,起重机与滑轮组做相同的__有用功__(选填“总功”“有用功”或“额外功”),滑轮组需要花费较多的时间,衡量机械这种做功性能的物理量是__功率__(选填“效率”或“功率”)。
14.(四川遂宁月考)如图所示,重力为20 N的物体在8 N的拉力的作用下沿水平方向以4 m/s的速度向左匀速运动了5 s,滑轮组的机械效率是62.5%,则物体受到地面摩擦力的大小为__10__N,拉力F做功__320__J。
由图可知,n=2,因水平方向使用滑轮组时,克服物体受到的摩擦力所做的功为有用功,所以,滑轮组的机械效率η======62.5%,解得f=10 N,即物体受到地面对它的摩擦力为10 N;5 s内物体移动的距离s物=v物t=4 m/s×5 s=20 m,绳端移动的距离s绳=ns物=2×20 m=40 m,在5 s内拉力所做的功W=Fs绳=8 N×40 m=320 J。
15.(四川成都期末)如图所示,水平地面上有一物体,受到水平拉力F随时间t的变化情况如图甲所示,物体速度v随时间t的变化关系如图乙所示。在2~4 s,物体所受的摩擦力是__4__N。在4~6 s,水平拉力对物体做功的功率为__12__W。
由v t图像可知,在4~6 s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的摩擦力与拉力平衡,大小相等,由F t图像可知,在4~6 s的拉力F=4 N,由二力平衡条件可得滑动摩擦力f=F=4 N,由v t图像可知,物体在2~4 s做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,因为压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,则在2~4 s物体受到的摩擦力也是4 N;由F t图像可知,在4~6 s内拉力F=4 N,速度为v=3 m/s,拉力对物体做功的功率为P===Fv=4 N×3 m/s=12 W。
16.(河北唐山月考)如图所示,重为9 N的物体挂在B处,O为支点,要想使杠杆保持水平平衡,在A处施加的最小的力是__3__N,方向__竖直向上__。
17.(山东枣庄月考)为将陷入泥潭的汽车拉动,小安设计了两种拉车的方法,如图所示,图__乙__(选填“甲”或“乙”)的方法更省力,若汽车受到的阻力为3 000 N,则小安对绳子的拉力至少为__1_500__N。
四、实验题(共2小题,第18题10分,第19题14分,共24分)
18.(10分)(河北唐山期末)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小明用如图所示的同一滑轮组提升不同个数钩码,分别做了如图所示的三组实验,实验数据记录如下:
次 数 钩码重 G物/N 动滑轮 重G动/N 钩码上升 的距离 h/cm 弹簧测力 计的示数 F/N 弹簧测力 计上升的 距离s/cm 机械效 率η
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 ①
3 6 0.8 5 ② 15 83.3%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量__竖直__向上匀速拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验中,克服绳子重力和摩擦力的额外功是__0.01__J。
(3)①的数值是__78.4%__(保留一位小数);第3次实验时弹簧测力计的示数如图所示,表格中编号②的数值是__2.4__。
(4)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率的目的是__C__。
A.减小摩擦
B.多次测量取平均值减小误差
C.获得多组数据归纳出物理规律
(1)测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体处于平衡状态,弹簧测力计示数等于拉力大小。(2)第1次实验中,克服绳子重力和摩擦力的额外功为W额′=W总-W有-W额动=Fs-G物h-G动h=1 N×15×10-2 m-2 N×5×10-2m-0.8 N×5×10-2 m=0.01 J。(3)①的数值是η===×100%≈78.4%;弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.4 N,即表格中编号②的数值是2.4。(4)多次改变提升的物重测滑轮组的机械效率,目的是获得多组数据归纳出物理规律,故C符合题意。
19.(14分)(山东烟台期末)如图是探究杠杆平衡条件的实验:
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,发现杠杆在如图甲所示的位置保持静止,此时杠杆__是__(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;此时应向__左__调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是__便于测量力臂大小__。
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上__4__个同样的钩码,当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向着靠近支点的方向各移动一小格,则杠杆__左__(选填“左”或“右”)端会下沉。
(3)如图丙所示,为改变力的方向,在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当测力计由竖直方向逐渐向左转,杠杆始终保持水平平衡,测力计的示数将__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丁所示,O为杠杆的中点,若以杠杆上的C位置为支点,在D位置挂质量为m的钩码时,杠杆恰好在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件,可以估算出杠杆的质量m杆=____(用给出的字母符号表示)。
(1)杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动。杠杆在如图甲所示的位置保持静止,它此时是处于平衡状态的;杠杆在如图甲所示的位置保持静止,右端下沉,说明右端重,要保持杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节;杠杆在水平位置平衡时,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。(2)设一个钩码重力为G,杠杆一格长度为L,根据杠杆平衡条件则有2G×4L=nG×2L,解得n=4,即为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上4个同样的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向着靠近支点的方向各移动一小格,则杠杆左端有2G×3L=6GL,右端有4G×L=4GL,故左端下沉。(3)如图丙所示,为改变力的方向,当测力计由竖直方向逐渐向左转,力臂变小,而阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力变大,则测力计的示数将变大。(4)若以杠杆上的C位置为支点,在D位置挂质量为m的钩码时,杠杆恰好在水平位置平衡;而钩码悬挂位置D点到C点的距离lD,根据杠杆平衡条件可知,杠杆自身重力与重力对应的力臂的乘积等于钩码重力与钩码重力对应力臂的乘积,所以测量出杠杆中点即O点到C点的距离l′,为杠杆自身重力的力臂。根据杠杆的平衡条件有mglD=m杆g l′,由图丁可知,O点到C点的距离l′是D点到C点的距离lD的3倍,即mglD=m杆g×3lD,杠杆的质量为m杆=。
五、计算题(共2小题,第20题6分,第21题12分,共18分)
20.(6分)(山东临沂期末)电动汽车因经济时尚、节能环保等优点深受消费者青睐。如图是某公司最新型水陆两用电动汽车,该汽车空车质量为600 kg,车轮与地面的总接触面积为2×10-2m2,g取10 N/kg。求:
(1)汽车空载静止时,对水平路面产生的压强;
(2)某次运送游客时,该车在水平路面上10 min匀速行驶了3 km,此过程中该车受到的阻力400 N,计算牵引力所做的功及此过程中该车的功率。
(1)电动汽车重G车=m车g=600 kg×10 N/kg=6×103 N
对水平地面的压力F=G车=6×103 N
对水平地面的压强p===3×105 Pa
(2)汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,此过程中该车受到的阻力f=F牵=400 N
牵引力所做的功W=F牵s=400 N×3×103 m=1.2×106 J
所用时间t=10 min=600 s
车的功率P===2 000 W
21.(12分)(河北邯郸一模)一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出(如图)。若汽车总质量是6 t,汽车受到的阻力为车重的0.04倍,不计滑轮轴处的摩擦及绳重,每个滑轮重200 N,轮胎与水平地面间的总接触面积是0.12 m2,司机体重是700 N。(g取10 N/kg)
(1)求汽车对水平地面的压强;
(2)通过计算说明司机能否利用这套滑轮组把汽车拉动;
(3)司机卸下2 t的货物后,汽车以0.1 m/s的速度被拉动了10 m,求这个过程中司机做功的功率和滑轮组的机械效率。(保留1位小数)
(1)汽车的重力G=mg=6×103 kg×10 N/kg=6×104 N
汽车对水平地面的压力等于自身的重力,对水平地面的压强p====5×105 Pa
(2)汽车受到的阻力f=0.04G=0.04×6×104 N=2 400 N
图示中,滑轮组承重绳子为3根,不计滑轮轴处的摩擦及绳重,拉动汽车,绳端所需的最小拉力F=(f+G动)=×(2 400 N+200 N)≈867 N>700 N
所以利用这套滑轮组不能把汽车拉动。
(3)卸下货物的重力G1=m1g=2×103 kg×10 N/kg=2×104 N
剩余货物及汽车的重力G2=G-G1=6×104 N-2×104 N=4×104 N
此时汽车所受的阻力f1=0.04 G2=0.04×4×104 N=1 600 N
绳端的拉力F1=(f1+G动)=×(1 600 N+200 N)=600 N
汽车被拉动10 m,绳子自由端移动的距离s=nh=3×10 m=30 m
所用的时间t===100 s
司机所做的总功W总=Fs=600 N×30 m=18 000 J
司机做功的功率P===180 W
克服阻力所做的有用功W有=f1h=1 600 N×10 m=16 000 J
滑轮组的机械效率η==×100%≈88.9%