第十一章简单机械单元练习 （含解析） 沪科版物理八年级全一册

第十一章简单机械
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，用甲、乙两个相同的滑轮组（绕线方式不同），在相同时间内分别将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．绳端的拉力：
B．绳子自由端移动距离：
C．拉力做的功：
D．绳子拉力的功率：
2．如图所示，滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计．向上拉绳的速度是1.2m/s，拉绳的力F是9N．由此可知（　　）
A．物重是27N，物体的速度是0.4m/s
B．物重是18N，物体的速度是0.6m/s
C．物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4m/s
D．物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6m/s
3．如图所示，在测定滑轮组机械效率的实验中，下列要求错误的是（　　）
A．弹簧测力计必须先校零 B．弹簧测力计必须匀速向上拉
C．弹簧测力计必须在静止时读数 D．实验时装置中的直尺必须竖直放置
4．小组同学找到了如图所示的滑轮，用弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动细绳使重物匀速上升，下列说法正确的是（　　）
A．该滑轮是一个定滑轮
B．使用该滑轮可以省距离
C．若物重增大一倍，匀速提升物体需要的拉力也一定增加一倍
D．沿虚线方向匀速拉动测力计，测力计示数变大
5．如图所示的简单机械，在使用中属于省距离的杠杆是（ ）
A．起子 B．镊子
C．钢丝钳 D．托盘天平
6．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（ ）
A．F1>F2 B．F3>F4
C．F1>F4 D．F1=F2=F3=F4
7．如图，小明分别用甲、乙两个相同的滑轮把同一桶沙提升相同高度，不计绳重和摩擦，绳自由端施加的拉力大小分别为和。则此过程中，下列判断正确的是（ ）
A．拉力一定等于 B．甲滑轮的机械效率一定比乙的高
C．甲、乙两滑轮做的额外功相同 D．甲滑轮做的总功多
8．下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．机械效率可以小于1，等于1，也可以大于1 B．做功快的机械，机械效率一定高
C．功率大的机械，机械效率高 D．有用功占总功的比例越大，机械效率越高
9．如图所示，用滑轮提升重物时，不计滑轮自身的重力及各处摩擦，下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，小阳用苹果和橘子来玩跷跷板。他将苹果、橘子分别放在离O点等距的水平板上，放手后，苹果一端下沉。使板转动的力是（　　）
A．苹果的重力 B．橘子的重力
C．板对橘子的支持力 D．苹果对板的压力
二、多选题
11．如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点，物体A是边长为0.1m的正立方体，当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时，杠杆在水平位置平衡，此时物体A对水平桌面的压强为300Pa。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的支持力为2N
B．物体A受到的重力为5N
C．物体B向右移动l小格，物体A受到的拉力减小1N
D．物体B向右移动l小格，物体A受到的支持力减小1N
12．如图所示，重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物，表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
货物所受重力G/N 货物被提升高度h/m 绳端所受拉力F/N 所用时间t/s
540 3 200 25
A．工人做功的功率为72W
B．滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C．滑轮组的机械效率为90%
D．若货物离开水平地面之前，工人用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对货物的支持力为200N
13．体重相同的柳明和张萧比赛谁先从一楼上到三楼，结果柳明比张萧提前3s到达，整个比赛过程中，柳明比张萧的（ ）
A．速度大 B．做功多 C．做功快 D．效率高
14．以下四幅图节选自我国古代科技著作《天工开物》，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲“泥造砖坯”中，砖坯对地面的压力和砖坯的重力是一对相互作用力
B．图乙“凿取砌房”中，古人手中的凿子是通过减小受力面积来增大压强的
C．图丙“踏车汲水”中，水被提升到高处，水的重力势能增加
D．图丁“穴取铜铅”中，古人手中所使用的镐，在撬动坚硬的石头时属于费力杠杆
15．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m／s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80％，则在此过程中。下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C．拉力F的功率为12W
D．有用功为120J
三、填空题
16．一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s=3m，上升的高度h=1m，则人对物体做的有用功是 J，总功是 J，斜面的机械效率 （保留一位小数），与物体之间的摩擦力是 N。
17．如图所示，两个完全相同的物体A、B通过理想滑轮连接并放在木板C上，系统保持平衡，已知A、B、C质量均为6kg，则A对C的压力为 N。
18．滑轮实质上是变形的 。根据使用情况的不同，滑轮可分为 滑轮和 滑轮。
19．如图所示，轻质木杆可以绕O点转动，的长度是的三倍，A端细线下所挂的重物静止在水平地面上。若在B点用 N的动力竖直向下拉动时，木杆静止不动，且重物对水平地面的压力为零。
20．如图独轮车和物体的总重力G=1000N，L1=1m，L2=0.7m，人手向上的力F是 N，若车在人的推力作用下匀速直线运动30m，阻力为物重的0.1倍，则推力做功为 J，若此人想要更省力些，应把手向 （前或后）移动。
四、实验题
21．如图甲所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)小红在实验前没有挂钩码时，发现杠杆的位置如图甲所示，她应将杠杆左端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节。
(2)将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆的 （填“左侧”或“右侧”）下降，若只将杠杆左侧的其中两个钩码取下，要使杠杆重新平衡，应将右侧钩码 （说出钩码移动的方向及距离）。
(3)她按如图丙所示进行实验时，若每个钩码重0.5N，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的读数应为 N。
五、综合题
22．图甲是运动员训练背部及肩部力量时常用的高位下拉器，其简化装置如图乙所示．训练中，运动员两手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起20cm，某次训练中的三组情况记录如下表．（g取10N/kg），试求：
(1)在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为多大？
(2)在第2组训练中，配重向上做什么样的运动？
(3)试通过数据分析该套设施中，是否存在绳子重力和摩擦的影响？
组次 配重质量/kg 每只手施加的拉力/N 配重上升情况
1 20 110 匀速
2 20 120 ______
3 40 220 匀速
23．如图所示，某建筑工地上一台起重机在2min内将重30000N的混凝土预制料匀速提升了24m，已知起重机做的额外功是2.8×105J。g取10N/kg，请你回答下列问题∶
(1)起重机对混凝土预制料做了多少有用功？
(2)起重机对混凝土预制料做有用功的功率是多少？
(3)起重机的机械效率是多少？
(4)请你提出一种提升起重机的机械效率的具体方法。
24．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小，小明进行了实验测量。如图乙，他设置了与通道坡度相同的斜面，确定了与A点沿斜面相距1m处的B点。
(1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象，进行了如下操作：
①测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置，沿斜面方向匀速直线拉动小车，弹簧测力计示数如图乙所示为 N；
③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 J；此时，该斜面的机械效率为 ；
结论：斜面可以省 （选填“力”“距离”或“功”）；
(2)在小车上逐渐添加重物，重复上述实验，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1；重力做的有用功为W2，并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像，如图丙图线a和b所示。
①由图像可知：用该通道斜面提升物体的机械效率与物重 （选填“有关”或“无关”）；
②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的相同。若母亲的质量为55kg，所坐的轮椅质量为15kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时，母亲的动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），力F的大小为 N。
《第十一章简单机械》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C C D B D B D C D
题号 11 12 13 14 15
答案 BD ABC AC BC BC
1．C
【详解】A．不计绳重及摩擦，根据，由图可知，甲滑轮组绳子的段数，乙滑轮组绳子的段数，则绳端的拉力分别为，，所以绳端的拉力，故A错误；
B．由s=nh可得，绳子自由端移动的距离分别为s1=2h，s2=3h，所以绳子自由端移动距离，故B错误；
C．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由、可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，而总功，所以拉力做的总功相同，即，故C正确。
D．因为拉力做的总功相同，所用时间相同，根据可知，绳子拉力的功率，故D错误。
故选C。
2．C
【分析】绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的摩擦力，拉力就是摩擦力的几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍．
【详解】本题滑轮组做功是克服摩擦力做功，有3段绳子承担拉力，因此物体受到的摩擦力是；
物体移动的速度：．
故选C．
【点睛】滑轮组用几段绳子拉着物体，拉动物体所用的力就是摩擦力的几分之一．绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了．
【考点】滑轮组绳子拉力的计算．
3．C
【详解】A．弹簧测力计使用前必须先校零，故A正确，不符合题意；
B．实验时，应使弹簧测力计做匀速直线运动，故 B正确，不符合题意；
C．若在用弹簧测力 计静止时进行读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功， 因此得出的机械效率与实际值相比偏高，故C错误，符合题意；
D．要测物体上升的高度和绳端移动的距离，装置旁的直尺必须竖直放置，故D正确，不符合题意。
故选C 。
4．D
【详解】A．图中滑轮的轴与被拉物体一起移动，所以该滑轮是一个动滑轮，故A错误；
B．使用动滑轮可以省力，但费距离，故B错误；
C．绳子拉力，若物重增大一倍，由于G动不变，匀速提升物体需要的拉力增加了，但小于一倍，故C错误；
D．动滑轮的实质是省力杠杆，沿虚线方向匀速拉动测力计，动力臂变小，动力变大，测力计示数变大，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．起子使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B．镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故B符合题意；
C．钢丝钳使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D．托盘天平使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】A．设沙和桶的重力是，滑轮重力为，由图示可知，甲图中是定滑轮，若不计摩擦和绳重，拉力
图乙是动滑轮，拉力
由于不能比较滑轮重力和沙和桶的总重力的大小，所以和大小无法比较，故A错误；
BCD．把同一桶沙提升相同高度，做的有用功相同；甲是定滑轮，若不计摩擦和绳重，甲滑轮对桶做额外功，乙滑轮除克服桶做额外功外，还克服动滑轮重力做额外功，所以乙滑轮比甲滑轮做的额外功多；总功
所以甲的总功小于乙的总功；根据机械效率公式
有用功相同，总功越小，机械效率越高，所以甲滑轮的机械效率一定比乙的高，故B正确，CD错误。
故选B。
8．D
【详解】A．因为使用任何机械工作时，机械自重和摩擦总是存在，所以机械效率小于1，故A错误；
B．机械效率与做功快慢没有关系，故B错误；
C．功率大的机械，说明在单位时间内做功多，与机械效率无关，故C错误；
D．机械效率等于有用功与总功的比值，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】AB．不计滑轮自身的重力及摩擦，两图皆为定滑轮，定滑轮实质为等臂杠杆，所以有，，故AB错误；
C．图为动滑轮（本质上属于省力杠杆），绳子末端拉力竖直向上，此时动力臂是阻力臂的两倍，省一半力，即，即；故C正确；
D．图为动滑轮，绳子末端拉力方向斜向上，此时动力臂大于阻力臂，但小于阻力臂的两倍，则，即，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】使板转动的力一定是板受到的力，不是苹果和橘子受到的力，放手后，苹果一端下沉，所以使板转动的力是苹果对板的压力，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
11．BD
【详解】A．此时物体处于静止状态,其对地面的压强是300Pa，其底面积是0.01m2，故此时物体对地面的压力是
F=pS=300Pa×0.01m2=3N
由于此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，所以此时物体A受到的支持力是3N，故A错误；
B．据杠杆的平衡条件知，此时杠杆对A的拉力是F拉，故
F拉lA＝FBlB
假设杠杆上一个为l，则有
由于此时的
F拉=G F支
故
G=F拉+F支=3N+2N=5N
故B正确；
C．当物体B向右移动一个小格，此时符合杠杆的平衡条件，即
故此时物体A受到的拉力增大1N，故C错误；
D．据C选项的分析可知，此时物体A受到的拉力增大1N，即此时物体A受到的支持力减小1N，故D正确。
故选BD。
【点睛】（1）此时杠杆处于平衡状态，故据杠杆的平衡条件能计算出杠杆对物体A的拉力；同时物体A静止在水平地面上，已知对地面的压强p，据公式F=pS能计算出此时A对地面的压力，由于此时的压力和地面对物体的支持力是作用力与反作用力，故其大小相等，即据此能判断出A、B选项的正误；
（2）当物体B向右移动一小格时，据杠杆的平衡条件，能判断出物体A所受拉力的变化。
12．ABC
【详解】A．由图可知，滑轮组由3段绳子承担货物的重力，所以绳子股数，则绳端移动的距离
工人做的总功
工人做功的功率，故A正确；
B．不计滑轮组的绳重和摩擦，根据滑轮组的工作原理，则绳端拉力，则动滑轮的自重
由于三个滑轮重均相等，所以定滑轮的重力也为60N。由图可知，滑轮组有2个定滑轮，则定滑轮总重。将2个定滑轮看作整体受力分析，整体受自身重力、受到4股绳子的拉力，受到悬挂点A的拉力。整体静止，受平衡力，则悬挂点对整体的拉力
因为力的作用是相互的，则滑轮组对悬挂点A的拉力，故B正确；
C．滑轮组的机械效率，故C正确；
D．当工人用100 N的力拉绳端时，绳端拉力。将动滑轮和物体看作整体，整体受重力、3股绳子的拉力、地面的支持力，由于整体静止，受平衡力，则此时地面对货物的支持力，故D错误。
故选ABC。
13．AC
【详解】A．两人都是从一楼上到三楼，通过的路程相等，但是柳明比张萧提前3s到达，根据速度公式可知，路程相同，用时越短，速度越大，柳明比张萧的速度大，故A符合题意；
B．柳明和张萧体重相同，重力相同，都是从一楼上到三楼，高度相同，根据W=Gh可知，两人做一样多，故B不符合题意；
C．因为两人做一样多，柳明比张萧提前3s到达，根据 可知，用时越短，功率越大，柳明比张萧功率大，所以柳明比张萧做功快，故C符合题意；
D．两人从一楼上到三楼，将自身提高做的功是即是总功也是有用功，没有额外功，所以两人上楼的效率都是100%，故D不符合题意。
故选AC。
14．BC
【详解】A．图甲“泥造砖坯”中，砖坯对地面的压力作用在地面上，砖坯的重力作用在砖坯自身上，这两个力方向都是竖直向下的，所以不是一对相互作用力，故A错误；
B．图乙“凿取砌房”中，古人手中的凿子是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故B正确；
C．图丙“踏车汲水”中，水被提升到高处，水的质量不变，高度增加，故重力势能增大，故C正确；
D．图丁“穴取铜铅”中，古人手中所使用的镐，在撬动坚硬的石头时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】A．由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s绳=3s物=3v物t=3×0.2m/s×10s=6m
故A错；
B．拉力做的有用功
W有=fs物，W总=Fs绳
因为
所以物体与地面间的滑动摩擦力
f=η×3F=80%×3×20N=48N
故B正确；
C．拉力做功为
W总=Fs绳=20N×6m=120J
拉力做功的功率
故C正确；
D．有用功
W有=fs物=fv物t=48N×0.2m/s×10s=96J
故D错。
故选BC。
16． 240 360 66.7% 40
【详解】[1]人对物体做的有用功W有用=Gh=240N×1m=240J
[2]推力做的总功W总=Fs=120N×3m=360J
[3]斜面的机械效率
[4]克服物体受摩擦力做的额外功W额=W总-W有用=360J-240J=120J
由W额=fs得斜面与物体之间的摩擦力
17．15
【详解】滑轮为理想滑轮，则不考虑滑轮所受摩擦和滑轮的自重，以物体A、B、C和滑轮作为整体研究，与天花板相连的每根绳子的拉力F，则有
2F＝3G
以左边定滑轮为研究对象，与物体A相连绳子的拉力为F'，则有
F＝2F'
所以
对物体A进行受力分析，物体A受重力G、拉力F'、支持力F支共同作用，由力的平衡条件可知
G=F'+F支
所以
F支＝G﹣F'＝G﹣0.75G＝0.25G＝0.25mg＝0.25×6kg×10N/kg＝15N
因为物体间力的作用是相互的，则A对C的压力为15N。
18． 杠杆 定 动
【详解】[1][2][3]滑轮实质上是一个变形的杠杆，根据使用情况的不同，滑轮分为定滑轮和动滑轮，定滑轮实质上是个等臂杠杆，所以定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；动滑轮实质上是省力杠杆，所以使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。
19．840
【详解】重物对水平地面的压力为零，由力的作用是相互的可知水平地面对重物的支持力为零，重物处于静止状态，竖直方向重力和绳对重物的拉力二力平衡，则重物对A点的拉力FA=G=280N，由轻质木杆可得杆的重力为0，木杆静止不动，据可得
20． 300 3000 后
【详解】[1]由图知，F的力臂L1=1m，阻力G的力臂
L′2= L1- L2=1m-0.7m=0.3m
根据杠杆平衡条件得
即
解得，动力为
F=300N
[2]因为小车在水平地面上匀速运动，所以水平推力和阻力是一对平衡力，大小相等，推力大小为
推力做的功为
[3]根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂不变的情况下，动力臂越大动力越小，若此人想要更省力些，应把手向后移动。
21．(1)右
(2) 左侧 向左移动2格
(3)3
【详解】（1）由图甲知，右端偏高，说明左边重，为使杠杆在水平位置平衡，需要将两端的平衡螺母向右调节。
（2）[1]设每个钩码的重量为G，杠杆每一小格为l，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得，杠杆在水平位置平衡时，左边力与力臂的乘积为3G×2l=6Gl
右边力与力臂的乘积为2G×3l=6Gl
如果在两侧钩码下各取下一个相同的钩码后，左边力与力臂的乘积为2G×2l=4Gl
右边力与力臂的乘积为G×3l=3Gl
左边力与力臂的乘积大，所以杠杆不再水平平衡，左侧会下沉。
[2]若只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，左边力与力臂的乘积为G×2l=2Gl
则右边2G×l=2Gl
时杠杆才能重新平衡，所以应从支点处向左移动2格。
（3）杠杆在水平位置平衡，由弹簧测力计的F1的方向竖直向上，根据F1l1=F2l2得0.5N×3×6l=F2×3l
解得F2=3N。
22．(1)40J
(2)加速
(3)见解析
【详解】（1）滑轮提升配重所做的功
（2）第一组训练中，配重匀速上升，此时把配重和动滑轮看成一个整体，这个整体受平衡力，这个整体所受的拉力等于它们的重力，这一次每只手所用的力为110N。第二组训练中，每只手所用的拉力为120N，此时整体所受的拉力大于它们的重力，所以配重向上做加速运动。
（3）由图可知，下拉器中的滑轮组中承担物重的绳子段数n=2，假设没有绳重和摩擦力影响。
第1组训练中，
每只手拉力
所以
第3组训练中，配重的重力G2=m2g=40kg×10N/kg=400N
每只手拉力
所以
两次训练中得到动滑轮重力不相等，说明假设不成立，所以该套设施中，存在绳重和摩擦影响。
23．(1)720000J
(2)6000W
(3)72%
(4)见解析
【详解】（1）起重机对混凝土预制料做的有用功
（2）起重机对混凝土预制料做有用功的功率
（3）起重机做的总功
起重机的机械效率
（4）根据机械效率的计算公式可知，在有用功一定时，减小额外功可以提高机械效率；在额外功一定时，增大有用功可以提高机械效率。对于起重机来说，额外功主要是克服机械自重和摩擦等做的功，所以可以通过减轻起重机的自重、减小摩擦、在不超过起重机承载能力的前提下，适当增加提升物体的重力等方法来提高起重机的机械效率。
24．(1) 0.3 0.3 60% 力
(2) 有关 不变 105
【详解】（1）[1]由图可知，弹簧测力计的分度值是0.02N，弹簧测力计的示数为F=0.3N
[2]将小车从A点拉到B点的过程中，s=1m，拉力做的功为
[3]利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为
该斜面的机械效率为
[4]因为拉力为0.3N，小于重力2.0N，故斜面可以省力。
（2）[1]由图像可知，物重增大时，总功W1和有用功W2的比值变化，故机械效率与物重有关。
[2]轮椅匀速上坡，速度不变、质量不变，故母亲的动能不变。
[3]这位母亲和所坐的轮椅总重力为
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为
由得，中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为
由W=Fs得，力的大小为