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人教版八年級(jí)下學(xué)期物理 期末專項(xiàng)4 簡(jiǎn)單機(jī)械

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1、 人教版八下物理 期末專項(xiàng)4 簡(jiǎn)單機(jī)械 1. 如圖所示,物重為 G 的物體在不同簡(jiǎn)單機(jī)械中均處于平衡狀態(tài)(不計(jì)機(jī)械自重和摩擦),拉力大小錯(cuò)誤的是 A. F1=G B. F2=13G C. F3=12G D. F4=12G 2. 如圖所示是吊車正在吊起貨物的示意圖。該裝置通過(guò)液壓伸縮撐桿推動(dòng)吊臂并使吊臂繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),從而通過(guò)鋼繩將貨物緩慢吊起。假設(shè)撐桿對(duì)吊臂的作用力始終與吊臂垂直,僅通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)吊臂提升貨物的過(guò)程中,則下列分析正確的是 A.撐桿對(duì)吊臂的作用力不斷增大 B.鋼繩對(duì)吊臂的作用力不斷增大 C

2、.撐桿對(duì)吊臂的作用力的力臂不斷增大 D.鋼繩對(duì)吊臂的作用力的力臂不斷減小 3. 下列關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是 A.做功多的機(jī)器機(jī)械效率一定高 B.功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短 C.機(jī)械效率高的機(jī)器功率一定大 D.滑輪組可以通過(guò)減輕動(dòng)滑輪重、加潤(rùn)滑油等方法提高機(jī)械效率 4. 一根原木放在水平地面上,粗略估計(jì)它的質(zhì)量時(shí),我們視其粗細(xì)相同,質(zhì)量分布均勻,現(xiàn)抬起一端使它稍離地面需要 500?N 的力(g 取 10?N/kg),則原木的質(zhì)量大約為 A. 50?kg B. 100?kg C. 250?kg D. 500?kg 5.

3、 如圖所示,重 800?N 的物體,在 100?N 水平拉力 F 的作用下,以 0.1?m/s 的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了 20?s,滑輪組的機(jī)械效率為 60%。在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 A.拉力 F 做的功為 400?J B.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為 180?N C.額外功的功率為 12?W D.若物體的重力和運(yùn)動(dòng)速度不變,只增大水平地面的粗糙程度,則滑輪組的機(jī)械效率會(huì)降低 6. 在”富國(guó)強(qiáng)軍”的時(shí)代要求下,大連造船廠建造了首艘國(guó)產(chǎn)航空母艦。在建造過(guò)程中需要使用大型起重機(jī)”龍門吊"。它主要由主梁和支架構(gòu)成,可以提升和平移重物,其示意圖如圖

4、所示。在重物由主梁右端緩慢移到左端的過(guò)程中,右支架對(duì)主梁的支持力 F 與重物移動(dòng)距離 s 的關(guān)系圖象是 A. B. C. D. 7. 如圖所示,物體 A 、 B 、 C 的重力都為 8?N,不計(jì)滑輪和繩的重力及滑輪的軸摩擦,此時(shí) A 、 B 兩物體靜止在水平面上。下列說(shuō)法正確的是 A.繩對(duì) O 點(diǎn)的拉力為 4?N B.水平面對(duì) B 的摩擦力為 4?N C. A 與 B 之間的摩擦力為 2?N D.水平面對(duì) B 的支持力為 8?N 8. 如圖所示,輕質(zhì)杠桿 AB 可繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)物體 C 浸沒(méi)在水中時(shí)杠桿恰好水平靜止,A 、 B 兩

5、端的繩子均不可伸長(zhǎng)且處于張緊狀態(tài)。已知物體 C 是體積為 1?dm3 、重為 80?N 的實(shí)心物體,D 是邊長(zhǎng)為 20?cm 、質(zhì)量為 20?kg 的正方體,OA:OB=2:1,圓柱形容器的底面積為 400?cm2(g 取 10?N/kg),則下列結(jié)果不正確的是 A.物體 C 的密度為 8×103?kg/m3 B.杠桿 A 端受到細(xì)繩的拉力為 70?N C.正方體 D 對(duì)地面的壓強(qiáng)為 1.5×103?Pa D.物體 C 浸沒(méi)在水中前后,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)增大了 2×103?Pa 9. 小謙想把被臺(tái)風(fēng)刮倒的樹拉正。他把繩子的一端系在乙樹上,然后繞過(guò)甲樹用力

6、拉繩子,這樣做有 段繩子拉甲樹。如果不計(jì)繩重和摩擦,甲樹受 300?N 的拉力,則小謙對(duì)繩子的拉力至少為 N。 10. 如圖所示,用方向始終垂直于杠桿的動(dòng)力 F 將重物從 A 位置緩慢提升到 B 位置,在提升重物的過(guò)程中,動(dòng)力 F 的大小變化情況是 ;該杠桿屬于 (填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。 11. 如圖所示,斜面長(zhǎng) 5?m,高 1?m,把重為 5000?N 的物體勻速地拉至斜面頂端,若斜面是光滑的,則拉力為 N;如果斜面不光滑,其機(jī)械效率為 80%,則所用拉力為 N,物體受到的摩擦力為 N。 12. 用

7、如圖甲所示的滑輪組運(yùn)貨物上樓,圖乙記錄了整個(gè)過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖象。當(dāng)貨物的重力為 400?N 時(shí),繩子的拉力為 N;此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為 %。(不考慮繩重和摩擦) 13. 請(qǐng)?jiān)趫D中畫出使輕質(zhì)杠桿在圖示位置平衡時(shí)所需最小動(dòng)力 F 的示意圖。 14. 小明在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有:刻度均勻的杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的 0.5?N 重的鉤碼若干個(gè)。 (1) 如圖甲所示,此時(shí)杠桿 (填“是”或“不是”)平衡狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)時(shí)為了消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響,且便于直接從杠桿上讀出力臂的

8、大小,應(yīng)將杠桿調(diào)到 。 (2) 小明同學(xué)所在實(shí)驗(yàn)小組完成一次操作后,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖乙所示,他們記錄的數(shù)據(jù)為動(dòng)力 F1=1.5?N,動(dòng)力臂 l1=0.2?m,阻力 F2=1?N,阻力臂 l2=0.3?m。甲同學(xué)測(cè)出了這組數(shù)據(jù)后就得出了“動(dòng)力 × 動(dòng)力臂 = 阻力 × 阻力臂”的結(jié)論,乙同學(xué)認(rèn)為他的結(jié)論不一定科學(xué),理由是 。他把右邊的鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì),使杠桿從水平位置慢慢轉(zhuǎn)過(guò)一定角度,如圖丙所示,此過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小 (填“變大”“變小”或“不變”)。 (3) 圖乙實(shí)驗(yàn)中,小明把兩邊的鉤碼同時(shí)遠(yuǎn)離支點(diǎn)一格,杠桿不再平衡, (填“左”或“右”)端會(huì)下沉。小明

9、回家又做了圖丁所示的實(shí)驗(yàn),將一根長(zhǎng)為 L,重為 G 的均勻木棒,有 15 的長(zhǎng)度伸出桌子邊緣,用豎直向下的力 F0 壓木棒的一端,當(dāng) F0= 時(shí),木棒剛好會(huì)翹起。 15. 在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,某組同學(xué)選擇了如圖所示的兩種滑輪組進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表: 實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η10.510??30??21.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6% (1) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以判斷出第 1 次實(shí)驗(yàn)所選擇的是 (填“甲”或“乙”)滑輪組。

10、 (2) 在第 1 次實(shí)驗(yàn)中,當(dāng) 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丙所示,拉力 F 為 N;該次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率是 (計(jì)算結(jié)果精確到 0.1%) (3) 機(jī)械效率是機(jī)械性能好壞的重要標(biāo)志,結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,下列提高機(jī)械效率的措施不可行的是 (填序號(hào))。 A.增加所提物重 B.減輕機(jī)械自重 C.給機(jī)械加潤(rùn)滑油 D.增加重物上升高度 16. 如圖甲所示,用電動(dòng)機(jī)和滑輪組把密度為 3×103?kg/m3,體積為 1?m3 的礦石,從水底勻速整個(gè)打撈起來(lái),g 取 10?N/kg,水的密度為 1×103?kg/m3。 (1)

11、 求礦石的重力; (2) 求礦石浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力; (3) 礦石露出水面前,電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子拉力的功率為 2.5?kW,礦石上升過(guò)程中的 s?t 圖象如圖乙所示,求滑輪組的機(jī)械效率; (4) 如果不計(jì)繩重及滑輪的軸摩擦,礦石露出水面后與露出水面前相比,滑輪組機(jī)械效率會(huì)如何改變?為什么? 答案 1. 【答案】C 【解析】由圖可知 l1=l2,由杠桿平衡條件 F1l1=F2l2 可得 F1=G,故A正確,不符合題意; 由圖可知滑輪組 n=3,則 F2=13G,故B正確,不符合題意; 由圖可知?jiǎng)恿ψ饔迷趧?dòng)滑輪軸上,則 F3=2G,故C錯(cuò)誤,符合題意; 不計(jì)機(jī)械自重和摩擦,

12、則斜面為理想斜面,滿足 FL=Gh,即 F4=12G,故D正確,不符合題意。 2. 【答案】D 【解析】伸縮撐桿對(duì)吊臂的支持力的作用點(diǎn)在吊臂上,方向垂直于吊臂向上,過(guò)支持力的作用點(diǎn),沿支持力的方向畫一條有向線段,用 F1 表示,然后從支點(diǎn) O 向 F1 的作用線作垂線段,垂線段 l1 即為動(dòng)力臂;鋼繩對(duì)吊臂的拉力沿鋼繩向下,用 F2 表示,從支點(diǎn) O 向 F2 的作用線作垂線段,垂線段 l2 即為阻力臂,如圖所示。吊車吊起貨物的過(guò)程中,阻力不變,阻力臂減小,由杠桿的平衡條件知,動(dòng)力臂不變,則動(dòng)力減小,即撐桿對(duì)吊臂的作用力減小,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。 3. 【答案】D

13、 【解析】有用功與總功的比值叫機(jī)械效率,故機(jī)械效率與做功的多少無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;功率等于功和做功時(shí)間的比值,機(jī)械效率與功率大小沒(méi)有直接關(guān)系,故B、C錯(cuò)誤;影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素是被提升物體的重力及動(dòng)滑輪的重力,減輕動(dòng)滑輪重力、加潤(rùn)滑油可以減少額外功,從而提高機(jī)械效率,故D正確。 4. 【答案】B 【解析】如圖, 設(shè)原木的全長(zhǎng)為 l,將其視為杠桿,則抬起其一端時(shí)的動(dòng)力臂是 l,阻力臂是 12l, 由杠桿平衡條件可得,F(xiàn)×l=G×12l,即 500?N×l=G×12l,解得 G=1000?N, 故原木的質(zhì)量 m=Gg=1000?N10?N/kg=100?kg。 5.

14、 【答案】B;C 【解析】物體移動(dòng)的距離 s物=vt=0.1?m/s×20?s=2?m, 因?yàn)?n=3, 所以拉力端移動(dòng)的距離 s繩=3×2?m=6?m,故拉力做功 W=Fs繩=100?N×6?m=600?J,A錯(cuò)誤; 根據(jù) η=W有W總=Ffs物Fs繩=Ff3F, 得 Ff=3ηF=3×60%×100?N=180?N,B正確; W額=W總?W有=Fs繩?Ffs物=100?N×6?m?180?N×2?m=240?J,額外功的功率 P=W額t=240?J20?s=12?W,C正確; 若物體重力和運(yùn)動(dòng)速度不變,只增大水平地面的粗糙程度,則摩擦力增大,因?yàn)?W有=Ffs,有用功增大,

15、額外功不變,則有用功在總功中所占的比例增大,即滑輪組的機(jī)械效率增大,D錯(cuò)誤。 6. 【答案】B 【解析】在重物由主梁右端緩慢移到左端的過(guò)程中,以左側(cè)的支柱為支點(diǎn),右支架對(duì)主梁的支持力 F 為動(dòng)力,重物對(duì)主梁的拉力為阻力,大小等于重物的重力 G,動(dòng)力臂為整個(gè)主梁的長(zhǎng)度,設(shè)為 L,則阻力臂為 L?s,根據(jù)杠桿平衡條件得 FL=G(L?s),支持力 F=G?GsL,由關(guān)系式知,右支架對(duì)主梁的支持力 F 與重物移動(dòng)距離 s 成一次函數(shù)關(guān)系,且 F 隨 s 的增大而減小,故B符合題意。 7. 【答案】A;B 【解析】由于不計(jì)滑輪和繩的重力及滑輪的軸摩擦,根據(jù)動(dòng)滑輪可省一半的力,C 的

16、重力為 8?N,所以繩對(duì) O 點(diǎn)的拉力為 4?N,A正確; 繩子對(duì) B 有向右大小為 4?N 的拉力,B 靜止,所以水平面對(duì) B 的摩擦力為 4?N,B正確; 此時(shí) A 、 B 兩物體靜止在水平面上,A 與 B 之間沒(méi)有摩擦力,C錯(cuò)誤; 水平面對(duì) B 的支持力為 A 、 B 兩物體重力之和,為 16?N,D錯(cuò)誤。 8. 【答案】D 【解析】物體 C 的質(zhì)量 mC=GCg=80?N10?N/kg=8?kg,物體 C 的密度 ρC=mCVC=8?kg1×10?3?m3=8×103?kg/m3,故A正確;物體 C 排開水的體積 V排=VC=1×10?3?m3,受到的浮力 F浮=ρ水g

17、V排=1×103?kg/m3×10?N/kg×1×10?3?m3=10?N,則杠桿 A 端受到的拉力 FA=GC?F浮=80?N?10?N=70?N,故B正確;由杠桿平衡條件 F1l1=F2l2 得 FA×OA=FB×OB,則杠桿 B 端受到細(xì)繩的拉力 FB=OAOB×FA=2×70?N=140?N,由于力的作用是相互的,故杠桿 B 端對(duì)正方體 D 的拉力 F拉=FB=140?N,則正方體 D 對(duì)地面的壓力 F壓=GD?FB=mDg?F拉=20?kg×10?N/kg?140?N=60?N,正方體 D 對(duì)地面的壓強(qiáng) p=F壓S=60?N20×20×10?4?m2=1.5×103?Pa,故C正確;

18、物體 C 浸沒(méi)在水中前后,水的深度變化量 Δh=V排S?=VCS?=1000?cm3400?cm2=2.5?cm=0.025?m,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)增大值 Δp=ρ水gΔh=1×103?kg/m3×10?N/kg×0.025?m=2.5×102?Pa,故D錯(cuò)誤。 9. 【答案】2;150 【解析】如題圖用繩子拉甲樹時(shí),甲相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)滑輪,此時(shí)有兩段繩子拉甲樹;不計(jì)繩重和摩擦,甲樹受 300?N 拉力,則每段繩子承擔(dān)的力是 300?N 的一半,所以人對(duì)繩子的拉力至少為 F=12F甲=12×300?N=150?N。 10. 【答案】先變大后變小;省力 【解析】將重物從 A 位置緩

19、慢提升到 B 位置,如圖所示, 動(dòng)力 F 方向始終垂直于杠桿,所以動(dòng)力臂為杠桿的長(zhǎng)且大小不變; 當(dāng)杠桿在水平位置時(shí),阻力的力臂最大,且阻力大小不變(等于物重), 根據(jù)杠桿平衡條件 F1l1=F2l2 可知,此時(shí)動(dòng)力最大,所以杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中動(dòng)力先變大后變小。 由圖知,杠桿的動(dòng)力臂始終大于阻力臂,所以該杠桿屬于省力杠桿。 11. 【答案】1000;1250;250 【解析】拉力做的有用功為 W有=Gh=5000?N×1?m=5000?J,若斜面光滑,則沒(méi)有額外功,即拉力做的總功 W總=5000?J,因?yàn)?W總=Fs,所以拉力 F=W總s=5000?J5?m=1000?N;若

20、斜面的機(jī)械效率為 80%,根據(jù) η=W有W總×100% 可得此時(shí)的總功 W總?=W有η=5000?J80%=6250?J,根據(jù) W總?=F?s 得,此時(shí)所用的拉力 F?=W總?s=6250?J5?m=1250?N;因?yàn)?W總?=W額+W有,所以 W額=W總??W有=6250?J?5000?J=1250?J,根據(jù) W額=Fs 可得摩擦力 Ff=W額s=1250?J5?m=250?N。 12. 【答案】250;80 【解析】由圖乙知,當(dāng) G=100?N 時(shí),η=50%,因不考慮繩重和摩擦,則滑輪組的機(jī)械效率 η=W有W總×100%=W有W有+W額×100%=Gh(G+G輪)h×100%=

21、GG+G輪×100%,即 100?N100?N+G動(dòng)×100%=50%,解得 G動(dòng)=100?N;由圖甲知,滑輪組中有 2 段繩子承擔(dān)物重,當(dāng)貨物的重力為 400?N 時(shí),因不考慮繩重和摩擦,則此時(shí)的拉力 F=12(G?+G動(dòng))=12×(400?N+100?N)=250?N,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率 η?=W?有W?總×100%=G?hFs×100%=G?hF×2h×100%=G?2F×100%=400?N2×250?N×100%=80%。 13. 【答案】 【解析】由杠桿平衡條件 F1l1=F2l2 可知,在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí),動(dòng)力臂越長(zhǎng),動(dòng)力越?。粓D中支點(diǎn)在 O 點(diǎn),因此以 OB

22、 為動(dòng)力臂最長(zhǎng),過(guò) B 點(diǎn)作垂直于 OB 向下的力,即為使輕質(zhì)杠桿在圖示位置平衡時(shí)所需的最小動(dòng)力 F 的示意圖,如圖所示。 14. 【答案】 (1) 是;水平位置平衡 (2) 試驗(yàn)次數(shù)太少,具有偶然性;不變 (3) 左;1.5G 【解析】 (1) 杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都是處于平衡狀態(tài),故此時(shí)的杠桿是平衡狀態(tài);杠桿調(diào)到水平位置平衡可以消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響,且便于直接從杠桿上讀出力臂的大小。 (2) 一次實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少,具有偶然性,不能得出普遍規(guī)律。因彈簧測(cè)力計(jì)始終豎直向下拉,則兩邊力臂同時(shí)成比例減小,故根據(jù)杠桿平衡條件知,彈簧測(cè)力計(jì)的拉力不變。 (3)

23、 由圖乙知,此時(shí)杠桿左邊:1.5?N×4 格,右邊:1?N×6 格;同時(shí)遠(yuǎn)離支點(diǎn)一格后,左邊:1.5?N×5 格,右邊:1?N×7 格;故左端下沉。圖丁中,由杠桿平衡條件知,F(xiàn)0×15L=G×12L?15L,解得 F0=1.5G。 15. 【答案】 (1) 甲 (2) 勻速豎直向上;0.4;41.7% (3) D 【解析】 (1) 由表中第 1 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,鉤碼上升的高度 h=10?cm,繩端移動(dòng)的距離 s=30?cm,由 s=nh 可得,繩子的有效股數(shù) n=sh=30?cm10?cm=3,由圖可知,甲滑輪組繩子的有效股數(shù)為 3,乙滑輪組繩子的有效股數(shù)為 4,

24、所以,第 1 次實(shí)驗(yàn)所選擇的是甲滑輪組。 (2) 由圖丙可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為 0.2?N,拉力 F=0.4?N,該次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率 η=W有W總×100%=GhFs×100%=0.5?N×0.1?m0.4?N×0.3?m×100%≈41.7%。 (3) 由 1 、 2(或 3 、 4)兩組數(shù)據(jù)可知,用相同的裝置提升物體的重力越大,滑輪組的機(jī)械效率越高,故A可行; 由 1 、 3(或 2 、 4)兩組數(shù)據(jù)可知,用不同的裝置提升相同的物體上升相同的高度時(shí),機(jī)械自重越小,機(jī)械效率越高,故B可行; 給機(jī)械加潤(rùn)滑油,提升重物時(shí)減小了額外功,根據(jù) η=W有W總×100%=W有W有+

25、W額×100% 可知,滑輪組的機(jī)械效率提高,故C可行; 由 η=W有W總×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100% 可知,滑輪組機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān),故D不可行。故選D。 16. 【答案】 (1) 3×104?N (2) 1×104?N (3) 80% (4) 如果不計(jì)繩重及摩擦,礦石露出水面后與露出水面前相比,滑輪組的機(jī)械效率會(huì)變大;相當(dāng)于增大了提升的物重,有用功增大,而額外功不變,有用功與總功的比值變大,滑輪組機(jī)械效率變大。 【解析】 (1) 由 ρ=mV 可得礦石質(zhì)量 m=ρV=3×103?kg/m3×1?

26、m3=3000?kg,礦石重力 G=mg=3000?kg×10?N/kg=3×104?N。 (2) 因?yàn)榈V石浸沒(méi)在水中,所以礦石排開水的體積 V排=V=1?m3,由阿基米德原理可得礦石受到的浮力 F浮=ρ水V排g=1×103?kg/m3×1?m3×10?N/kg=1×104?N。 (3) 由圖乙可知,礦石勻速上升的速度 v礦石=s礦石t=2?m20?s=0.1?m/s,由圖甲知,n=2,拉力端移動(dòng)的速度 v=2v礦石=2×0.1?m/s=0.2?m/s,由 P=Fv 可得電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力 F=Pv=2.5×103?W0.2?m/s=1.25×104?N;滑輪組的機(jī)械效率 η=W有W總×100%=(G?F浮)hFs×100%=(G?F浮)hF×2h×100%=G?F浮2F×100%=3×104?N?1×104?N2×1.25×104?N×100%=80%.

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