人教版八年级下学期物理 期末专项4 简单机械

人教版八下物理 期末专项4 简单机械1. 如图所示，物重为 G 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是 A. F1=G B. F2=13G C. F3=12G D. F4=12G 2. 如图所示是吊车正在吊起货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕 O 点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是 A撑杆对吊臂的作用力不断增大B钢绳对吊臂的作用力不断增大C撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大D钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小3. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是 A做功多的机器机械效率一定高B功率大的机器做功时间一定短C机械效率高的机器功率一定大D滑轮组可以通过减轻动滑轮重、加润滑油等方法提高机械效率4. 一根原木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们视其粗细相同，质量分布均匀，现抬起一端使它稍离地面需要 500N 的力（g 取 10N/kg），则原木的质量大约为 A 50kg B 100kg C 250kg D 500kg 5. 如图所示，重 800N 的物体，在 100N 水平拉力 F 的作用下，以 0.1m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 20s，滑轮组的机械效率为 60%。在此过程中，下列说法正确的是 A拉力 F 做的功为 400J B物体与地面间的滑动摩擦力为 180N C额外功的功率为 12W D若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低6. 在”富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机”龙门吊。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力 F 与重物移动距离 s 的关系图象是 ABCD7. 如图所示，物体 A 、 B 、 C 的重力都为 8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮的轴摩擦，此时 A 、 B 两物体静止在水平面上。下列说法正确的是 A绳对 O 点的拉力为 4N B水平面对 B 的摩擦力为 4N C A 与 B 之间的摩擦力为 2N D水平面对 B 的支持力为 8N 8. 如图所示，轻质杠杆 AB 可绕 O 点转动，当物体 C 浸没在水中时杠杆恰好水平静止，A 、 B 两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知物体 C 是体积为 1dm3 、重为 80N 的实心物体，D 是边长为 20cm 、质量为 20kg 的正方体，OA:OB=2:1，圆柱形容器的底面积为 400cm2（g 取 10N/kg），则下列结果不正确的是 A物体 C 的密度为 8103kg/m3 B杠杆 A 端受到细绳的拉力为 70N C正方体 D 对地面的压强为 1.5103Pa D物体 C 浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了 2103Pa 9. 小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有 段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受 300N 的拉力，则小谦对绳子的拉力至少为 N。10. 如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力 F 将重物从 A 位置缓慢提升到 B 位置，在提升重物的过程中，动力 F 的大小变化情况是 ；该杠杆属于 （填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。11. 如图所示，斜面长 5m，高 1m，把重为 5000N 的物体匀速地拉至斜面顶端，若斜面是光滑的，则拉力为 N；如果斜面不光滑，其机械效率为 80%，则所用拉力为 N，物体受到的摩擦力为 N。12. 用如图甲所示的滑轮组运货物上楼，图乙记录了整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象。当货物的重力为 400N 时，绳子的拉力为 N；此时滑轮组的机械效率为 %。（不考虑绳重和摩擦）13. 请在图中画出使轻质杠杆在图示位置平衡时所需最小动力 F 的示意图。14. 小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的 0.5N 重的钩码若干个。(1) 如图甲所示，此时杠杆 （填“是”或“不是”）平衡状态。实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，且便于直接从杠杆上读出力臂的大小，应将杠杆调到 。(2) 小明同学所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图乙所示，他们记录的数据为动力 F1=1.5N，动力臂 l1=0.2m，阻力 F2=1N，阻力臂 l2=0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力 动力臂 = 阻力 阻力臂”的结论，乙同学认为他的结论不一定科学，理由是 。他把右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，如图丙所示，此过程中，弹簧测力计拉力的大小 （填“变大”“变小”或“不变”）。(3) 图乙实验中，小明把两边的钩码同时远离支点一格，杠杆不再平衡， （填“左”或“右”）端会下沉。小明回家又做了图丁所示的实验，将一根长为 L，重为 G 的均匀木棒，有 15 的长度伸出桌子边缘，用竖直向下的力 F0 压木棒的一端，当 F0= 时，木棒刚好会翘起。15. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表： 实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6% (1) 根据表中数据可以判断出第 1 次实验所选择的是 （填“甲”或“乙”）滑轮组。(2) 在第 1 次实验中，当 拉动弹簧测力计时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力 F 为 N；该次实验滑轮组的机械效率是 （计算结果精确到 0.1%）(3) 机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是 （填序号）。A.增加所提物重B.减轻机械自重C.给机械加润滑油D.增加重物上升高度16. 如图甲所示，用电动机和滑轮组把密度为 3103kg/m3，体积为 1m3 的矿石，从水底匀速整个打捞起来，g 取 10N/kg，水的密度为 1103kg/m3。(1) 求矿石的重力；(2) 求矿石浸没在水中时受到的浮力；(3) 矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为 2.5kW，矿石上升过程中的 st 图象如图乙所示，求滑轮组的机械效率；(4) 如果不计绳重及滑轮的轴摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变？为什么？答案1. 【答案】C【解析】由图可知 l1=l2，由杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 可得 F1=G，故A正确，不符合题意；由图可知滑轮组 n=3，则 F2=13G，故B正确，不符合题意；由图可知动力作用在动滑轮轴上，则 F3=2G，故C错误，符合题意；不计机械自重和摩擦，则斜面为理想斜面，满足 FL=Gh，即 F4=12G，故D正确，不符合题意。2. 【答案】D【解析】伸缩撑杆对吊臂的支持力的作用点在吊臂上，方向垂直于吊臂向上，过支持力的作用点，沿支持力的方向画一条有向线段，用 F1 表示，然后从支点 O 向 F1 的作用线作垂线段，垂线段 l1 即为动力臂；钢绳对吊臂的拉力沿钢绳向下，用 F2 表示，从支点 O 向 F2 的作用线作垂线段，垂线段 l2 即为阻力臂，如图所示。吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小，由杠杆的平衡条件知，动力臂不变，则动力减小，即撑杆对吊臂的作用力减小，故A、B、C错误，D正确。3. 【答案】D【解析】有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关，故A错误；功率等于功和做功时间的比值，机械效率与功率大小没有直接关系，故B、C错误；影响滑轮组机械效率的主要因素是被提升物体的重力及动滑轮的重力，减轻动滑轮重力、加润滑油可以减少额外功，从而提高机械效率，故D正确。4. 【答案】B【解析】如图，设原木的全长为 l，将其视为杠杆，则抬起其一端时的动力臂是 l，阻力臂是 12l，由杠杆平衡条件可得，Fl=G12l，即 500Nl=G12l，解得 G=1000N，故原木的质量 m=Gg=1000N10N/kg=100kg。5. 【答案】B；C【解析】物体移动的距离 s物=vt=0.1m/s20s=2m，因为 n=3，所以拉力端移动的距离 s绳=32m=6m，故拉力做功 W=Fs绳=100N6m=600J，A错误；根据 =W有W总=Ffs物Fs绳=Ff3F，得 Ff=3F=360%100N=180N，B正确； W额=W总W有=Fs绳Ffs物=100N6m180N2m=240J，额外功的功率 P=W额t=240J20s=12W，C正确；若物体重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则摩擦力增大，因为 W有=Ffs，有用功增大，额外功不变，则有用功在总功中所占的比例增大，即滑轮组的机械效率增大，D错误。6. 【答案】B【解析】在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，以左侧的支柱为支点，右支架对主梁的支持力 F 为动力，重物对主梁的拉力为阻力，大小等于重物的重力 G，动力臂为整个主梁的长度，设为 L，则阻力臂为 Ls，根据杠杆平衡条件得 FL=G(Ls)，支持力 F=GGsL，由关系式知，右支架对主梁的支持力 F 与重物移动距离 s 成一次函数关系，且 F 随 s 的增大而减小，故B符合题意。7. 【答案】A；B【解析】由于不计滑轮和绳的重力及滑轮的轴摩擦，根据动滑轮可省一半的力，C 的重力为 8N，所以绳对 O 点的拉力为 4N，A正确；绳子对 B 有向右大小为 4N 的拉力，B 静止，所以水平面对 B 的摩擦力为 4N，B正确；此时 A 、 B 两物体静止在水平面上，A 与 B 之间没有摩擦力，C错误；水平面对 B 的支持力为 A 、 B 两物体重力之和，为 16N，D错误。8. 【答案】D【解析】物体 C 的质量 mC=GCg=80N10N/kg=8kg，物体 C 的密度 C=mCVC=8kg1103m3=8103kg/m3，故A正确；物体 C 排开水的体积 V排=VC=1103m3，受到的浮力 F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg1103m3=10N，则杠杆 A 端受到的拉力 FA=GCF浮=80N10N=70N，故B正确；由杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 得 FAOA=FBOB，则杠杆 B 端受到细绳的拉力 FB=OAOBFA=270N=140N，由于力的作用是相互的，故杠杆 B 端对正方体 D 的拉力 F拉=FB=140N，则正方体 D 对地面的压力 F压=GDFB=mDgF拉=20kg10N/kg140N=60N，正方体 D 对地面的压强 p=F压S=60N2020104m2=1.5103Pa，故C正确；物体 C 浸没在水中前后，水的深度变化量 h=V排S=VCS=1000cm3400cm2=2.5cm=0.025m，水对容器底的压强增大值 p=水gh=1103kg/m310N/kg0.025m=2.5102Pa，故D错误。9. 【答案】2；150【解析】如题图用绳子拉甲树时，甲相当于一个动滑轮，此时有两段绳子拉甲树；不计绳重和摩擦，甲树受 300N 拉力，则每段绳子承担的力是 300N 的一半，所以人对绳子的拉力至少为 F=12F甲=12300N=150N。10. 【答案】先变大后变小；省力【解析】将重物从 A 位置缓慢提升到 B 位置，如图所示，动力 F 方向始终垂直于杠杆，所以动力臂为杠杆的长且大小不变；当杠杆在水平位置时，阻力的力臂最大，且阻力大小不变（等于物重），根据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 可知，此时动力最大，所以杠杆转动的过程中动力先变大后变小。由图知，杠杆的动力臂始终大于阻力臂，所以该杠杆属于省力杠杆。11. 【答案】1000；1250；250【解析】拉力做的有用功为 W有=Gh=5000N1m=5000J，若斜面光滑，则没有额外功，即拉力做的总功 W总=5000J，因为 W总=Fs，所以拉力 F=W总s=5000J5m=1000N；若斜面的机械效率为 80%，根据 =W有W总100% 可得此时的总功 W总=W有=5000J80%=6250J，根据 W总=Fs 得，此时所用的拉力 F=W总s=6250J5m=1250N；因为 W总=W额+W有，所以 W额=W总W有=6250J5000J=1250J，根据 W额=Fs 可得摩擦力 Ff=W额s=1250J5m=250N。12. 【答案】250；80【解析】由图乙知，当 G=100N 时，=50%，因不考虑绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率 =W有W总100%=W有W有+W额100%=Gh(G+G轮)h100%=GG+G轮100%，即 100N100N+G动100%=50%，解得 G动=100N；由图甲知，滑轮组中有 2 段绳子承担物重，当货物的重力为 400N 时，因不考虑绳重和摩擦，则此时的拉力 F=12(G+G动)=12(400N+100N)=250N，此时滑轮组的机械效率 =W有W总100%=GhFs100%=GhF2h100%=G2F100%=400N2250N100%=80%。13. 【答案】【解析】由杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在 O 点，因此以 OB 为动力臂最长，过 B 点作垂直于 OB 向下的力，即为使轻质杠杆在图示位置平衡时所需的最小动力 F 的示意图，如图所示。14. 【答案】(1) 是；水平位置平衡(2) 试验次数太少，具有偶然性；不变(3) 左；1.5G 【解析】(1) 杠杆处于静止或匀速转动时都是处于平衡状态，故此时的杠杆是平衡状态；杠杆调到水平位置平衡可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，且便于直接从杠杆上读出力臂的大小。(2) 一次实验次数太少，具有偶然性，不能得出普遍规律。因弹簧测力计始终竖直向下拉，则两边力臂同时成比例减小，故根据杠杆平衡条件知，弹簧测力计的拉力不变。(3) 由图乙知，此时杠杆左边：1.5N4 格，右边：1N6 格；同时远离支点一格后，左边：1.5N5 格，右边：1N7 格；故左端下沉。图丁中，由杠杆平衡条件知，F015L=G12L15L，解得 F0=1.5G。15. 【答案】(1) 甲(2) 匀速竖直向上；0.4；41.7% (3) D【解析】(1) 由表中第 1 次实验数据可知，钩码上升的高度 h=10cm，绳端移动的距离 s=30cm，由 s=nh 可得，绳子的有效股数 n=sh=30cm10cm=3，由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为 3，乙滑轮组绳子的有效股数为 4，所以，第 1 次实验所选择的是甲滑轮组。(2) 由图丙可知，弹簧测力计的分度值为 0.2N，拉力 F=0.4N，该次实验滑轮组的机械效率 =W有W总100%=GhFs100%=0.5N0.1m0.4N0.3m100%41.7%。(3) 由 1 、 2（或 3 、 4）两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，故A可行；由 1 、 3（或 2 、 4）两组数据可知，用不同的装置提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，机械效率越高，故B可行；给机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据 =W有W总100%=W有W有+W额100% 可知，滑轮组的机械效率提高，故C可行；由 =W有W总100%=GhFs100%=GhFnh100%=GnF100% 可知，滑轮组机械效率与物体被提升的高度无关，故D不可行。故选D。16. 【答案】(1) 3104N (2) 1104N (3) 80% (4) 如果不计绳重及摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组的机械效率会变大；相当于增大了提升的物重，有用功增大，而额外功不变，有用功与总功的比值变大，滑轮组机械效率变大。【解析】(1) 由 =mV 可得矿石质量 m=V=3103kg/m31m3=3000kg，矿石重力 G=mg=3000kg10N/kg=3104N。(2) 因为矿石浸没在水中，所以矿石排开水的体积 V排=V=1m3，由阿基米德原理可得矿石受到的浮力 F浮=水V排g=1103kg/m31m310N/kg=1104N。(3) 由图乙可知，矿石匀速上升的速度 v矿石=s矿石t=2m20s=0.1m/s，由图甲知，n=2，拉力端移动的速度 v=2v矿石=20.1m/s=0.2m/s，由 P=Fv 可得电动机对绳子的拉力 F=Pv=2.5103W0.2m/s=1.25104N；滑轮组的机械效率 =W有W总100%=(GF浮)hFs100%=(GF浮)hF2h100%=GF浮2F100%=3104N1104N21.25104N100%=80%.