【能力培优】八年级物理下册 第十一章 机械与功专题训练 教科版(1).docVIP

第十一章 机械与功1. 杠 杆1. 如图所示是一个指甲刀的示意图；它由三个杠杆abc、obd和oed组成，用指甲刀剪指甲时，下列说法正确的是（）a三个杠杆都是省力杠杆b三个杠杆都是费力杠杆cabc是省力杠杆，obd、oed是费力杠杆dabc是费力杠杆，obd、oed是省力杠杆2. 三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详。如图所示，图甲和尚们商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶，以下说法中正确的是（） a图乙中水桶向后倾，胖和尚可以将他的肩往前移动一点距离b图乙中水桶向后倾，胖和尚可以将后面水桶往后移动一点距离c图丙中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离d图丙中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离3. 乒乓球、保龄球等表面都是光滑的，为什么高尔夫球的表面上布满小坑呢？经有关科学家研究发现：两个等大的球，一个表面布满小坑，另一个表面光滑，在空中高速飞行时，表面布满小坑的球受到的空气阻力较小。现将质量与体积均相等的两个小球a（表面布满小坑）与b（表面光滑）分别利用细绳悬挂在等臂杠杆的两端，使杠杆水平平衡，如图所示。当从两球正下方同时以相同速度（足够大）的风对准它们竖直向上吹时，则以下说法中正确的是（）a杠杆左端下降b杠杆右端下降c杠杆仍然在水平方向处于平衡状态d无法判断杠杆的转动情况4. 教材拓展如图所示，杆秤是民间的一种测量工具。使用时，将待测物体挂在秤钩a上，用手拎住秤钮b或c（相当于支点），秤砣d在秤杆e上移动，当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出读数。（1）从科学的角度来看，杆秤应该是一种测量大小的工具。（2）根据杠杆平衡的条件分析，使用杆秤时，当从秤纽c换到秤纽b时，最大测量值将变。（3）秤砣d的质量为0.5 kg，秤砣d可移到秤杆尾部f上，秤钩a离秤钮b有2 cm，秤钩a离秤钮c有12 cm，f离b点60 cm。求杆秤的最大称量。参考答案1. c 【思维点睛】杠杆可分为：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，可以从动力臂和阻力臂的大小关系进行判断，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆。2. c 3. a 【解析】由题意知：在空中高速飞行时，表面布满小坑的球受到的空气阻力较小，同理，在被向上的气流吹时，表面布满小坑的球产生的向上的力也比普通的小球小，而它们原先处于平衡状态，所以，杠杆左端下降。故选a。4. （1）质量 （2）大 （3）15 kg2. 滑 轮1. 拓展创新如图所示，滑轮重及滑轮摩擦不计，物体a和b都处于静止状态。下列几种说法中正确的是（）a两物体重力的大小关系是g1=2g2ba物体受到的摩擦力的大小fa=2g2ca物体所受的合力的方向是向右的da物体受到三个力的作用，b物体受到两个力的作用 2. 技巧延伸如图所示，吊篮的重力为400 n，动滑轮总重力为50 n，定滑轮总重力为40 n，人的重力为600 n，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（）a218 nb220 nc210 nd236 n3. 教材拓展动滑轮实质上是 杠杆，如图所示，物体重400 n，滑轮重10 n（绳重、摩擦不计），若要匀速提升重物，则自由端匀速竖直向上的拉力f为 n，若拉力f的方向向右倾斜一些，如图所示的虚线所示，则拉力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。4. 如图所示的装置中，不计滑轮摩擦，当水平向右的拉力f=5 n时，物体恰能匀速向右运动，则物体所受地面摩擦力的大小为 n。如果物体在2 s的时间内运动了4 m，则力f端的速度是 m/s。5. 质量为60 kg的小明利用如图所示滑轮组来提升重物。试思考并解答下列问题（g取10 n/kg）。已知物重是800 n，不考虑摩擦及绳重时：（1）若实际拉力是500 n，动滑轮的重力多大？（2）小明利用此滑轮组至少需提起多重重物才能省力？（3）小明利用此滑轮组至多能提起多重重物？参考答案1. 【思维点睛】物体a和b都处于静止状态，说明整个系统处于平衡状态，a、b所受合力都为0，物体a所受拉力等于物体a所受的摩擦力，是物体b重力的2倍。b 【解析】物体a所受拉力等于a所受的摩擦力，是物体b重力的2倍，故a错误，b正确，物体静止，所受合力为0，不存在合力方向，故c错误。物体a静止受4个力，重力、支持力、拉力、摩擦力。物体b静止受两个力，重力和拉力，故d错误。2. 【思维点睛】此题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求解。c 【解析】将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。则人的拉力f=（400 n+50 n+600 n）=210 n。故选c。3. 【思维点睛】动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力多费1倍距离。已知用一个动滑轮使物体向上运动，所以动滑轮上有2段绳子，绳端的拉力是物体重力和动滑轮重力的一半，根据此关系求出动滑轮的重力。省力 205 变大 【解析】动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，所以是省力杠杆。由题意可得：，因为若拉力f的方向稍向右倾斜一些，动力臂减小，所以根据杠杆平衡条件可知拉力将变大。4. 【思维点睛】 由动滑轮的省力情况可知：f自= f轮，在此题中，动力作用在轮上，阻力作用在绳子的自由端。知道物体移动的距离，从而可以判断出拉力f移动的距离，又知道运动的时间，可利用公式v= 计算出拉力f端的速度。2.5 1 【解析】作用在自由端的力为物体与地面之间的摩擦力，即f=f自，动滑轮可以省一半的力，即：f=f自=f轮=5 n=2.5 n，得f=2.5 n。物体在水平方向上匀速移动4 m，则f在水平方向上移动的距离为2 m，因为t=2 s，所以拉力f端的速度为：v =1 m/s。5.（1）200 n （2）200 n （3） 1000 n 3. 功 功率 1. 如图所示，甲、乙两物体沿竖直向上方向做匀速直线运动，不计空气阻力。则（）a甲的速度一定大于乙的速度b甲的重力一定大于乙的重力c拉力f甲做的功一定大于拉力f乙做的功d拉力f甲的功率一定大于拉力f乙的功率2. 分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在100 s内将重为400 n的物体g匀速提升10 m，每个滑轮的重均为20 n。不计绳重及摩擦，此过程中（）af甲做的功大于f乙做的功bf甲做的功小于f乙做的功cf甲做功的功率小于f乙做功的功率df甲做功的功率等于f乙做功的功率3. 教材拓展如图所示，餐厅服务员手托茶盘，沿水平方向走向顾客，以地面为参照物，茶盘是 （选填“运动”或“静止”）的，在水平方向上，竖直向上的托力f对茶盘 （选填“做了”或“没有做”）功。4. 如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力f1只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力f2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（habbc），则在上述过程中f1（选填“大于”“小于”或“等于”） f2；f1所做的功w1（选填“大于”“小于”或“等于”） f2所做的功w2。5.（技巧延伸）如图甲所示，一块质量为0.2 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力f=3 n的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 n，06 s内拉力f所做的功是 j。（取g=10 n/kg）参考答案1. b 【解析】两个物体分别在10 n和8 n的力的作用下，做匀速运动，不能确定物体运动速度的大小。故a错误。甲、乙都处于平衡状态，在竖直方向上受到的重力和拉力是一对平衡力，两者大小相等，故甲受到的重力为10 n，乙受到的重力为8 n。故b正确。由于物体在力的作用下通过的距离s大小不知，虽然f甲大于f乙，根据w=fs可知，仍然无法比较两者所做功的大小。故c错误。由于物体运动的速度大小关系未知，虽然f甲大于f乙，根据p=fv可知，仍然不能确定两者功率的大小关系。故d错误。2. d 【解析】由图甲可知：n=2，不计绳重及滑轮轴间的摩擦， ，w甲=f甲s甲=f甲nh甲=210 n210 m=4200 j，。由图乙可知：n=3，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，,w乙=f乙s乙=f乙nh乙=140 n310 m=4200 j,。由以上可得：w甲=w乙，p甲=p乙。故选d。3. 运动 没有做【解析】餐厅服务员手托茶盘，沿水平方向走向顾客，以地面为参照物，茶盘相对于地面位置发生了改变，因此茶盘相对于地面是运动的；茶盘受到竖直向上的托力，而茶盘在竖直方向上的方向没有发生位移，因此竖直向上的托力对茶盘没有做功。 4. 【思维点睛】砖不滑动时可认为砖是以触地点为支点形成的一种转动，因微微抬起所以可以看作为转动的动态平衡；在逐渐抬起的过程中，动力始终向上；动力臂大小不变；物体的重力和阻力臂也保持不变，从而可知动力的大小变化。根据公式w=fs可以比较出两个力做功的多少。 等于 等于 【解析】（1）第一次以与地面接触的下边为支点转动，f1克服重力才能将砖抬起，即；第二次同理有：，所以f1=f2；拉力f1做的功w1=f1h，拉力f2做的功w2=f2h；因为f1=f2，所以w1=w2。5. 1 3.6 【解析】由乙图可见，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力g、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力f，根据平衡力的特点，故铁块受到的摩擦力大小f=f-g=3 n-0.2 kg10 n/kg=1 n。铁块在06 s内升高的距离s=vt=0.2 m/s6 s=1.2 m，因此拉力f做的功w=fs=3 n1.2 m=3.6 j。4. 机械效率 1. 在杂技表演中，有一项跳板节目，若支点在跳板的中央，当质量为60 kg的两名男演员同时从距离地面3 m高处由静止下落到跳板的一端时，静立于另一端的质量为40 kg的一名女演员被向上弹起4 m高。若不考虑空气阻力和人的内力做的功。则跳板的机械效率为（）a88.9%b85.3%c44.4%d40.4%2. 小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000 n的物体a在3 s内沿水平方向匀速移动了6 m，若a所受地面的摩擦力f=600 n，小强所用拉力f=250 n，则拉力f的功率为w，该装置的机械效率是。3. （技巧延伸）如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重g1从200 n开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。每个动滑轮重 n，绳子能承受的最大拉力是 n。 4. 教材拓展某物理实验小组在做“探究滑轮组机械效率”实验时，有以下实验器材：滑轮组、钩码、细线、刻度尺、弹簧测力计。（实验中不计细线重及摩擦）（1）该小组用如图所示的装置进行实验，在滑轮组下挂一重为g的物体，用大小为f的力匀速拉动细线的自由端使物体上升了h，那么滑轮组的机械效率1= ，动滑轮重g动= 。（2）实验中，若缺少 （从所列器材中选一种），仍能完成该实验。（3）大家在讨论滑轮组的机械效率跟什么因素有关时，甲同学认为跟所提升的物重有关，乙同学则认为跟动滑轮的重有关。为了验证甲同学的猜想，他们仍用如图所示的装置，换用重为2g的物体测出了机械效率2，2= ，通过比较1和2来验证甲同学的猜想是否正确。（4）要验证乙同学的猜想是否正确，你将怎样做？请将你的做法写在横线上。参考答案1. c 【解析】两名男演员做的总功： w总=2g1h1=2m1gh1=260 kg10 n/kg3 m=3600 j；对女演员做的有用功： w有=g2h2=m2gh2=40 kg10 n/kg4 m=1600 j；跳板的机械效率为： 故选c。2. 1500 80% 3. 100 500 【解析】由图像知，当滑轮组提起200 n物体时，滑轮组的机械效率是50%，因为， ，所以，因为两个动滑轮的重相同，所以每一个动滑轮的重力是100 n。物体和动滑轮由4段绳子承担，所以n=4，滑轮组在提起1800 n的物体时，绳子被拉断，所以， 不计绳重和摩擦时。4. （1）nf-g物（2）刻度尺（3）（4）应控制其他变量不变，只改变动滑轮的重力或动滑轮的个数，测出滑轮组的机械效率，比较机械效率的大小即可验证乙同学的猜想是否正确【解析】（1）由图可知n=3，绳端移动的距离：s=nh=3h，滑轮组的机械效率： ，不计细线重及摩擦时，根据f=（g物+g动）可得：动滑轮的重力：g动=nf-g物。（2）由可知，实验中缺少刻度尺也可以完成。（3）换用重为2g的物体时，滑轮组的机械效率：，通过比较1和2来验证甲同学的猜想是正确的。（4）要验证乙同学的猜想是否正确，应控制其他变量不变，只改变动滑轮的重力或动滑轮的个数，测出滑轮组的机械效率，比较机械效率的大小即可验证乙同学的猜想是否正确。5. 改变世界的机械1. 下列工具使用中，不属于轮轴的是（）a汽车上的方向盘b拧螺丝的扳手c螺丝刀d定滑轮2. 如图所示是我们日常工作生活中所使用的机械，按如图所示的情景使用过程中没有省力的是（）3. 关于轮轴和斜面，下列说法中正确的是（）a它们一定是省力机械b都可能成为费力机械c轮轴一定是省力机械，斜面可作为费力机械使用d斜面一定是省力机械，轮轴可作为费力机械使用4. 技巧延伸斜面也是一种简单机械，利用斜面也能省力。如图所示是两个光滑的斜面，大于，同一个物体分别在ac和bc斜面受平行斜面的拉力从底端匀速运动到c点，所需拉力分别为fa、fb。则（）afafb bfafb cfa=fbd无法确定5. 古代起重的一种辘轳如图所示。轴的大半径为r=30 cm，小半径为r=20 cm，摇把离轴中心为l=50 cm。若不计摩擦，滑轮，辘轳的重力的影响，要提升一重为g=500 n的重物，则摇把上的力f至少为。参考答案1. d 【解析】由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。a、b、c都属于轮轴。定滑轮不符合轮轴的概念，是杠杆的变