上海南洋模范初级中学物理八年级第十一章 功和机械能单元训练.docx
《上海南洋模范初级中学物理八年级第十一章 功和机械能单元训练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海南洋模范初级中学物理八年级第十一章 功和机械能单元训练.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
上海南洋模范初级中学物理八年级第十一章功和机械能单元训练
上海南洋模范初级中学物理八年级第十一章功和机械能单元训练
一、选择题
1．如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）
A．物体移动的速度为0.4m/s
B．所做的有用功为200J
C．动滑轮的机械效率为60%
D．拉力F的功率为24W
2．如图所示，轻质杠杆可绕O（O是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端竖直向下施加一个作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则
A．F一定大于G
B．F一定等于G
C．F一定小于G
D．以上说法都不正确
3．轻质硬杆AB长50cm。
用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。
在距A点20cm处的O点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB处于水平平衡。
将乙浸没在水中后，杆AB仍平衡，如图所示。
下列说法中正确的是（取g＝10N/kg）（ ）
A．杆A端受力增加了15N
B．杆A端受力减小了10N
C．甲对水平桌面的压强增加了1500Pa
D．甲对水平桌面的压强减小了1500Pa
4．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有
A．以A为参照物，B是静止的
B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．绳子拉物体A的功率为1W
D．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也会增大
5．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F的方向，使其从①→②→③，此过程中（ ）
A．①位置力臂最长B．③位置力臂最长
C．弹簧测力计示数先变大后变小D．弹簧测力计示数先变小后变大
6．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。
在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。
不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．该滑轮的机械效率η=75%B．滑轮所做的有用功为1200J
C．滑轮自身的重力为100ND．绳子自由端移动的距离大小为3m
7．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼．已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢绳的拉力为400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）．下列说法正确的是
A．作用在钢绳上的
拉力的功率为400W
B．动滑轮的重力为200N
C．人对绳子的最大拉力为1000N
D．该滑轮组的最大机械效率为83.3%
8．关于功率和机械效率，下列说法正确的是
A．机械效率高的机械，功率一定大
B．做功时间长的机械，功率一定小
C．所有机械的机械效率都小于1
D．功率大的机械，做功一定多
9．如图，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（）
A．W1=W2η1=η2B．W1＜W2η1＜η2C．W1＞W2η1＞η2D．W1＜W2η1＞η2
10．如图，杠杆水平位置静止，若将两边的钩码数都增加一个，则杠杆（ ）
A．左端降低，右端升高B．右端降低，左端升高
C．保持水平不动D．无法确定
二、填空题
11．如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F=20N，绳子拉出了6m，则物体受到的摩擦力为_____N，物体前进了_____m，弹簧测力计的示数为_____N。
（不计滑轮重、绳重和摩擦）
12．如图所示，重为40牛的物体A通过轻质滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4米/秒的速度做匀速直线运动，物体A所受的摩擦力为20牛，则拉力F为_____牛；弹簧测力计的示数为_____牛，5秒钟内拉力F做功是_____焦，其功率为_____瓦。
物体A受到的重力对物体所做的功为_____焦。
13．如图所示，重为10N的动滑轮右边用绳子固定，左边悬挂重为50N的物体A，在拉力F作用下将物体A匀速提起，绳重和摩擦均不计，则F=_____N，动滑轮这种使用方法的好处是_____（填“省力”或“省距离”）．
14．如图所示，某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为60kg的物体往上拉，此人的质量为50kg．当此人用450N的拉力拉物体时，则物体________被拉上来（填“能”或“不能”），此时物体对水平地面的压力为________N．若此人用650N的拉力往上拉物体，则________（填“能”或“不能”）将物体拉上来（g=10N/kg）．
15．如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计重力及摩擦均不计.则当甲、乙两物体静止时,弹簧测力计的读数为______N,地面对乙物体的支持力是________N．
16．如图所示，一直撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，石头垂直作用在棒上的力是420N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是_________N。
17．五一长假期间，小聪随母亲去老家农村，看到很多老乡使用如图a所示杆秤称量质量。
回家后，小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0．3千克的铁块作秤砣，在距木棒一端4厘米处系上提纽线，制作了一把简易杆秤如图b所示。
①将被测物挂上并调节秤砣至图c所示位置时杆秤水平平衡，则被测物的质量m物=_______________。
②这把简易杆秤的最大称量是________千克。
若小聪不小心将秤砣摔掉了一块，则该杆秤测量物体质量的值将比真实值________（选填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
18．如图所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为10N的重物P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30°角，杠杆在水平位置保持平衡，根据杠杆的平衡可求出拉力的大小F1=________ N；若仅增大拉力F1与杠杆间的夹角，其它条件保持不变，则拉力F的大小变化规律是________ ．
19．杠杆AB可绕支点O自由转动，将金属块用细绳悬挂在杠杆A端，把石块用细绳悬挂在杠杆B端时，杠杆恰好在水平位置平衡，如图所示．若将石块浸没在水中，为使杠杆在水平位置平衡，需在杠杆A端施加一个竖直向上的拉力F，其大小为石块所受重力的
．已知
=
，则石块的密度为______kg/m3．
20．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个___________杠杆（选填“省力”或“费力”）。
若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为210N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为___________N；在拉起的过程中，拉力方向始终与拉杆垂直，则拉力的大小___________（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
三、实验题
21．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆（带刻度尺）、支架、细线、质量相同的钩码若干。
（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向______（填左或右）端调；
（2）某同学进行正确的实验操作后，根据图甲图测出的一组实验数据，______（填能或不能）得出结论，理由是______；
（3）图甲所示，杠杆在水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆______（填“顺时针”或“逆时针”）旋转；
（4）图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉。
弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（填变大、不变或变小），其原因是______；
（5）在初中物理实验室，利用杠杆平衡原理制作的实验器材如：
______。
22．如图所示，在做“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图甲所示杠杆静止，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节：
实验前调节杠杆在水平位置平衡的目是_________。
（2）实验中，如图乙所示，杠杆处于静止状态。
已知杠杆的刻度尺每格为5cm，钩码每个重0.5N，小红把数据记录在下表：
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力f2/n
阻力臂l2/cm
1.5
10
1
15
（3）小红根据以上实验数据马上得到杠杆的平衡条件
，你认为是否合理?
答：
______（选填“是"或“否”）。
理由：
___________。
（4）小明用弹簧测力计在B点向下拉使杠杆平衡，如图丙所示。
现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
23．测量滑轮组的机械效率
步骤
如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置．
①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计
②分析表中数据可知：
实验2是用图______做的实验
③实验序号3中的机械效率η=______
装置图
表格
实验序号
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
8
0.1
3.1
0.3
86%
3
8
0.1
2.5
0.4
结论
通过比较______（填实验序号）两次实验数据得出结论：
同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．通过比较2、3两次实验数据可得出结论：
不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______
问题讨论
实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数．你认为他的想法______（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响．
24．在研究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）某同学实验前发现杠杆左端低右端高，这时应调节杠杆左右两端的螺母，使其向______端移动，直到杠杆在______位置平衡，这样做的好处是______；（写一条）
（2）根据杠杆平衡条件，在下表空格处填上适当的数值；
实验次
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.98
4.0
______
8.0
2
1.47
______
2.94
6.0
（3）实验中，一同学调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡后，如图所示那样挂上钩码，调节钩码位置，并调节杠杆两端螺母使杠杆重新保持平衡，并记录有关数据，该同学在实验中存在的问题是______。
25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如表：
实验序号
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的读数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
8
0.8
24
83.3%
2
4
5
1.5
15
①______
3
6
10
②______
③______
90.9%
（1）在表中的空格处填上适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）；
（2）在实验操作中，应竖直向上______拉动弹簧测力计；
（3）从实验数据分析可得出：
使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率；
（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你做出恰当的猜想：
滑轮组的机械效率可能还与______有关（写出一种影响因素即可）；
（5）若不考虑绳重的摩擦，本实验序号1中动滑轮的重为______N。
四、计算题
26．身高相同的兄弟二人在帮奶奶打扫卫生时，用一根重力不计的均匀扁担抬起一桶水（已知桶和水的总质量为20kg），扁担长1.6m，水桶挂在距离哥哥肩膀0.6m处（我们可将扁担简化成如图所示的杠杆），求：
（1）两人静止站立时，哥哥肩膀对扁担的支持力是多少？
（2）若在抬水前，哥哥一人用竖直向上的力从地面将这桶水提起20cm高，然后水平向前行走了5m，则在此过程中，哥哥对这桶水做了多少功？
（g取10N/kg）
27．如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg．绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升．（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；
（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；
（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功．
28．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到10m高处，所用拉力为300N，时间为10s。
不计摩擦和绳重。
求：
（1）工人做功的功率；
（2）此过程中该装置的机械效率；
（3）如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用多大的拉力？
29．慈溪某建设工地，有一“塔吊”正在准备起吊一底面积为0.8m2、质量为2400kg的圆柱形重物；如图所示，A为塔吊的配重，OB为塔吊的起重臂，C为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB＝25m．当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1200kg．现在载重小车从距离O点为10m的载重臂上，准备起吊该圆柱形重物（不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦．g＝10N/kg）问：
（1）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大？
（2）如果将重物匀速提升20m，则拉力做功多少？
（3）塔吊将重物从起吊点提升20m后，载重小车最多能向B点方向再平移多少米，才能保证安全工作？
30．如图所示小明站在高台上通过滑轮组竖直向上匀速提升物体，假设在拉绳子的过程中，小明对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。
已知小明的质量为50kg，物体的质量为54kg，上升的高度为2m，动滑轮的质量为6kg，小明双脚与地面的总接触面积是500cm2，（g=10N/kg）求：
（1）滑轮对物体所做的有用功是多少？
（2）当提升物体时，滑轮组的机械效率为多少？
（3）小明对高台的压强是多少？
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：
D
【详解】
动滑轮上绳子的有效股数n=2，由
可得，物体上升的高度：
，则物体移动的速度：
，故A错误；所做的有用功：
=100N×1m=100J，故B错误；拉力做的总功：
=60N×2m=120J，动滑轮的机械效率：
，故C错误；拉力F的功率：
，故D正确．
2．B
解析：
B
【详解】
由题意知，O是杠杆的中点，所以G的力臂与F的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知：
F一定等于G．故ACD错误，B正确．
3．C
解析：
C
【详解】
乙球受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N
杠杆左端减小的力乘以力臂等于杠杆右端减小的力乘以力臂，所以
F浮×OB=F×OA
所以
10N×（25cm﹣10cm）=F×10cm
所以F=15N。
杠杆左端受到甲的拉力减小了15N，甲对桌面的压力增大15N，
所以甲对水平桌面的压强增大了，增大的值为
故选C。
4．C
解析：
C
【详解】
A.匀速拉动A的过程中,以A为参照物,B与A之间的位置不断发生变化,所以B是运动的,故A错误;
B.由图可以知道,F作用在动滑轮上,由动滑轮的特点可以知道,动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体A的移动速度为
（即绳端移动速度）,所以动滑轮的移动速度为
故B错误;
C.由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳端拉力为F的一半,即
则绳子拉物体A的功率
所以C选项是正确的;
D.测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中若将拉力F增大,B物体仍然静止,因为B和A之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,故D错误.
所以C选项是正确的.
【点睛】
（1）判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则是静止的;
（2）由图可以知道,F作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一;
（3）由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F的一半,根据
求出绳子拉物体A的功率;
（4）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力的大小无关,测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,拉力增大时摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不变.
5．D
解析：
D
【详解】
AB．力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大，故AB不符合题意；
CD．从①→②→③时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．A
解析：
A
【详解】
AB．滑轮所做的有用功为：
W有用=Gh=600N×3m=1800J，
因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m，则拉力做的总功为：
W总=Fs=400N×6m=2400J，
所以动滑轮的机械效率为：
，
故A正确，B错误；
C．不计绳重及摩擦，则拉力为：
，
那么动滑轮的重为：
G动=2F-G=2×400N-600N=200N，
故C错误；
D．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：
s=nh=2×3m=6m，
故D错误；
故选A。
7．B
解析：
B
【分析】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离
，利用
求拉力做的功，再利用
求拉力的功率；
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，利用
求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力
，据此求动滑轮重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力；
（4）利用
求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率
.
【详解】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
，
拉力做的功：
，
拉力的功率：
，故A错；
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，
根据
可得：
拉力
，
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则
，
所以，
，故B正确；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
，故C错；
（4）由
可得，提升的最大物重：
，
机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：
，故D错．
故选B．
8．C
解析：
C
【解析】
A.功率表示做功的快慢，机械效率表示一次做功中有用功占的比，所以功率和机械效率是两个不同的概念，没有直接的关系，故A错误；
B.功率是功与时间的比，与单独的时间没有关系，故B错误；
C.使用任何机械时，都不可避免要做额外功，所以所有机械的机械效率都小于1，故C正确；
D.根据
，做功多少不仅与功率有关，还与时间有关，故D错误；
故选C．
9．D
解析：
D
【解析】
（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；
（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；
又因为乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即W1＜W2，η1＞η2．
故选D．
【点睛】此题主要考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小。
10．B
解析：
B
【解析】设杠杆每一格长度为L，一个钩码的重力为G，原来：
2G×2L=G×4L，杠杆平衡，现在在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码：
左边=3G×2L，右边=2G×4L，因为3G×2L＜2G×4L，所以杠杆不再平衡，右端下降．
故选B．
二、填空题
11．240
【详解】
[1]由图可知：
滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体M与地面间的摩擦力
f=nF=3×20N=60N
物体受到的摩擦力为60N。
[2]物体移动的距离
物体前进
解析：
240
【详解】
[1]由图可知：
滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体M与地面间的摩擦力
f=nF=3×20N=60N
物体受到的摩擦力为60N。
[2]物体移动的距离
物体前进了2m。
[3]弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为
F弹＝2F＝20N×2＝40N
弹簧测力计的示数为40N。
12．104080
【详解】
[1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半力，所以拉力F及测力计的示数均为摩擦力的一半，即：
F=F
解析：
104080
【详解】
[1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半力，所以拉力F及测力计的示数均为摩擦力的一半，即：
F=F示=
；
[3]绳子自由端移动的距离为物体移动距离的二倍，则5秒钟内拉力F做功：
W=2Fvt=2×10N×0.4m/s×5s=40J；
[4]拉力功率：
；
[5]重力的方向竖直向下，物体没有竖直向下运动，所以物体A受到的重力对物体所做的功为0J。
13．省距离
【分析】
解答此题要知道轮轴运动的滑轮是动滑轮，如图所示，当直接用手拉动滑轮时，根据动滑轮的省力特点求出拉力大小；
这样使用动滑轮的方法，其特点是费力但可以省距离．
【详解】
向上的
解析：
省距离
【分析】
解答此题要知道轮轴运动的滑轮是动滑轮，如图所示，当直接用手拉动滑轮时，根据动滑轮的省力特点求出拉力大小；
这样使用动滑轮的方法，其特点是费力但可以省距离．
【详解】
向上的拉力等于向下的力之和，包括动滑轮的重，物体的重和地面向下的拉力，所以：
F=2G+G动=2×50N+10N=110N；
由图可知，该滑轮是动滑轮，由于绳子的一端固定，所以当滑轮上升1m，物体就会上升2m，
由此可知，物体上升的距离大于滑轮上升的距离，因此使用该动滑轮可以省距离．
14．不能150不能
【解析】
（1）当此人用450N的拉力拉物体时,绳子上的拉力为450N,此时物体受到绳子向上的拉力小于物体的重力,故物体不能被拉上来,物体此时受到了绳子对物体
解析：
不能150不能
【解析】
（1）当此人用450N的拉力拉物体时,绳子上的拉力为450N,此时物体受到绳子向上的拉力小于物体的重力
故物体不能被拉上来,物体此时受到了绳子对物体向上拉力,地面对物体的支持力和本身的重力,因为物体处于静止状态,故受力平衡,所以
升级会员 