北师大版八年级下册《9.5 探究—使用机械是否省功》同步练习
一 、单选题（本大题共10小题，共30分）
1.（3分）生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是
A. 独轮车 B. 开瓶器
C. 钓鱼竿 D. 大铡刀
2.（3分）利用如图所示的甲、乙两种装置，将同一重物分别匀速提升同一高度，不计摩擦及绳子的重力，则下列说法正确的是
A. 以各自的滑轮为参照物，重物都是静止的
B. 拉力一定比拉力大
C. 甲装置的机械效率小于乙装置的机械效率
D. 甲装置中绳子自由端移动距离较小
3.（3分）用一架底座已调成水平而横梁未调成水平的等臂托盘天平去称量物体的质量，当物体放在左盘时，右盘内放上质量为的砝码，横梁正好能水平；若将物体放在右盘内，左盘放上质量为的砝码，横梁正好水平，不考虑游码的移动，且设，则物体的质量及横梁原来的状态是
A. 横梁左高右低 B. 横梁右高左低
C. 横梁右高左低 D. 横梁左高右低
4.（3分）如图，在探究杠杆平衡条件时，左边的钩码个数和位置保持不变，右边弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度，则能描述测力计示数与关系的图象是
A. B.
C. D.
5.（3分）卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是
A. 都是有用功 B. 都是额外功
C. 对喝茶的人而言是有用功 D. 对卖茶杯的人而言是有用功
6.（3分）关于机械效率，下面说法正确的是
A. 功率越大的机械效率越高 B. 由于有用功总小于总功，机械效率总小于
C. 机械效率越低的机械，做的功就越小 D. 机械效率越高的机械越省力
7.（3分）举重是我国的优势体育项目。一位身高 的运动员和一位身高 的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示。如果他们对杠铃所做的功分别为和，功率分别为和，则下列关系式中正确的是
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
8.（3分）如图所示，为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为的物体，杠杆在力的作用下在水平位置处于平衡．如果用力代替力使杠杆仍在图中位置保持平衡，下面关系正确的是
A. B. C. D.
9.（3分）在下列四种情境中，人对物体做功的是
A. 将杠铃从地面举起 B. 背着书包水平匀速前进
C. 用力推汽车，汽车没动 D. 离脚后在地面滚动的足球
10.（3分）一台机器的功率是，它的意思是
A. 这台机器每小时只能做的功
B. 这台机器每小时只能做的功
C. 这台机器每秒只能做的功
D. 这台机器每秒只能做的功
二 、填空题（本大题共6小题，共19分）
11.（1分）如图所示的装置中，、两个物体分别重和，若物体静止，则物体受到的摩擦力为 ______ 。不计动滑轮重、绳与滑轮间的摩擦
12.（1分）如图是共享单车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称叫杠杆，当图中手对车闸的作用力时，刹车拉线受到力的大小为______。
13.（5分）各式各样的剪刀都是一对对杠杆。如图，剪纸或布时，应选用______
最合适；要剪开铁皮，应选用______最合适前两空均选填“甲”、“乙”
或“丙”，原因是这种剪刀能够省______。
14.（5分）如图所示的杠杆水平平衡，杠杆上每小格间距相同，左侧钩码总重为，则右侧弹簧测力计对杠杆的拉力是______；现向左移动钩码，若娶杠杆仍然保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将______选填“变大“、“变小”或“不变“。
15.（5分）在体育考试中，王刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若实心球重，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为，用时约则球下降过程中重力做功为：________，功率为________
16.（2分）某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论．
比较、两图可知： ______ ．
比较、、三图可知： ______ ．
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
17.（10分）某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第、、次实验装置分别如图甲、乙、丙所示．
次数 钩码重 钩码上升高度 有用功 测力计拉力 测力计移动距离 总功 机械效率
比较第次实验和第次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越______．
第次实验中所做的有用功是______，机械效率是______．
第次实验中动滑轮个数比第次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功______选填“增大”或“减小”，因而，由第、次实验可知：滑轮组的机械效率与______有关．
综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，______额外功选填“增大”或“减小”．
四 、计算题（本大题共2小题，共20分）
18.（10分）某人在水平地面上用的水平推力推动重的物体，使物体以的速度匀速移动了，地面对物体的摩擦力是 ______ ，此人做的功是 ______ ，功率是 ______ 在此过程中重力对物体做功为 ______ J.
19.（10分）如图所示，轻质杠杆上每个小格长度均为，在点竖直悬挂个重均为的钩码，当在点用与水平方向成角的动力拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。取求：
杠杆的阻力为多少？
动力臂、阻力臂分别为多少？
动力为多少？
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不合题意；
、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不合题意；
、钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意；
、大铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不合题意。
故选：。
结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题主要考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
2.【答案】C;
【解析】解：、甲图中重物随着动滑轮一起上升，以动滑轮为参照物，重物是静止的；乙图中重物相对于定滑轮的位置不断发生变化，因此是运动的，故错误；
、不计摩擦及绳子的重力，根据滑轮的特点，，，由于和的大小未知，则拉力与大小无法比较，故错误；
、不计摩擦及绳子的重量，提升同一重物到同一高度，有用功是相同的，甲图要克服动滑轮的重力做额外功，根据用可知甲装置的总功大于有用功，乙装置的总功等于有用功，根据可知甲装置效率小于，乙装置效率等于，因此使用动滑轮的机械效率小，故正确；
、甲图绳子自由端移动的距离为，乙图中绳子自由端移动的距离为，故甲装置中绳子自由端移动距离较大，故错误。
故选：。
判断物体是否运动应看它相对于所选的参照物位置是否发生改变；
根据滑轮的特点分析：定滑轮不省力，动滑轮省一半的力，不计摩擦及绳子的重力，，；
机械效率是指有用功占总功的百分比，而有用功和额外功之和称为总功。在不计绳重和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率，据此公式来分析机械效率的大小是否相同；
甲图绳子自由端移动的距离为，乙图中绳子自由端移动的距离为，据此分析。
此题主要考查了两种滑轮的省力情况、机械效率大小以及重力势能的相关知识，掌握两种滑轮的不同特点是解决此类题目的关键。
3.【答案】C;
【解析】解：
根据题意可知，该天平为等臂天平，设横梁水平平衡时两侧力臂都为，物体的质量为，
由题知，不考虑游码的移动，，所以原来横梁是右高左低，
无论物体放在哪一侧，由于横梁右端较高，横梁右侧较轻，所以右盘需要一定的质量用于平衡天平的横梁。
设右盘中用于平衡横梁所需的质量为它相当于一个平衡螺母，在计算时应减去这部分质量，
当物体放在天平的左盘时，由杠杆平衡条件得：----①
当物体放在天平的右盘时，由杠杆平衡条件得：----②
①化简可得：----③
②化简可得：----④
③④得：，
解得物体的质量：。
故选：。
先根据确定原来横梁的偏转情况，再两次利用杠杆平衡条件求出物体的质量。
此题主要考查杠杆平衡条件的应用，注意无论任何的杠杆，当杠杆静止或匀速转动时，都属于杠杆平衡，都符合杠杆平衡条件。
4.【答案】B;
【解析】解：当测力计和杠杆的角度从度逐渐增加到度时，动力臂越来越大，动力越来越小，当测力计和杠杆垂直时，此时动力臂最大，动力最小，当测力计和杠杆的角度从度逐渐增加到度时，角度越大，动力臂越小，动力越大。
故选：。
根据杠杆的平衡条件动力动力臂阻力阻力臂可知，当阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小。
该题考查杠杆平衡条件的应用，相对比较简单，属于基础题。
5.【答案】D;
【解析】 试题分析：有用功是指对人有用的功，额外功是指对人无用却又不得不做的功．
卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯，克服茶杯重力做的功是有用功；
喝茶水的人，目的是端水，因此对水做的功是有用功，克服茶杯做的功是额外功．
故选D．
6.【答案】B;
【解析】解：、机械效率等于有用功和总功的比值，与功率无关，该选项说法不正确；
、任何机械都不可避免的做额外功，因此机械效率总小于，该选项说法正确；
、机械效率的高低与做功的多少无关，等于有用功和总功的比值，该选项说法不正确；
、机械效率的高低与机械的省力情况无关，该选项说法不正确．
故选
功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢．
我们使用机械做功时，做的功中有一部分是我们想要的，是有用的，是必须做的，称为有用功；还有一部分是我们想尽量避免或减小的，但又无法避免的，称为额外功，有用功和额外功加起来就是总功，机械效率就是有用功占总功的比值．
本题是考查功率和机械效率的物理意义，对于功率和机械效率的关系，在做选择题时要抓住一点：功率和机械效率是没有关系的，说功率大机械效率就大这类的选项肯定是错误的．
7.【答案】C;
【解析】
此题主要考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用，能分析出高个运动员举起的高度的大小是本题的突破口。
举起相同的杠铃时，身高越高的运动员举起的高度越高，根据分析做功大小；所用时间相同，再利用比较功率大小。
由题知身高的运动员和身高的运动员举起杠铃的重力相同，身高的运动员比身高的运动员将杠铃举得高，根据可知，；
因为两运动员举起杠铃的时间相同，根据可知，，故错误，正确。
故选。
8.【答案】D;
【解析】
本题重点考查力臂的画法，只要能把力臂作出，则由杠杆的平衡条件即可求解。
由题知，为支点，当阻力、阻力臂不变时，由杠杆的平衡条件知：动力和动力臂的乘积一定，当动力臂大时，动力较小；动力臂小时，动力较大．因此先判断出、的力臂大小，即可判断出两力的大小关系。
由题意知：、都能使杠杆在水平位置平衡，即两次的阻力和阻力臂的乘积相等；
即：，
在中：，所以：．
，
，．
故选D。
9.【答案】A;
【解析】解：、将杠铃从地面举起，人用了力，杠铃在力的方向上移动了距离，人对杠铃做了功，故符合题意；
、背着书包水平匀速前进，力的方向竖直向上，书包没有在力的方向上通过距离，所以不做功，故不合题意；
、推车没有推动，没有移动距离，人对车不做功，故不合题意；
、离脚后在地面滚动的足球由于惯性继续运动，没有推力的作用，人对足球不做功，故不合题意。
故选：。
做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。
以下三种情况力对物体不做功：①有力作用在物体上，但是物体没有移动距离；②有力作用在物体上，物体没有在力的方向上移动距离，力和距离垂直；③物体不受力，由于惯性运动。
10.【答案】C;
【解析】解：功率是指物体在单位时间内所做的功，功率的单位是瓦，，根据功率的定义可以得出的物理意义：这台机器每秒做的功。
故选：。
功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是描述做功快慢的物理量。功率的单位是瓦，，故。
此题主要考查的知识点有两个：一是功率的定义：物体在单位时间内所做的功；二是功率的单位瓦，。
11.【答案】20;
【解析】解：不计动滑轮重、绳与滑轮间的摩擦时，使用动滑轮能省一半的力，
故每段绳子的拉力为：，
又因为物体静止，所以物体也静止；
根据二力平衡可知：物体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力；
所以受到桌面的摩擦力。
故答案为：。
不计动滑轮重、绳与滑轮间的摩擦时，使用动滑轮能省一半的力，求得每段绳子所受的拉力；对物体水平方向受力分析，根据二力平衡的条件求得受到的摩擦力。
此题主要考查动滑轮的特点及二力平衡，比较基础。
12.【答案】40;
【解析】解：
由图知，自行车手闸在力的作用下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用；
支点、阻力、阻力臂、动力和动力臂如图所示，
根据杠杆平衡条件可知，拉线受到的拉力：
；
故答案为：；
在力的作用下，能够绕着固定点转动的硬棒叫杠杆；
根据杠杆平衡条件确定拉线受到的拉力，根据杠杆平衡条件分析即可解决。
此题主要考查的是我们对杠杆及其平衡条件的认识和应用，属于基本规律和技能的考查，是一道联系实际的应用题。
13.【答案】乙 甲 力;
【解析】解：剪纸或布时，主要是为了省距离，所以应选动力臂小于阻力臂的，所以乙最合适；
要用剪刀剪开铁皮，需要省力，因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀，符合条件的有甲、丙两把剪刀；但甲剪刀的动力臂与阻力臂的比值更大，所以甲剪刀更省力，所以选甲最合适。
故答案为：乙；甲；力。
省力杠杆的动力臂大于阻力臂，费力杠杆的动力臂小于阻力臂，省力杠杆特点是省力费距离，费力杠杆特点是费力省距离。
剪刀是一种特殊杠杆，有时需要省力时，把柄就较长，有时需要省距离，刀口就很长。
14.【答案】1 变大;
【解析】解：左侧钩码总重为，设每一小格的长度为，根据杠杆平衡的条件可知，右侧弹簧测力计对杠杆的拉力是：
；
现向左移动钩码，若杠杆仍然保持水平平衡，此时的阻力臂变大，阻力和阻力臂的乘积变大，动力臂的不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大。
故答案为：；变大。
根据杠杆平衡的条件求出拉力的大小和弹簧测力计示数的变化。
此题主要考查了杠杆平衡条件的应用，难度不大，仔细分析即可。
15.【答案】54 72;
【解析】
知道实心球受到的重力和在重力方向上移动的距离，利用求重力做功大小；
知道做功时间，利用公式 求重力做功功率。
此题主要考查了学生对功的公式、功率公式的掌握和运用，确定实心球在重力方向上移动的距离是本题的关键。
重力对实心球做功：；
重力做功功率：。
故答案为：。
16.【答案】使用定滑轮不能省力，但可以改变拉力的方向;使用定滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小都相等;
【解析】解：由图可知，几个滑轮都是定滑轮，弹簧秤的拉力方向不同；
结合、两图可知：使用定滑轮和不使用定滑轮时，拉力的大小相同，即使用定滑轮不能够省力，但可以改变拉力的方向；
由、、三图可知，当使用定滑轮时，虽然拉力的方向不同，但拉力的大小都相同，所以使用定滑轮不能够省力，但可以改变拉力的方向；
故答案为：使用定滑轮不能省力，但可以改变拉力的方向；使用定滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小都相等．
解决此题要知道定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
结合题意重点分析弹簧秤拉力的大小和方向．
此题结合定滑轮实验重点考查了定滑轮的工作特点，会利用比较的方法分析研究问题．
17.【答案】（1）大；（2）0.4、72.7%；（3）增大，动滑轮重；（4）减小;
【解析】解：比较、两次实验，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大
第次实验中：
，
；
第次实验中动滑轮个数比第次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功增大，有用功占总功的比值减小，机械效率降低．由此可知：滑轮组的机械效率与动滑轮重有关；
分析所得结论可以得出提高机械效率的方法：一是在额外功相同时，增大有用功；二是在有用功相同时减小额外功．
故答案为：大；、；增大，动滑轮重；减小．
使用同样的滑轮组，做的额外功相同；提起的物体越重，做的有用功越多，有用功占总功的比值越大，机械效率越大；
知道钩码重和升高的距离，利用求有用功；知道拉力大小和测力计移动的距离，求总功，再利用效率公式求机械效率；
提升相同的重物，所做的有用功相同，动滑轮的个数越多，做的额外功越多，机械效率越低．
分析所得结论可以得出提高机械效率的方法．
该题考查了机械效率的计算、影响机械效率的因素增大提升重物的重、减少摩擦机械重，理解会用机械效率的公式是本题的关键．
18.【答案】100；300；20；0;
【解析】解：
因为物体在水平方向做匀速直线运动，所以物体受到的摩擦力为；
推力做的功，
由可知推力做功的功率：
；
因为物体水平运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为．
故答案为：；；；．
匀速直线运动的物体，受到平衡力的作用，所以摩擦力等于推力；
知道推力大小和移动的距离，利用求做的功；又知道做功时间，利用求推力做功的功率；
物体水平运动，在重力的方向竖直向下上没有移动距离，据此判断重力是否做功．
该题考查了二力平衡条件的应用和功、功率的计算，本题易错点：重力是否做功判断．注意三种情况不做功：一是有力无距离例如：推而未动，二是有距离无力靠惯性运动，三是力的方向与运动方向垂直．
19.【答案】解：（1）B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，则钩码的总重力为4×0.5N=2N，即阻力为F2=2N；
（2）由图可知，杠杆在水平位置平衡，重力的方向是竖直向下的，此时的阻力臂为L2=3×2cm=6cm=0.06m；A到支点的距离为4×2cm=8cm，此时力的方向与杠杆成30°角，则此时的动力臂为L1=×8cm=4cm=0.04m；
（3）杠杆平衡时，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，F1×0.04m=2N×0.06m，解得：F1=3N。
答：（1）杠杆的阻力为2N；
（2）动力臂、阻力臂分别为0.04m和0.06m；
（3）动力为3N。;
【解析】
阻力为支点左侧钩码的重力；
根据力臂的定义分析动力臂和阻力臂的大小；
根据杠杆的平衡条件求出动力的大小。
本题是一道基础题，熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题。
