难点详解教科版八年级物理下册第十一章机械与功重点解析试题（名师精选）

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教科版八年级物理下册第十一章机械与功重点解析 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、如图所示，工人用500N的拉力F把重为800N的材料匀速提升了2m，用时20s。若不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为80WB．拉力F在这20s内做的功为1000JC．动滑轮的重为为200ND．用该装置匀速提升更重的材料，机械效率不变2、如图所示，用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0．2米。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是(　　) A．G＝2．5牛 s＝0．1米 B．G=2．5牛 s=0．4米C．G=10牛 s=0．4米 D．G=10牛 s=0．1米3、如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N，重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s，2min后，物体B着地，以下说法正确的是（　　） A．物体A受到的摩擦力为3NB．1min内拉力对物体A做功为36JC．2min内B物体的重力做功为144JD．若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，则F＝8N4、非洲旱季常用中间有转轴的塑料桶运水，如图所示，小红分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运送装满水的水桶，在粗糙程度相同的水平地面上匀速直线拉动将水运送相同的距离，则她对桶和水做功最多的是（　　）A． B．C． D．5、一位体重为600N的同学在跳绳测试中，1min跳120次，每次腾空的最大高度平均为4cm，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是（　　） A．48W B．4.8×103W C．4.8×104W D．4.8×105W6、一个工人师傅从旗杆的A点下滑到地面的D点，他下滑的时间与速度图象如图所示，已知AB=CD=3m，BC=6m，则下列说法正确的是（　　） A．AB段克服摩擦力做的功等于CD段克服摩擦力做的功B．BC段克服摩擦力做的功等于AB段克服摩擦力做的功的两倍C．CD段克服摩擦力做的功小于AB段克服摩擦力做的功D．BC段克服摩擦力做的功比AB段克服摩擦力做的功的两倍还要大7、两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A，（每个滑轮重相同）使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）A．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率B．甲滑轮组拉力的功率小于乙滑轮组拉力的功率C．甲、乙两滑轮组的有用功相同D．甲、乙动滑轮的重力为2N8、下列说法中正确的是（　　） A．做功越多的机械，功率越大B．功率越大的机械，做功一定越快C．功越率大的机械，所用时间越少D．以上说法都正确9、水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中，则（　　） A．气体对水做功 B．气体的压强变大C．气体的压强不变 D．水喷出的速度不断增大10、小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．两次物体所受到的摩擦力f1>f2B．拉动到距离S1时，两次克服摩擦所做的功W1>W2C．拉动到距离S1时，两次拉力对物体所做的功W1>W2D．拉动到距离S1时，两次拉力对物体做功的功率P1>P2第Ⅱ卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N，在10s内从楼的1层上升到5层，如果每层楼高3m，则升降机对货物做　 　J的功，功率为　 　W。2、如图所示为新一代四旋翼快递无人机，其下方悬挂着一个质量为3kg的货物。无人机以2m/s的速度匀速竖直上升了10m，它对货物做的功是　 　J，功率是　 　W。3、如图所示，在100N的水平拉力F作用下，使得重为500N的物块沿水平地面做匀速直线运动，在此过程中滑轮组的机械效率为70%，则物块与水平地面间的滑动摩擦力为　 　N。4、如图所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F-t 和v-t 的图象分别如图乙所示。3~6s 内，物体所受的摩擦力为　 　N，推力F 对物体做功的功率为　 　W。5、5月5日，为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功。488秒是长征五号B运载火箭从点火升空到载荷与火箭成功分离进入预定轨道所用的时间。火箭对载荷产生约140t的推力，从运载能力上看，长征五号火箭地球同步转移轨道（GTO）运载能约为14t，长征五号B火箭近地轨道（LEO）运载能力约为22t，若此次载荷的近地轨道距离地面400km，那么火箭对载荷至少做功　 　J。火箭顶端整流罩既可以保护里面的飞船，同时还可以减少空气对火箭的　 　。在整流罩抛掉之前，载荷相对于整流罩是　 　的。三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）1、 （1）如图所示，假设一解放牌运油车的发动机功率为200kW，这辆运油车从炼油厂出发，沿平直的公路以15m/s的速度匀速行驶了40min到达加油站。求这辆运油车从炼油厂到加油站的过程中，发动机做了多少功?（2）这辆运油车空车质量为0.8×104kg，本次运输过程装满了20m3的汽油。汽车轮胎与地面的总接触面积为0.22m2。已知汽油的密度ρ汽油=0.7×103kg/m3，g取10N/kg，试通过计算回答，这辆运油车满载时①所装载汽油的质量为多少？②车和油总重力为多少？③对地面的压强为多少？2、周末，小红在操场上遥控一架小型无人机匀速竖直上升，无人机重力为14N，若无人机在10s内上升高度为30m，求（1）无人机上升的速度； （2）无人机的功率。 3、如图所示，电动机通过滑轮组将质量为540kg的物体A竖直匀速提升了2m，滑轮组的机械效率为90%。绳重及摩擦不计，g取10N/kg，请你计算：（1）电动机拉动钢丝绳的拉力； （2）动滑轮的重力。 4、用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为η1；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2，物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为η2。已知G1-G2=30N，η2-η1=5%， ，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为 ，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。求： （1）物体M1受到的浮力F浮； （2）拉力F1与F2之比； （3）物体M1受到的重力G。 四、实验探究（1小题，每小题10分，共计10分）1、如下图所示是某同学做“探究杠杆平衡条件”实验时的三次实验情况，图中每个钩码重为1N，杠杆每一格为3 cm。如图所示，利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。（1）实验前，杠杆如图甲所示，为使杠杆处在　 　平衡，应将杠杆右端的平衡螺母B向　 　（选填“左”或“右”）调，此步骤的目的是　 　。（2）如图丙，若在O点右侧4格处C点用弹簧测力计向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时其示数变大，原因是拉力的力臂　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 -参考答案-一、单选题1、【答案】C【解析】【解答】AB．拉力F在这20s内做的功为 拉力F的功率为 AB不符合题意；C．动滑轮的重为为 C符合题意；D．用该装置匀速提升更重的材料到相同高度，有用功变大，动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功占总功的比值变大，机械效率变大，D不符合题意。故答案为：C。【分析】拉力端移动距离s=nh，利用W=Fs求拉力F做的总功，再利用P=求拉力F的功率。根据F=（G物+G动）计算出动滑轮的重力。被提升的物体越重、动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高。2、【答案】C【解析】【解答】根据图像，是动滑轮的图像，若不计滑轮重力和摩擦力，动滑轮上的拉力是物体重力的一半，则物体重力为G=2×5N=10N，使用动滑轮可以省力，但费距离，则s=2×0.2m=0.4m， C符合题意。故答案为：C.【分析】使用动滑轮时，可以省力一半，但费2倍距离。3、【答案】D【解析】【解答】 A．连接动滑轮绳子的股数n＝2，不计绳重与滑轮间的摩擦，绳子的拉力 F'＝1n（GB+G动）＝12×（6N+2N）＝4N物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态，受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力，则物体A受到的摩擦力 A项错误；B．由 可得，1min内物体A移动距离 sA＝vAt＝0.2ms×60s＝12m拉力对A物体做的功 WA＝F's＝4N×12m＝48JB不符合题意；C．2min内物体A移动距离 s'A＝vAt'＝0.2ms×120s＝24mB物体下降的距离 hB＝12s'A＝12×24m＝12mB物体的重力做功为 WB＝GBhB＝6N×12m＝72JC不符合题意；D．若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，此时A的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变仍为4N，以A为研究对象，A受到向左的拉力F、向右的绳子拉力 和摩擦力f处于平衡状态，其合力为零，则有 D符合题意。故答案为：D。【分析】不计绳重与滑轮间的摩擦，根据求出绳子的拉力，物体A处于平衡状态，据此求出物体A受到的摩擦力。根据s=vt求出1min内物体A移动距离，利用W=Fs求出拉力对A物体做的功。同理，根据s=vt求出2min内物体A移动距离，利用s=nh求出B物体下降的距离，再利用W=Gh求出B物体的重力做的功。由于A的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变，对A进行受力分析，进一步求出拉力F的大小。4、【答案】C【解析】【解答】AB．两图中小红是用背背、用手抱，即力的方向向上，而桶是在水平方向上移动的距离，即桶沿向上的方向没有移动距离，所以，她对桶和水不做功，AB不符合题意；CD．C图中滑动摩擦力（平拉）大于D图中的滚动摩擦力（滚拉），所以C图中拉力大于D图中拉力，由于所移动的距离s相同，由W＝Fs知道，C图中她对桶和水做的功最多，C符合题意，D不符合题意。故答案为：C。 【分析】物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力是否做功，再结合题意判断力的大小，且所移动的距离相同，利用功的公式W=Fs分析判断。5、【答案】A【解析】【解答】每次跳绳克服重力做的功为 每次跳绳所用的时间为 克服重力做功的功率为 故答案为：A。【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。6、【答案】D【解析】【解答】工人师傅从旗杆上滑下的过程中，在竖直方向上工人受到向下的重力和向上的摩擦力。AC．由图象可知，工人师傅在AB段做加速直线运动，则摩擦力小于重力；在CD段做减速直线运动，摩擦力大于重力，所以工人师傅在AB段受到的摩擦力小于在CD段受到的摩擦力，且AB=CD，根据W=fs可知，AB段克服摩擦力做的功小于CD段克服摩擦力做的功，AC不符合题意；BD．由图象可知，工人师傅在AB段做加速直线运动，摩擦力小于重力；在BC段做匀速直线运动，摩擦力等于重力，所以工人师傅在AB段受到的摩擦力小于在BC段受到的摩擦力，且BC=2AB，根据W=fs可知，BC段克服摩擦力做的功是AB段克服摩擦力做的功的两倍多，B不符合题意，D符合题意。故答案为：D。【分析】读懂图象，并结合力与运动的关系判断工人师傅在AB、BC和CD段的摩擦力大小，然后利用W=fs比较克服摩擦力做功的大小；根据W=Gh判断工人师傅AB段和CD段重力做功大小；根据P=判断AB段和CD段重力做功的平均功率大小。7、【答案】C【解析】【解答】AC．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额=G动h、W有用=G物h可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则由W总=W有用+W额可知拉力做的总功相同，由得到两滑轮组的机械效率相同，A不符合题意，C符合题意；B．由图甲可知，n1=3，则绳端移动的距离s1=n1h=3×20cm=60cm=0.6m由图乙可知，n2=2，则绳端移动的距离s2=n2h=2×20cm=40cm=0.4m甲滑轮组拉力的功W1总=F1s1=6N×0.6m=3.6J甲滑轮组拉力的功率乙滑轮组拉力的功W2总=F2s2=9N×0.4m=3.6J乙滑轮组拉力的功率甲滑轮组拉力的功率等于乙滑轮组拉力的功率，B不符合题意；D．动滑轮的重力G动=2F1-G=3×6N-17N=1ND不符合题意。故答案为：C。【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据P=Fv可求出功率；由F=（GA+G动）可求出动滑轮的重力。，由得到两滑轮组的机械效率关系。8、【答案】B【解析】【解答】A．做功的多少与功率和时间有关，做功越多，时间未知，功率不一定越大，A不符合题意；B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械做功越快，B符合题意；CD．做功的多少未知，功越率大的机械，所用时间不一定越少，CD不符合题意。故答案为：B。【分析】功率表示做功的快慢，是功和时间的比值。9、【答案】A【解析】【解答】ABC．在水不断喷出的过程中，气体对水做功，气体的体积增大，压强变小，A符合题意，BC不符合题意；D．气体的压强变小，水喷出的速度不断减小，D不符合题意。故答案为：A。【分析】当物体在力的方向上移动一段距离时，外力才做功，结合物体的受力情况的移动方向判断即可。10、【答案】D【解析】【解答】A．同一物体在同一水平面上匀速运动，压力与接触面粗糙度不变，则两次物体所受到的摩擦力相同，A不符合题意；BC．根据力的平衡，拉力大小等于摩擦力大小，拉动到相同距离S1时，根据 可知，两次拉力对物体所做的功相同，BC不符合题意；D．拉动到相同距离S1时，第2次用时较长，由 可知第2次速度较小，根据 可知，第2次拉力做功的功率较小，D符合题意。故答案为：D。【分析】s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，结合公式W=Fs和P=Fv求解做功和功率。二、填空题1、【答案】1.8×104；1. 8×103【解析】【解答】根据 可知，升降机对货物做功为 根据 可知，功率为 【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。2、【答案】300；60【解析】【解答】货物与无人机一起匀速竖直上升的过程中，F拉=G物，货物的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N；所以无人机对货物做的功等于货物吱声重力做的功：W=Gh=30N×10m=300J，功率P=FV=30N×2m/s=60W。【分析】首先先分析无人机对货物的拉力大小，因为匀速直线上升，所以符合二力平衡，所以确F拉=G物，从而根据公式W=Gh以及功率进行计算。3、【答案】210【解析】【解答】由图可知，滑轮组绳子的股数n=3，水平使用滑轮组的机械效率 则物块与水平地面间的滑动摩擦力 f=ηnF=70%×3×100N=210N 【分析】利用水平使用滑轮组的机械效率计算公式 求得物块与水平地面间的滑动摩擦力。4、【答案】4；6【解析】【解答】由图丙可知：6~9s 内，物体做匀速直线运动，水平方向上受到平衡力，摩擦力等于推力，大小为4N,由于滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与速度无关，因此3~6s 内，物体做加速运动，所受的摩擦力为4N。由丙图可知：物体在3~6s 内运动的路程 由乙图可知，物体在3～6s 所受推力为6N，则推力F 对物体做功的功率 【分析】由图丙可知：6~9s 内，物体做匀速直线运动，水平方向上受到平衡力，摩擦力等于推力，大小为4N,由于滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与速度无关，因此3~6s 内，物体做加速运动，所受的摩擦力为4N。再利用P=Fv求得推力F 对物体做功的功率。5、【答案】8.8×1010；阻力；静止【解析】【解答】火箭对载荷至少做功 W=Gh=mgh=22×103kg×10N/kg×400×103m=8.8×1010J 火箭顶端整流罩采用流线型，可有效减小空气阻力。在整流罩抛掉之前，载荷与整流罩之间没有发生位置的变化，是相对静止的。【分析】根据重力和高度的乘积计算做功多少，流线型可有效减小空气阻力；物体之间没有发生位置的变化，是相对静止的。三、计算题1、【答案】（1）解：这辆运油车从炼油厂到加油站的过程中，发动机做的功W=Pt=200×103W×40×60s=4.8×108J 答：这辆运油车从炼油厂到加油站的过程中，发动机做了4.8×108J的功（2）解：①这辆运油车满载时所装载汽油的质量为m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×20m3=1.4×104kg ②车和油总重力为G总=G车+G汽油=(m车+m汽油)g=(0.8×104kg+1.4×104kg)×10N/kg=2.2×105N③对地面的压强为 =1×106Pa答：①所装载汽油的质量为1.4×104kg；②车和油总重力为2.2×105N；③对地面的压强为1×106Pa。【解析】【分析】（1）求解机械功，利用公式W=Pt即可，其中P是外力做功的功率；（2）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力。处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积。2、【答案】（1）解：无人机上升的速度 答：无人机上升的速度是3m/s（2）解：因为物体做匀速直线运动，无人机的功率 答：无人机的功率是42W。【解析】【分析】（1）利用路程和时间的比值计算速度；（2）根据力和速度的乘积计算功率大小。3、【答案】（1）解：物体的重力为G=mg=540kg×10N/kg=5400N 电动机做的有用功为W有=Gh=5400N×2m=10800J由 可得电动机做的总功为 =12000J由图可知滑轮组的n=3，钢丝绳移动的距离为s=3h=3×2m=6m则电动机拉动钢丝绳的拉力为 =2000N答：电动机拉动钢丝绳的拉力为2000N（2）解：由题可知，绳重及滑轮摩擦不计，可得F= (G+G动) 则动滑轮的自重为G=nF-G=3×2000N-5400N=600N答：动滑轮的重力为600N。【解析】【分析】（1）用滑轮组提升物体，克服重力做的功为有用功，结合滑轮组的机械效率求解总功，再利用公式W=Fs求解拉力大小；（2）结合拉力大小、物重和滑轮重的关系列方程求解即可即可。4、【答案】（1）解：物体M1受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N 答：物体M1受到的浮力F浮为400N；（2）解：由图知，n=2，由功率的公式 可得P1=F1v绳=2F1vP2=F2v绳=2F2v则拉力F1与F2之比F1∶F2=P1∶P2=16∶15①答：拉力F1与F2之比为16∶15；（3）解：绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计，拉力F1= 可得2F1+F浮=G+G1-----②拉力F2= 可得2F2+F浮=G+G2-----③②-③得G1-G2=2(F1-F2)由题知G1-G2=30N所以可得F1-F2=15N-----④由①④解得F1=240N，F2=225N在水中提升物体时，滑轮组的机械效率 已知η2-η1=5%解得G=760N。答：物体M1受到的重力G为760N。【解析】【分析】（1）阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法，F浮=ρ液gV排，ρ液是液体的密度，V排使物体排开水的体积；（2）结合拉力的功率和速度求解拉力大小的比值即可；（3）对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率，利用机械效率列方程求解物体的重力即可。四、实验探究1、【答案】（1）水平位置；右；便于测量力臂（2）变小【解析】【解答】（1）杠杆右端向上翘起，应将右端的平衡螺母B向右调来使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，方便测量力臂。（2）测力计从a位置转动到b位置时，支点O到弹簧测力计的拉力的垂直距离（即力臂）变小了；根据杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂不变时，动力臂变小，则动力（即弹簧测力计）将变大。【分析】探究杠杆平衡条件的实验，考查了杠杆的调平（向翘起的一端移动平衡螺母）及实验中应注意的问题，在实验中为得到普遍性的规律，应多测几组数据进行分析。注意杠杆在水平位置平衡后，重力的方向跟杠杆垂直，支点到力的作用点的距离就是力臂，同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡。