人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试学案

【巩固练习】

一、选择

1.当你用手掌托住一只铁球并绕腕关节向上转动时，手就是一个杠杆、球压在掌心上的力是阻力，腕关节是支点，通过前臂中的伸、屈肌的伸、缩产生动力，使托住球的手向上转动（如图）。那么，人体上的这个杠杆应该是（　　）

A.省力杠杆      B.省距离杠杆     C.既省力又省距离的杠杆    D.既不省力也不省距离的杠杆

2.汶川大地震中，巨大的石头挡住了救援车辆的通路，救援人员用撬棍将石头撬开．如果在撬棍a端分别沿如图所示三个方向用力，其中最省力的是（　　）

A．沿F1方向            B．沿F2方向             C．沿F3方向         D．三个方向所用力一样大

3. 如图，杠杆在水平位置平衡，若在杠杆两端各取掉相同质量的物体，则：（　　）

A.杠杆左端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡  B.杠杆左端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡

C.杠杆右端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡  D.杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡

4.用下图所示的简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是(均不计摩擦)(　 )

5.如图所示，甲、乙两滑轮组，它们吊起的重物都是G，滑轮重量及摩擦不计，当重物匀速上升时，两滑轮组绳端拉力分别为F甲、F乙，那么F甲:F乙是（　）

A. 1:1 　　　B. 2:3 　　　C. 3:2　　　 D. 1:3

6.（2015秋•淮阴区月考）如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中，要使调好的杠杆在水平位置平衡，应在B处悬挂的钩码的个数是（　　）

A．1个   B．2个   C．3个   D．6个

7.下列说法中，正确的是（　 ）

A.机械的功率越大，做的功越多　　  B.抽水机的功率越大，抽的水越多

C.机械的功率越小，效率越低  　　  D.机械的功率越小，做功越慢

8. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比(　 )

A.有用功减少，总功减少　　    B．有用功增加，总功增加

C.有用功不变，总功不变　　    D．有用功不变，总功减少

9.如图所示，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=W2，η1=η2　　　　   B．W1=W2，η1＜η2

C．W1＜W2，η1＞η2　　　   D．W1＞W2，η1＜η2

10.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（　　）

A．40%            B．50%          C．80%                 D．100%

二、填空

11.杠杆工作时都会绕一个固定点转动，这个固定点叫做杠杆的________，使杠杆转动的力叫做________，阻碍杠杆转动的力叫做________。从支点到力的作用线的________叫力臂。

12.（2016•平南县一模）杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了________；有时却要使用费力杠杆，那又是为了________．下列工具中①天平、②扳手、③镊子、④羊角锤、⑤裁衣剪刀、⑥瓶盖起子、⑦筷子、⑧钓鱼杆等都是简单机械，其中属于省力杠杆的是________。（填序号）

13.如图所示，某人将重为150N的物体匀速提起，在2s内绳的自由端移动了6m，则重物上升的速度为   

         m/s，若拉绳的力为60N，则动滑轮重为       N。（不计绳重和摩擦）

14.小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个           （选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”），属于          （选填“省力”或“费力”）机械。

15.如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为        N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为     N。

16.如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程中，小刚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。已知小刚的质量为50Kg，物体A的质量为54Kg，物体B的质量为84Kg，动滑轮的质量为6Kg。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为       ，此时小刚对高台的压力是     N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B上升的速度为         m/s。（ g取10N/Kg）

三、实验探究

17.物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。
（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向       （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量              。

（2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为          N。

（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中         （填字母）。

A．没有改变力的大小       B．没有改变力的方向

C．没有改变力的作用点     D．实验次数较少，结论具有偶然性

18.（2016春•杨浦区期中）某同学研究动滑轮的使用特点，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（不计滑轮的重力和摩擦），然后归纳得出初步结论。

（1）比较A图和B图可知：                        ，

（2）比较B图和C图可知：                                    。

四、计算

19.水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3000N。求：

（1）起重机起吊该箱子的机械效率是多少？

（2）钢丝绳上拉力的功率是多少？

20.如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg．求：

（1）滑轮组的机械效率多大？

（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？

【答案与解析】

一、选择

1.【答案】B

【解析】手是一个杠杆时，如图所示：支点O在腕关节处；球压在掌心上的力是阻力F2，方向竖直向下；过支点作阻力F2 的垂线得到的线段即为阻力臂L2；前臂中的屈肌收缩产生的动力F1，方向水平向右；过支点作动力F1的垂线得到的线段即为动力臂L1；由图可知：阻力臂很明显大于动力臂。所以是费力杠杆，费力杠杆的特点是：省距离。

2.【答案】B

【解析】如图，分别作出三个力的力臂，发现F2的力臂l2最长，所以F2就是最小的力。故选B。

3.【答案】D

【解析】原来水平平衡：

去掉相同质量的物体后，杠杆左边：；杠杆右边；

因为所以 ，

则： ，所以杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡。

4.【答案】B
　【解析】选项A和B中各是一个杠杆，其中A图中的杠杆的动方臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故F1＜G；而B图中的杠杆是一个费力杠杆，故F2＞G；选项C中是一个定滑轮，定滑轮不省力，故F3＝G；选项D中是一个动滑轮，可以省一半的力，故F4＜G。综上所述，F2最大。

5.【答案】B　

【解析】根据滑轮组省力知识，依题:。

6.【答案】D

【解析】设每个钩码的重力是G，杠杆每格的长度是L，由图示可知，动力F动=4G，动力臂L动=3L，阻力臂L阻=2L，由杠杆平衡条件得：F动×L动=F阻×L阻，即4G×3L=F阻×2L，解得F阻=6G，则在B处应挂6个钩码，故选D。

7.【答案】D

【解析】功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；功率大做功不一定多，所以AB错误，D项正确；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功，故功率和机械效率是两个不同也没有直接联系的物理量，C错。

8.【答案】D

9.【答案】C

【解析】因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。又因乙滑轮是动滑轮，所以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，所以C选项正确。

10.【答案】A

【解析】有用功；

总功：；

机械效率： 。

二、填空

11.【答案】支点；动力；阻力；距离

12.【答案】省力；省距离；②④⑥

【解析】人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了省力；有时却要使用费力杠杆，那又是为了省距离；

①天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；②扳手、④羊角锤、⑥瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；③镊子、⑤裁衣剪刀、⑦筷子、⑧钓鱼杆在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆,故答案为：省力；省距离；②④⑥。

13.【答案】1；30

【解析】（1）由图知，n=3，则，重物升高：，

重物上升的速度：。

（2）因为：，所以动滑轮重：。

14.【答案】轮轴；省力

【解析】钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。

15.【答案】（1）1（2）1.25

【解析】（1）如果直接把物体提升0.2m，需要做功：，

使用斜面做的功：；

不考虑摩擦有用功等于总功，即：，则拉力：。

（2）直接把物体提升0.2m所做的功为有用功：，

机械效率：，得总功；

则拉力：。

16.【答案】90%；700；0.2

【解析】（1）已知：，，g=10N/Kg，

物体A的重力为：，

动滑轮的重力为：，

从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，所以提升物体A时小刚对绳子的拉力为：，
则提升物体A时，滑轮组的机械效率为：。

（2）此时小刚受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和拉力，则小刚对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力，而，则小刚的重力为：，

所以小刚对高台的压力为：。

（3））物体B的重力为：，

则提升物体B时小刚对绳子的拉力为：，

而拉力做功的功率为，

拉力上升的速度为：，

则物体B上升的速度为：。

三、实验探究

17.【答案】（1）右；力臂；（2）1；（3）B

【解析】（1）杠杆重心左移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处；由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂；

（2）第三组的阻力为；

（3）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡

且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故选项A、C、D错误，选项B正确。

18.【答案】（1）使用动滑轮省一半力；（2）使用动滑轮费一倍距离。

【解析】A图是显示直接用手提起两个钩码用的力，测力计指针指在0.4n处，B图是显示使用动滑轮提起两个钩码用的力，测力计指针指在0.2N处，所以说明使用动滑轮可以省一半力；B图和C图对比，可知物体被提升了0.1m，而人手提高的0.2m，这说明使用动滑轮费一倍的距离，故答案为：（1）使用动滑轮省一半力；（2）使用动滑轮费一倍距离。

四、计算

19.【答案与解析】（1）有用功：，

总功：，

起重机起吊该箱子的机械效率：

（2）钢丝绳上拉力的功率：

答：（1）起重机起吊该箱子的机械效率约为83.3%；（2）钢丝绳上拉力的功率是1800W。

20.【答案与解析】（1）铝块重的质量：，

铝块的体积：；

在水中铝块受到的浮力：；

滑轮组对铝块的拉力：；

使用滑轮组做的有用功：，

不计绳重和各种摩擦，使用滑轮组做的额外功：；

；

滑轮组的机械效率：；

（2）根据公式：，可得做功时间：；

铝块上升的速度：。

答：（1）滑轮组的机械效率85%；（2）铝块上升的速度为0.09m/s。