难点详解教科版八年级物理下册第十一章机械与功专题攻克试卷（含答案详解）

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教科版八年级物理下册第十一章机械与功专题攻克 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、两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（　　）A．两次物体运动的速度：v1＜v2B．0~6s两次拉力对物体所做的功：W1=W2C．两次物体所受的拉力：F1>F2D．0~6s两次拉力对物体做功的功率：P1>P22、如图所示，平行于斜面的拉力将重为400N的物块由斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力为250N，物体沿斜面移动了2m,升高了1m。以克服物的重力做的功为有用功，(忽略空气阻力)下列说法中正确的是(　　) A．此过程中拉力所做的总功为400JB．此过程中拉力所做的额外功为250JC．斜面的机械效率62.5%D．此过程物块所受的摩擦力与拉力不是一对平衡力3、小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上移动相同的距离s，力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，关于做功的大小的下列说过正确的是(　　) A．W甲=W乙=W丙 B．W甲>W乙>W丙C．W甲=W乙>W丙 D．W乙>W甲>W丙4、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2N5、如图所示，在斜面上将一个重为40N的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端，所用拉力为10N，用时4s，斜面长1m、高0.2m。下列说法正确的是（　　） A．拉力做的有用功为10J B．拉力的功率为2.5WC．在斜面上受到的摩擦力为10N D．斜面的机械效率为40%6、如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/sB．滑轮组的机械效率为80%C．动滑轮重为100ND．人拉绳做功的功率为75W7、用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．电动机对绳的拉力为12N B．绳子自由端的移动速度为0.2m/C．滑轮组的机械效率为80% D．有用功的功率为8W8、如图所示，王瑞同学通过斜面用平行于斜面F＝200 N的推力，将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上，斜面长s＝2 m。（g取10 N/kg）下列说法中错误的是（　　） A．推力的功率为80 W B．斜面的机械效率为75%C．推力做的额外功100 J D．斜面对物体的摩擦力100 N9、如图所示，用30N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400N的物体A以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，则此过程中 A．绳子自由端移动的距离为1mB．滑轮组对物体A的水平拉力为90NC．拉力F的功率为3WD．拉力F所做的有用功为72J10、如图所示，甲、乙是粗糙程度不同的两个水平面，有质量分别为m1、m2（m1v2，A不符合题意；B．两物体做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，又因为是同一物体、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故两次的拉力F1=F2，由图可知，0~6s第一次运动距离s1=0.6m，第二次运动距离s2=0.3m，所以W1=F1s1=0.6F1，W2=F2s2=0.3F2所以W1>W2，B不符合题意；C．两物体做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，又因为是同一物体、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故两次的拉力F1=F2，C不符合题意；D．第一次做功功率第二次做功功率又因为F1=F2，所以P1>P2，D符合题意。故答案为：D。【分析】根据比较两次物体运动的速度关系；两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，受到的滑动摩擦力不变，根据二力平衡条件得出两次物体所受的拉力关系，根据图像得出0～6s内物体两次通过的路程关系，根据W=Fs得出拉力做功关系，根据P=比较两次拉力对物体做功的功率关系。2、【答案】D【解析】【解答】A.拉力做的总功W总=Fs=250N×2m=500J，故A错误；B.拉力做的有用功W有=Gh=400N×1m=400J，故B错误；C.斜面的机械效率，故C错误；D.当物体在斜面上匀速直线运动时，沿斜面向上受到拉力F，沿斜面向下受到摩擦力f，重力在斜面上的分力G分，因此拉力F=f+G分，即F>f，那么二者肯定不是平衡力，故D正确。故选D。【分析】（1）根据W总=Fs计算总功；（2）根据W有=Gh计算有用功，根据W额=W总-W有计算额外功；（3）根据公式计算机械效率；（4）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。3、【答案】A【解析】【解答】物体在不同的表面上受力相同，移动的距离相同，根据W=Fs，则力对物体做功相同，A符合题意。故答案为：A.【分析】物体受力且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。4、【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。5、【答案】B【解析】【解答】A．拉力做的有用功为W有用=Gh=40N×0.2m=8JA不符合题意；B．拉力的功率为 B符合题意；C．额外功为W额=W总-W有用=Fs-Gh=10N×1m-40N×0.2m=2J木块在斜面上受到的摩擦力为 C不符合题意；D．斜面的机械效率为 D不符合题意。故答案为：B。【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；用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。6、【答案】C【解析】【解答】A．因为物体上升的速度v＝0.1m/s，n＝3，所以绳子移动的速度：v′＝3v＝3×0.1m/s＝0.3m/s， A正确，不符合题意；B.滑轮组的机械效率 B正确，不符合题意；C．由 ，得 C错误，符合题意；D． 人拉绳做功的功率P＝Fv′＝250N×0.3m/s＝75WD正确，不符合题意。故答案为：C。【分析】利用P=Fv求拉力做功的功率；根据求出滑轮组的机械效率。绳重和摩擦不计，利用F=（G物+G动）求出动滑轮重。7、【答案】D【解析】【解答】A．电动机对绳的拉力为 A不符合题意；B．绳子自由端的移动速度为0.2m B不符合题意；C．滑轮组的机械效率为 C不符合题意；D．有用功的功率 D符合题意。故答案为：D。【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3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三分之一，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。8、【答案】D【解析】【解答】A．推力的做的功为 W总=Fs=200N×2m=400J推力的功率为 A正确，不符合题意；B．斜面的机械效率为 η=W有W总×100%=GhFs×100%=30kg×10N/kg×1m200N×2m=75%B正确，不符合题意；C．推力做的额外功 W额=W总-W有=Fs-Gh=200N×2m-30kg×10N/kg×1m=100JC正确，不符合题意；D．斜面对物体的摩擦力 D错误，符合题意。故答案为：D。【分析】用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。9、【答案】D【解析】【解答】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，绳子自由端移动的速度 则绳子自由端移动的距离 ，A不符合题意； B、由 可得，物体A受到的摩擦力 ，由于物体A匀速运动，所以滑轮组对物体A的水平拉力等于物体A受到的摩擦力，大小为72N，B不符合题意；C、因为 ，所以拉力F做功的功率： ，C不符合题意；D、拉力所做的有用功，即克服物体A与水平面之间的摩擦力做的功 ，D符合题意．故答案为：D．【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物体摩擦力的三分之一，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。10、【答案】A【解析】【解答】功的大小等于路程乘以时间，甲乙用相同的力F移动相同的距离s，故力的大小相同，故答案为：A。【分析】物体受力，且在力的方向移动距离，力对物体做了功，根据力和距离的乘积计算功的大小。二、填空题1、【答案】2；4；24【解析】【解答】由图乙可知，在0~3s内，物体相对于水平地面没有发生运动，处于静止状态；由F﹣t图像可知，此时物体受到的推力F＝2N。由v﹣t图像可知，在6s~9s物体做匀速直线运动，处于平衡状态；由F﹣t图像可知，在6s~9s内拉力F'＝4N，由二力平衡条件可得滑动摩擦力f＝F'＝4N由v﹣t图像可知，第3秒到第6秒物体速度增大，做匀加速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，虽然速度变化，但压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，因此物体受到的摩擦力仍是4N。在6~9s内，物体做匀速直线运动v＝2m/s由 可得，物体移动距离s＝vt＝2m/s×3s＝6m推力F对物体所做的功W＝F's＝4N×6m＝24J推力F对物体所做的功为24J。【分析】物体静止或匀速直线运动时，受到平衡力的作用，二力平衡时，力的大小相等；根据速度和时间的乘积计算路程，利用力和距离的乘积计算做功多少。2、【答案】30；75%；省力【解析】【解答】克服物体重力所做的功为有用功，则有用功W有=Gh=10N×3m=30J拉力做的总功W总=Fs=8N×5m=40J斜面的机械效率 在斜面高度不变时，斜面越长说明斜面的倾斜程度越缓，当然斜面就越省力。【分析】克服物体重力所做的功是有用功，利用W=Gh计算拉力所做的有用功；拉力所做的功是总功，利用W=Fs计算拉力所做的功；机械效率等于有用功与总功的比值；当斜面的高度相同时，斜面越长，则倾斜程度越缓，此时会越省力。3、【答案】人在骑自行车时1s做功70J；4200【解析】【解答】功率是描述物体做功快慢的物理量，70W的物理意义是人在骑自行车时1s做功70J。由 ，人做的功为 【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，物体功率越大，做功越快，但不见得做功多，结合功率和做功时间求解做功。4、【答案】5；62.5%；0.75【解析】【解答】物体的重力 斜面的机械效率 此过程所做的额外功 物体所受的摩擦力 【分析】根据G=mg求得物体的重力，再利用功的计算公式W=Fs可求出拉力做的总功；最后根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。根据W额=W总-W有得出额外功，再根据W额=fs，变形后可求摩擦力f。5、【答案】3W；12【解析】【解答】由图知道，n=3，则绳端移动的速度v绳 =nvA =3×0.2m/s=0.6m/s 由 知道，拉力F的功率P=Fv绳 =5N×0.6m/s=3W由 根据题意知道， η=W有W总=fsAFs绳=fsAFnsA=fnF=f3×5N=80%解得物体A受到水平地面的摩擦力f=12N【分析】用滑轮组水平拉动物体，拉力作的功为总功，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率，结合机械效率列方程求解拉力和摩擦力即可。三、计算题1、【答案】（1）解：所受浮力 答：满载时，“长春”舰受到的浮力有7.5×107N；（2）解：海水的压强 舰底20cm2的面积上受到海水的压力 答：“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是120N；（3）解：舰艇行驶的路程 因为舰艇匀速直线运动，所以水平方向受力平衡，因此 舰艇做功为 答：这一过程中军舰所做的功至少为2.16×1011J。【解析】【分析】（1）求解浮力的大小，可以利用阿基米德原理求解；（2）求解液体内部的压强，利用公式p＝ρgh，其中ρ是液体的密度，h是深度；（3）结合物体移动的速度和时间求解物体运动的距离，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。2、【答案】（1）地球；5×104（2）匀速提升拉力F=G=5×104N 起重机的拉力所做的功W=Fs=5×104N×1m=5×104J（3）起重机提升大石头的功率P= =2.5×103W 【解析】【解答】(1)大石头所受重力的施力物体是地球，大石头的重力G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N【分析】（1）重力的施力物体是地球，根据物体的质量可以计算重力的大小；（2）根据拉力和物体的移动距离的乘积，可以计算做功多少；（3）根据功和时间的比值，计算功率的大小。3、【答案】解：拉力做的功W＝Fs＝30N×8m＝240J 拉力的功率 答：此过程中拉力做的功是240J，功率是24W【解析】【分析】根据力和距离的乘积计算做功多少，功和时间的比值计算功率。4、【答案】（1）解：由于汽车做匀速直线运动，即处于平衡状态，所以，由二力平衡条件知道，汽车的牵引力：F=f=0.1G=0.1×5×104 N=5000 N （2）解：由P= =Fv知道，汽车的行驶速度是：v= 14m/s （3）解：由P= 知道，牵引力所做的功是：W=Pt=7×104 W×10×60s=4.2×107 J 【解析】【分析】（1）根据摩擦力和重力关系计算大小，结合二力平衡计算牵引力；（2）利用功率和牵引力，计算速度大小；（3）根据功率和时间的乘积计算做功多少。四、实验探究1、【答案】（1）平衡；自身重力；右；让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂（2）0.2【解析】【解答】(1)图甲中，杠杆处于静止状态，即是平衡状态。为了消除杠杆自身重力的影响，应让杠杆在水平位置平衡，而图甲中，杠杆左端下沉，所以应向右移动平衡螺母。杠杆挂上钩码后，移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是：让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂。(2)由图乙知，当杠杆右端受到的拉力F=3N时，其力臂L= 据杠杆的平衡条件有GL1=FL，2.5N⋅L1=3N× m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m【分析】（1）调节杠杆平衡，杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调，最后是杠杆在水平位置平衡；杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂的大小；（2）杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。