北师大版（2024）八年级下册（2024）探究使用机械是否省功优秀随堂练习题

这是一份北师大版（2024）八年级下册（2024）探究使用机械是否省功优秀随堂练习题，共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，综合题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前比较（ ）
A．节省了力B．提高了功率
C．降低了效率D．提高了效率
2．小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组（如图），分别将同一物体以相同匀速提高到相同高度（忽略绳重及摩擦），下列关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
3．过山车是同学们比较喜欢的娱乐项目。图为小明自制的过山车的简易模型，钢球在斜轨点由静止释放，恰好能通过轨道内侧最高处点，走完一圈圆形轨道后，再爬上斜轨到达点并静止，则（ ）
A．小球从运动到的过程，动能增大，重力势能增大
B．小球从运动到的过程，动能不变，重力势能增大
C．小球从运动到的过程，动能转化为重力势能，机械能不变
D．小球从运动到的过程，动能转化为重力势能，机械能减小
4．如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升质量为的物体，每个滑轮的质量为，在相同的时间内物体被提升的高度均为1m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）

A．滑轮组中A滑轮可以省功B．动滑轮的重力为5N
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为10J
5．两台机械所做的总功之比为2∶1，它们的机械效率之比为3∶4，则它们所做的有用功之比为（ ）
A．2∶1B．3∶4
C．8∶2D．3∶2
6．一个质量为70 kg的工人，用如图所示的装置（包括滑轮组及装石板的托板）提升石板．已知托板重200N，每块石板重100N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，当工人在4s内匀速提升10块石板升高2m时，此装置的机械效率为80%。那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，下列有关说法错误的是（ ）（取g =10N/kg）
A．该工人提升10块石板升高2m做的额外功一定是500J
B．该工人在4s内提升10块石板升高2m的有用功率一定是500W
C．此装置动滑轮的质量是5 kg
D．此装置的机械效率最高可达到82.1%（结果保留1位小数）
7．关于功、功率和机械效率的概念，下列说法正确的是（ ）
A．做功越多的物体功率越大
B．做功越快的物体功率越大
C．功率越大的物体机械效率越高
D．物体做功时间越长的功率越小
8．如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（ ）
A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
9．如图甲所示，小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使其在水平木板上沿拉力方向匀速滑动一段距离，如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．木块两次具有的动能一样大
B．两次拉力对木块做功一样多
C．木块第一次受到的拉力较大
D．两次拉力做功的功率一样大
10．学习了简单机械知识后，某同学自制了如图所示的晾衣架。他将50N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升1.6m，用时5s（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）。下列分析正确的是（ ）

A．拉力做功80JB．拉力的功率为20W
C．动滑轮重12.5ND．若增大衣物的质量，机械效率将减小
二、填空题
11．如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为．则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W，物体A受到的摩擦力是 N；若拉力F增大，物体A受到地面的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）．（不计绳重和滑轮重）
12．用图示的滑轮组将重物竖直向上匀速提升0.3m，拉力F的大小为3N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则重物的重力为 N。

13．某人用斜面装置将重为120N的物体匀速从斜面的底部拉到顶部，已知斜面长为5m，高是2m，拉力F=60N，则此人做的有用功为 ，额外功为
14．如图所示，工人沿斜面用一定大小的推力把一重为100N物体从斜面底端匀速推到斜面顶端（不考虑物体的质量大小）。已知斜面长L＝10m、高h＝3m，若该过程中斜面的效率为60%，则力F所做的功为 J。
15．某小区正在进行改造施工，工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，若工人所用的拉力为400N，则该滑轮组的机械效率为 。使用该滑轮组既能 又能改变力的方向。使用滑轮组 （选填“能”或“不能”）省功。
16．《墨经》是中国战国后期墨家著作，其中记载了对力的认识——“力，形之所以奋也”，最早记述了秤的杠杆原理，论述了小孔成像，还记载了一种斜面引重车等，请回答下面相关问题。
(1)“力，形之所以奋也”的意思是：力是有形之物开始和加快运动的原因所在，这表明力有改变物体 的效果。英国物理学家 总结前人经验得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态；
(2)《墨经》中记载的秤的杠杆原理如图甲所示，“标”“本”对应物理学中杠杆的 ；当“权”需向A点移动才能平衡时，说明“重”的质量 （选填“增大”或“减小”）了；若把提纽的位置改到更靠近B点，秤的量程将 （选填“增大”或“减小”），若“权”发生磨损，则测得的物重偏 （选填“大”或“小”）；
(3)早在两千多年前，我国古代思想家 就在《墨经》中论述了小孔成像等光学现象，小明将易拉罐的上部剪去并蒙上一张半透明纸，在罐的底部开一个小孔，用它做小孔成像实验，如图乙所示，半透明纸上得到的是烛焰倒立的 （选填“虚像”或“实像”）；
(4)斜面引重车如图丙所示，系紧在后轮轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为的木箱从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长，高，后轮轴施加在绳子上的力为（不计绳重、滑轮与绳间的摩擦），则该斜面的机械效率为 ，此木箱与斜面之间的摩擦力是 N；经实际测量，发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多，说明车子后轮是一种 （选填“省力”“费力”）机械。
三、实验题
17．某小组通过实验测量如图甲所示滑轮组的机械效率，记录数据如下表：
（1）在表中空白处填上正确的答案（保留一位小数） 、 ；
（2）若在图甲实验装置的基础上，减少一只钩码，再测出滑轮组的机械效率，则机械效率与原来相比将怎样变化？ ；
（3）若要进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关，在图乙中画出滑轮组和绳子的绕法 。
四、综合题
18．按要求填空：
(1)如图所示，在质量分布均匀的杠杆一端用竖直向上的力F匀速拉动一物体，杠杆转动过程中，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。已知重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力作用点移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 ．若将物体的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，两次有用功 （选填“相等”或“不等”），第 （选填“1”或“2”）次杠杆的机械效率高。
(2)如图所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母．支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡．现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 种方案使细杆在水平位置平衡．水的密度为，g取。
五、计算题
19．如图，用一个动滑轮，把重100N的物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求：
（1）动滑轮的机械效率；
（2）若用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，机械效率是多少？（不计绳重及摩擦）
《9.5探究使用机械是否省功》参考答案
1．D
【详解】A．使用动滑轮可以省一半力，使用定滑轮不能省力，故A不符合题意；
B．在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，做的有用功相同，时间相同，功率相同。将动滑轮改为定滑轮使用后，做的额外功少了，所以总功率应该更小了，故B不符合题意；
C．动滑轮在提升过程中随物体一起上升，要对动滑轮做额外功，有用功相同，做的总功越多，机械效率越低，故C不符合题意；
D．使用定滑轮提升时滑轮的位置不上升，有用功相同，使用定滑轮时做的额外功最小，所以机械效率最大．故D符合题意。
故选D。
2．A
【详解】忽略绳重及摩擦，根据可知，相同，F1中连接动滑轮绳子的股数是2，即；F2中连接动滑轮绳子的股数是3，即，则；提升过程中，提升相同的物重，且提升相同的高度，两个相同的滑轮，额外功相同，有用功相同，根据
可知，机械效率相同，即，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．D
【详解】AB．小球从运动到的过程，小球质量不变，高度降低，重力势能减小，速度变大，动能变大。故AB不符合题意；
CD．小球从运动到的过程，高度增加，重力势能增加，小球的速度变小，动能变小，动能转化为重力势能。小球在走完一圈圆形轨道后，再爬上斜轨到达点并静止，说明轨道不是光滑的，小球运动过程中需要克服摩擦，存在能量损失，因此机械能会变小，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
解得动滑轮重力为，故B错误；
C．滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D．由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为1m，提升动滑轮上升的高度也都是1m，不计绳重和摩擦，每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为
故D正确。
故选D。
5．D
【详解】由变形可得，W有=ηW总，两台机械所做的有用功之比为
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6．D
【详解】A．工人提升10块石板升高2m做的有用功
由机械效率公式可得，所做的总功
则额外功
故A正确，不符合题意；
B．工人的有用功率
故B正确，不符合题意；
C．在不计摩擦与绳重时，额外功来自克服托板和动滑轮的总重做的功，故
则动滑轮的重力
此装置动滑轮的质量
故C正确，不符合题意；
D．人的质量为70kg,则绳端的最大拉力
由图知承重绳子股数n=2，在不计摩擦与绳重时，提起的最大总重力
可装石板的重为
则最多可装石板的数量
则最多可装石板的重
不计摩擦与绳重，滑轮组可达到的最大机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
7．B
【详解】A D．根据公式可知，功率由做功的多少和时间的长短共同决定，做功越多的物体功率不一定越多，物体做功时间越长的功率不一定越小，故AD错误；
B．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快的物体功率越大，故B正确；
C．机械效率是有用功与总功的比值，反映了机械的性能优劣，机械效率与功率大小没有直接关系，故C错误。
故选B。
8．C
【详解】A．拉力F的功率为
故A不符合题意；
B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为
1min内物体移动的距离为
故B不符合题意；
C．物体与地面间的滑动摩擦力为
1min内所做的有用功为
故C符合题意；
D．1min内所做的总功为
该滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。
故选C。
9．B
【详解】A．由图乙知，两次物体都做匀速直线运动，第一次物体的速度较大，所以第一次物体的动能较 大，故A错误；
BC．两次匀速拉动过程中，接触面粗糙程度、受到的压力不变，摩擦力不变，根据二力平衡，木块两次受到的拉力相等，图乙中可以看出，木块两次运动的距离相等，所以木块两次所做的功相等，故B正确，C错误；
D．从图乙中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式可知力F相同时第一 次速度v大，则功率大，故D错误。
故选B。
10．B
【详解】A．如图，滑轮组做的有用功
拉力做的功
故A错误；
B．拉力的功率
故B正确；
C．滑轮组做的额外功
动滑轮与横杆的总重
则动滑轮的重小于12.5N，故C错误；
D．若增大衣物的质量，滑轮组的额外功不变，有用功增多，由可知，机械效率将提高，故D错误。
故选B。
11． 40 4 32 不变
【解析】略
12．7.2
【详解】由图可知，有效绳子的段数n=3，因为
所以
13． 240J 60J
【详解】做的有用功为：；
此人做的总功为：；
额外功为：．
点睛；关键是理解利用斜面做功时，有用功还是提升物体克服重力所做的功，而额外功是克服斜面摩擦所做的功，所以根据额外功可以求出斜面摩擦力的大小，也是经常考查的内容，注意理解额外功是对谁做的功．
14．500
【详解】推力做的有用功
W有用＝Gh＝100N×3m＝300J
由得，力F做的功
15． 62.5% 省力 不能
【详解】[1]由图可知，重物由3段绳子承担，已知沙子上升高度h=10m，则绳子自由端移动距离
s=3h=3×10m=30m
总功
W总=Fs=400N×30m=12000J
有用功
W有=Gh=750N×10m=7500J
滑轮组的机械效率
=62.5%
[2][3]由滑轮组的特点可知，滑轮组既能省力又可以改变力的方向，使用任何机械都不省功，故使用滑轮组不能省功。
16．(1) 运动状态 牛顿
(2) 力臂 增大 增大 大
(3) 墨子 实像
(4) 80 200 省力
【详解】（1）[1]力是有形之物开始和加快运动的原因所在，这表明力有改变物体运动状态的效果。
[2]英国物理学家牛顿总结前人经验得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态，即牛顿第一定律。
（2）[1]支点到力的作用线的垂线段即为力臂，“标”和“本”对应物理学中杠杆的力臂。
[2]根据杠杆平衡条件则有
权×标=重×本
所以当“权”需向A点移动才能平衡时，标变大，则说明“重”的质量增大。
[3]若把提纽的位置改到更靠近B点，本变小，标最大时，对应的重变大，则秤的量程将增大。
[4]若“权”发生磨损，对应的标变大，则测得的物重偏大。
（3）[1][2]早在两千多年前，我国古代思想家墨子就在《墨经》中论述了小孔成像等光学现象，小孔成像是由于光沿直线传播形成的，成倒立的实像。
（4）[1]拉力做的有用功为
W有用＝Gh＝2000N×0.8m＝1600J
拉力做的总功为
W总＝Fs＝1000N×2m＝2000J
斜面的机械效率为
[2]克服木箱在斜板上受到摩擦力做的额外功为
W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1600J＝400J
由W额＝fs可得，木箱与斜板之间的摩擦力为
[3]车子后轮在该装置中是一个轮轴，人施加在车上的推力作用在轮上，绳子上的拉力作用在轴上，并且施加在车上的推力小于绳子上的拉力，可见车子后轮是一种省力机械。
17． 0.2 83.3% 减小
【详解】（1）[1]由图甲可知，绳子承重段数为2，则拉力移动的距离
S=2h=2×0.1m=0.2m
[2]滑轮组的机械效率
（2）[3]由
得，若在图甲实验装置的基础上，减少一只钩码，在动滑轮重力一定时，机械效率与原来相比将减小。
（3）[4]图甲中通过动滑轮绳子段数为2，若要进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关，改变滑轮组的绳子绕法，如图所示：
18．(1) 不变 90% 相等 2
(2)11
【详解】（1）[1]由图示可知，当重物被提升的过程中，根据数学知识可知动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知拉力不变。
[2]物体上升的高度
拉力移动的距离
此时杠杆的机械效率
[3]将重物的悬挂点由A点(为第1次)向右移至B点 (为第2次)，将重物提升相同的高度，有用功都是对物体的重力做功，且重物提升高度相同，由W=Gh可知，两次有用功相等。
[4]杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重做额外功，并且
设杠杆重心升高的距离为h'，所以
G不变，h1不变，G杠杆不变，物体从A点到B点，物体还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小，则变小，所以也变小；根据
可知，总功变小，有用功不变，所以η变大，即第2次杠杆的机械效率高。
（2）现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，桶内可以装有的水的重力为
则水和桶最大的重力为9N，根据可知，
则
支点可以在1、2、3、4、5处，F3的范围为 1N~9N，当支点在1时，弹簧测力计的示数为
0.4N