物理八年级下册5 改变世界的机械一课一练

11.5改变世纪的机械同步练习教科版初中物理八年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 在斜面上匀速拉一个重的物体到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为，斜面长、高。下列说法正确的是

A. 提升物体做的有用功是
B. 斜面的机械效率是
C. 物体受到的滑动摩擦力是
D. 增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变

2. 如图所示，在拉力F的作用下，将重为G的物体从斜面的底端沿斜面匀速向上顶端，斜面长为s，高为h，物体与斜面间的摩擦力为。则下列说法不正确的是

A. 使用斜面不可以省力
B. 拉力F所的功为Fs
C. 改变斜面的倾角，物体与斜面间的摩擦力大小改变
D. 该斜面的机械效率

3. 如图所示，，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为、，功率分别为、，在不考虑摩擦的情况下

A. ， B. ，
C. ， D. ，

4. 如图所示是使用简单机械匀速提升物体的四种方式，其中D图中绳子的悬挂点在杠杆的中心处。不计机械自重和摩擦，如果现在四种方式人提供的拉力大小相等，那么四个物体重力最大的是

A.  B.
C.  D.

5. 如图所示，重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态不计机械自重和摩擦，拉力大小错误的是

A.  B.
C.  D.

6. 关于轮轴，下列说法中错误的是

A. 轮轴是可以连续旋转的杠杆
B. 螺丝刀拧螺丝是利用了轮轴费力的原理
C. 如果动力作用在轴上，就能少移动距离
D. 自行车的车把手相当于一个轮轴，可以省力

7. 下列是七年级班同学乘车外出研学时观察到的一些现象，其中不正确的是

A. 车方向盘是利用了轮轴原理，省力的同时也省了功
B. 刹车时感到自己身体向前倾，是因为人具有惯性
C. 向窗外看到噪声监测装置，但不能减弱噪音
D. 刹车时车很快停下来，主要是因为受到了摩擦力

8. 简单机械在日常生活中运用广泛。利用下列简单机械提升同一重物G，不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重最省力的是

A.  B.
C.  D.

9. 如图所示的几种装置中，其中不属于轮轴的是

A.  B.
C.  D.

10. 开明中学某科技小组在科技小发明活动中对螺丝刀进行了如图所示的改进，改进后的螺丝刀在使用中

A. 可以更省力
B. 可以更省距离
C. 可以省功
D. 以上所有好处都能达到
 

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示，现在很多场馆都为残疾人特别是乘坐轮椅的建立了专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是我们所学过的简单机械中的______使用它的好处是______。轮椅在通道内通行过程中，地面对轮椅的支持力______填“做功”或“不做功”。
12. 小明骑自行车上坡走的是“S”型路线，他这样______省力______省功选填“能”或“不能”
    。
13. 在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式不计机械自重、绳重和摩擦，物体所受的重力为G，则所用动力最小的是______选填“”，“”，“”或“”，其中等于______G。

14. 如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，施加的力分别为、，拉力做的功分别为、，拉力做功的功率分别为、，则力          填“”“”或“”，下同，拉力做的功          ，拉力做功的功率          ．

三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

15. 斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力
    
    小明作了如下猜想：
    猜想1：与斜面的表面材料有关。
    猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
    猜想3：与物体受到的重力大小有关。
    小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如下表。

回答下列问题：
通过对比实验______ 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，斜面倾角越小越省力；
为验证猜想3，小明做了实验______ 填写实验序号，分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是______ 。
【拓展】完成实验后，小明沿斜面用的拉力，将重为的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长、高，则斜面的机械效率是______ 。把重物直接提升所做的功作为有用功

16. 在简单机械中，把有倾斜的坡面称为斜面，它便于把重物推上某一高处。小明同学想研究用斜面提起物体时的使用特点。他先用弹簧测力计把重为G的物体匀速提起h高度，此时弹簧测力计的示数情况如图所示。再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面匀速拉到相同的高度h，测力计的示数如图所示。请仔细观察图中的操作和测力计的示数变化，然后归纳得出初步结论。
    比较图a与或a与c或a与可知：使用斜面匀速提起______ 。
    比较图b与c与d可知：______ 。

四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

17. 斜面是一种简单机械。如图所示，斜面长，斜面与水平面夹角为，用平行于斜面向上的拉力F将质量的物体从斜面底端匀速拉到顶端取。若物体与斜面的摩擦力大小为，求此过程中
    拉力F的大小。
    斜面的机械效率。
     

18. 阅读文章，回答问题：
    轮轴
    轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力和的力臂，如图2所示。
    
    根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。
    轮轴的实质是变形的______。
    若螺丝刀的轮半径是，轴半径是，则正常使用螺丝刀是______选填“省力”或“费力”的，且动力是阻力的______。
    请你再举出一个生活中轮轴的实例______。
    
    
    
    
    
    
     

五、综合题（本大题共1小题，共10.0分）

19. 阅读短文回答问题
    家用小轿车
    建国70年以来，国富民强，人们的生活水平的不断提高，轿车已进入千家万户。如图甲是一款家用小轿车，轿车外形设计成流线型从而减小行驶阻力，图丙所示为该轿车在水平路面上启动过程中的速度图象，OA为过原点的倾斜直线，BC为水平直线，AB是与OA和BC都相切的曲线。已知内汽车的牵引力恒为，时，汽车的功率达到额定功率40kW，且在之后的运动过程中保持该功率不变。假设汽车行驶中所受的阻力大小恒为汽车行驶时牵引力F、功率P和速度v的关系为
    如图乙为小轿车的方向盘，方向盘属于______杠杆滑轮轮轴；
    时汽车速度______；
    求时汽车速度______；
    在图丁中作出内牵引力的功率P随时间t变化的图象；
    内牵引力所做的功______J。

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】

【分析】

已知物体的重力和提升的高度斜面高，根据公式可求重力做功，即提升物体所做的有用功；

已知拉力的大小和拉力移动的距离斜面长，根据公式可求拉力对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；额外功等于总功与有用功之差，利用求摩擦力；

当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，据此分析。

本题考查了功、机械效率和摩擦力的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。

【解答】

已知物重，拉力，斜面长，高，

A.提升物体做的有用功为：，故A错误；

B.拉力F做的总功为：，

斜面的机械效率：，故B正确；

C.克服摩擦力所做的额外功：，

由可得，物体受到的滑动摩擦力：，故C错误；

D.当斜面的倾斜程度变大，斜面高不变时，物体对斜面的压力逐渐变小，接触面的粗糙程度不变，压力变小，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，则斜面的机械效率变大，故D错误。

故选B。

2.【答案】A
 

【解析】解：A、使用斜面可以省力，故A说法不正确；
B、拉力F所的功为总功，即，故B说法正确；
C、改变斜面的倾角，物体与斜面间的摩擦力大小改变，故C说法正确；
D、该斜面的机械效率，故D说法正确。
故选：A。
使用斜面可以省力，但不能省功。
运用公式可求出拉力做的总功。
物体与斜面间的摩擦力与倾斜角度有关。
运用求出有用功，再运用机械效率的公式可求出。
熟练运用功、机械效率的计算公式，理解斜面的特点，可解答此题。
 

3.【答案】A
 

【解析】解：
不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC，则，所以物体沿AB运动时拉力较小，即；
不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同等于克服物体重力所做的功，即；拉力做功相同，所用时间相同，根据可知，拉力做功的功率相同，即。
故选：A。
斜面倾斜角度越大，越费力，斜面AC的倾斜角度小于斜面BC，所以斜面AC更省力，
不考虑摩擦的情况下，斜面光滑，使用光滑的斜面没有额外功；根据功率的计算公式，结合做功的多少和所用时间的多少分析所做的功的功率大小。
本题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功。
 

4.【答案】B
 

【解析】解：根据题意可知，不计摩擦，拉力所做的功等于直接提升物体所做的功；
A、该图是斜面，则：，则；
B、有三段绳子拉着动滑轮，则拉力的大小为：，即：；
C、使用定滑轮不省力，则；
D、由图可知，动力臂为阻力臂的2倍，根据杠杆的平衡条件可知，动力为阻力的二分之一，即；
根据以上分析可知，B中物体的重力是最大的，故B正确。
故选：B。
不计摩擦，直接提升物体所做的功与拉力所做的功相同，据此求出物体重力的大小。
本题考查了杠杆的平衡条件、定滑轮和动滑轮的特点，难度不大。
 

5.【答案】C
 

【解析】解：不计机械自重和摩擦时：
A、第一个图是等臂杠杆，，由杠杆平衡条件可得；故A正确；
B、第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数，；故B正确；
C、第三个图是动滑轮，动力作用在轴上，；故C错误；
D、第四个图是斜面，使用的斜面，因为，所以；故D正确。
故选：C。
不计机械自重和摩擦：
先判断出动力臂和阻力臂关系，再根据杠杆平衡条件得出力和重力G的关系；
使用滑轮组时，先判断出承担总重绳子的段数n，再根据得出力和重力G的关系；
使用动滑轮，动力作用在轴上，则有；
使用的斜面，，根据得出力和重力G的关系。
本题考查了使用杠杆、滑轮组、动滑轮、斜面时的拉力的计算，要细心，明确各种装置的省力特点是关键。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：A、轮轴是可以连续旋转的杠杆，正确；
B、螺丝刀拧螺丝是利用了轮轴省力的原理，故B错误；
C、根据杠杆平衡条件公式，可知动力作用在轴上，轮轴是一费力杠杆，可以省距离，故C正确；
D、自行车的车把相当于一个轮轴，车把相当于轮，前轴为轴，是一个省力杠杆，故D正确。
故选：B。
轮轴是一变形杠杆，是可以连续旋转地杠杆；
根据轮轴的概念分析解题，螺丝刀的刀柄是轮，导杆是轴；
动力作用在轴上时，轮轴是一费力杠杆，可以省距离；
在使用轮轴时，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一，实质上是省力杠杆。
此题主要考查的是学生对轮轴的实质、特点及其公式的正确理解和运用，难度不大。
 

7.【答案】A
 

【解析】解：A、车方向盘是利用了轮轴原理可以省力，由功的原理知道，使用任何机械都不省功，故A错误；
B、刹车时感觉自己身体向前倾，是因为人具有惯性继续向前运动造成的，故B正确；
C、噪声监测装置不可以防止噪声的产生，只能测量出噪声的等级，故C正确；
D、刹车时车很快停下来，主要是因为受到了摩擦力，车由运动变为静止，故D正确。
故选：A。
由功原理可知，使用任何机械都不省功；
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性；
噪声监测装置是测量噪声的分贝数的，而不是防止噪声的产生；
力是改变物体运动状态的原因。
此题考查了功的原理、惯性现象、噪声监测装置的作用、力和运动的关系，是一道综合题。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力；
B.由图可知，定滑轮不省力，所以拉力；
C.由图可知，动力臂是阻力臂的2倍，所以拉力；
D.由功的原理可得，，所以；
综上可知，当提起同一重物时，最省力的是D。
故选：D。
动滑轮可以省一半的力；
定滑轮不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
使用杠杆时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一；
根据功的原理得出等式即可求出拉力的大小。
本题考查了杠杆、动滑轮、斜面、滑轮组拉力的计算等，是一道较为简单的应用题。
 

9.【答案】C
 

【解析】由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械叫做轮轴，A、B、D都属于轮轴；滑轮不符合轮轴的概念，只是一个特殊的杠杆，所以C不是轮轴。
 

10.【答案】A
 

【解析】此螺丝刀在使用时相当于轮轴。在使用轮轴时，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一；改装后，相当于增大了轮半径，所以用起来更省力。
 

11.【答案】斜面  省力  不做功
 

【解析】解：由图知，场馆为残疾人建立了专用的通道是斜面，斜面是省力机械，力的作用距离和力的大小都取决于斜面倾角；轮椅在通道内通行过程中，地面对轮椅的支持力与通过的距离垂直，所以不做功。
故答案为：斜面；省力；不做功。
斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角，是省力机械；功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
本题考查了斜面与轮轴、力是否做功的判断，属于基础题型。
 

12.【答案】能  不能
 

【解析】解：根据功的原理可知：使用任何机械都不能省功；当小明骑自行车上坡走“S”型路线时，增大了距离，做功一定时，由公式可知，他这样能省力。
故答案为：能；不能。
根据功的原理可知：使用任何机械都不能省功；由公式分析省力情况。
解决此类问题要结合功的原理进行分析求解，知道使用任何机械都不省功。
 

13.【答案】 
 

【解析】解：使用四种简单机械匀速提升同一物体，设其重力为G，不计机械自重、绳重和摩擦，则：
第一个图，使用的是定滑轮，拉力；
第二个图，使用的是斜面，斜面高，斜面长，不计摩擦，额外功为0J，，，则；
第三个图，使用的是杠杆，动力臂为，阻力臂为2L，由杠杆平衡条件可得，，则；
第四个图，使用的是滑轮组，，拉力；
由以上分析可知，动力是最小的，其中。
故答案为：；。
不计机械自重、绳重和摩擦：
使用定滑轮时，拉力；使用斜面时，利用勾股定理求出斜面高，不计摩擦，额外功为0J，利用求拉力；使用杠杆时，根据图中信息求出动力臂，已知动力臂、阻力臂和阻力，利用杠杆平衡条件求拉力；使用滑轮组时，，拉力。
本题考查了使用定滑轮、斜面、杠杆、滑轮组时拉力的计算，要利用好条件：不计机械自重、绳重和摩擦。
 

14.【答案】

【解析】 解：提升物体到相同高度，斜面倾斜角度越大，越费力；斜面AB的倾斜角度小于斜面AC，所以斜面AB更省力．斜面光滑说明摩擦力为0，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同．速度相同，物体沿AC运动时用的时间较少，由知，做相同的功时，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大．
 

15.【答案】1、2  1、3、4  根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等 
 

【解析】解：探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据；
探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据；
根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等；
拓展有用功为：；
拉力做的总功：；
斜面的机械效率：。
故答案为：和2；、3、4；根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等；拓展。
探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，需要控制物重、倾角相同，表面材料不同；
探究斜面省力的情况与重力大小有关时，需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；
拓展根据公式可求拉力做的有用功；利用求出拉力做的功，即总功；斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
此题主要考查我们的实验分析能力，以及斜面机械效率的计算，是一道好题，要掌握。
 

16.【答案】重物时，可以省力  使用斜面缓慢提升相同重物到同一高度时，斜面倾角越大，拉力越大
 

【解析】解：比较图与记录的测力计的数据可以看出利用斜面时拉力变小了，即使用斜面匀速提升重物时，可以省力；
由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度不同时，拉力也不同，且斜面倾角越大，拉力越大，所以依据控制变量法可得出的结论是：使用斜面缓慢提升相同重物到同一高度时，斜面倾角越大，拉力越大。
故答案为：重物时，可以省力；使用斜面缓慢提升相同重物到同一高度时，斜面倾角越大，拉力越大。
比较图与或与或与两图中的拉力大小即可得出使用斜面的优点；
比较图与与三图中可以看出，实验斜面的材料相同，倾斜程度不同，拉力不同，比较数据可知，拉力与斜面的倾斜程度之间的关系，然后依据控制变量法的来概括得出结论。
本题考查实验数据的分析概括，注意比较分析数据的变化关系，描述结论时要注意利用控制变量法，首先说明条件，即：当一定时。
 

17.【答案】解：斜面高度为，
物体受到的重力为，
有用功为，
额外功为，
总功为，
由得，
拉力为；
斜面的机械效率为。
答：拉力F为75N；
斜面的机械效率为。
 

【解析】在直角三角形中，角所对直角边是斜边的一半。已知斜面长度，可以得到斜面高度；已知物体质量，利用可以得到重力；已知重力和上升高度，利用得到有用功；已知斜面长度和摩擦力，利用得到额外功；已知有用功和额外功，利用得到总功；已知总功和斜面长，利用得到拉力；
已知有用功和总功，两者之比是斜面的机械效率。
熟练运用计算功、机械效率的公式好变形公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦，是解答此题的关键。
 

18.【答案】杠杆  省力   自来水龙头
 

【解析】解：轮轴实质是可绕固定轴传动的杠杆；其支点在轴心，阻力作用在轴上，动力作用在轮上。轮半径大于轴半径，所以实质是省力杠杆。
螺丝刀的轮半径是，轴半径是，即，根据杠杆的平衡条件知，故正常使用螺丝刀是省力的，且动力是阻力的。
轮轴的实质是可绕固定轴传动；其支点在轴心，阻力作用在轴上，动力作用在轮上，轮半径大于轴半径，所以实质是省力杠杆，生活中实例有自来水龙头，自行车把等。
故答案为：杠杆；省力；；自来水龙头。
轮轴是一种省力机械，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一，是省力杠杆；
根据杠杆的平衡条件分析螺丝刀的省力情况；
根据使用的特点判断简单机械的分类。
本题考查了轮轴的实质和省力情况的判断，难度不大。
 

19.【答案】轮轴  10  40 
 

【解析】解：汽车方向盘本质是一个轮轴，使用的好处是可以省力，便于转向；
时，由可知，汽车速度；
时，汽车作匀速运动，由二力平衡知，牵引力，
故汽车的速度为：；
内，v与t成正比关系，，根据得，P与t成正比关系；
内，功率保持额定功率不变。
故牵引力的功率P随时间t变化的图象如图所示：

内牵引力所做的功是：。
故答案为：轮轴；；；如上图；。
汽车方向盘是一个轮轴；
根据求出速度大小；
根据求出时汽车速度大小；
内，汽车处于加速状态，速度与时间成正比关系，根据得，P与t成正比关系；
根据公式求出功的大小。
此题主要考查的是学生对功率计算公式及其变形公式的理解和掌握，对图象的理解是本题的难点，难度很大。