物理八年级下册5 改变世界的机械课后复习题
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教科版物理八下 11.5 改变世界的机械 同步练习
一、单选题
1.盘山公路是在高山上修建的公路,弯弯曲曲,如图所示。要研究汽车在它上面运动时的做功和受力情况,物理学中把它抽象为一种模型,此模型是( )
A. 杠杆 B. 斜面 C. 定滑轮 D. 动滑轮
2.山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路,这样车辆向上行驶时可以( )
A. 提高功率 B. 提高机械效率 C. 减小所需的牵引力 D. 减小所做的功
3.现要利用斜面将木箱拉上汽车,下列做法中可以提高斜面机械效率的是( )
A. 以较快的速度拉木箱 B. 以较慢的速度拉木箱
C. 减小斜面的倾斜程度 D. 增大斜面的倾斜程度
4.如图所示,利用斜面提升重物时,能够提高斜面机械效率的是( )
A. 斜面不变,增大物体的质量 B. 减小物体与斜面间的粗糙程度
C. 斜面倾角不变,增大斜面高度 D. 斜面倾角不变,增大斜面长度
5.所示是一块三角形的均匀大木板ABC,已知AB
A. F甲>F乙>F丙 B. F甲
A. 利用斜面运送货物虽然省力但是费了距离
B. 使用定滑轮既可以省力还可以改变力的方向
C. 通过改进可以制造出既省力又省距离的杠杆
D. 适当改变滑轮组的绕法可以达到既省力又省功的目的
7.如图所示,斜面长为3m,高为1m,工人用400N沿斜面方向的力将重为960N的箱子推到车上。在这过程中( )
A. 有用功是400J,总功是960J B. 有用功是960J,额外功是400J
C. 总功是1200J,机械效率是80% D. 有用功是400J,机械效率是80%
8.骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S形路线骑行,这样做是为了( )
A. 缩短上坡过程中所走的路程 B. 减少上坡过程中所做的功
C. 减小上坡过程中所施加的力 D. 缩短上坡过程中所用的时间
9.一个斜面高为h , 长为l , 该斜面的机械效率为η.现把重为G的物体沿斜面匀速向上移动,则物体受到的滑动摩擦力的大小为( )
A. +G B. -G C. D.
10.某升降式晾衣架的结构如图所示,该晾衣架没有应用到的简单机械是( )
A. 动滑轮 B. 定滑轮 C. 轮轴 D. 斜面
二、填空题
11.如图所示,斜面长 s=10m,高 h=4m.用沿斜面方向的推力 F,将一个重为 150N 的物体由斜面底端A 匀速推到顶端 B,运动过程中物体克服摩擦力做了 200J 的功,运动过程中克服物体的重力做的功 W=________J;斜面的机械效率η=________%;推力F 的大小F=________N。
12.山区陡峭行路难,弯弯曲曲的盘山公路解决了这一问题,它的作用相当于简单机械中的________,可以________(选填“省力”、“省距离”、“省功”)
13.如图所示,一个斜面长5m,高2m,把重为1000N的物体匀速地拉到斜面项端,若斜面是光滑的,则拉力为________N;若斜面不光滑,机械效率为η1 , 现保持斜面倾斜程度不变,将斜面长度改为15m,仍以同样的方式将此木箱匀速拉到斜面项端,此时斜面的机械效率为η2 , 则η1________η2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
14.如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为36N的物体缓慢升高10cm,拉力大小F为16N,拉力移动的距离为25cm,则杠杆的机械效率为________,若将重物的悬挂点A向右移动到B点,将重物提升相同的高度,则杠杆的机械效率将________(变大/变小/不变)(不考虑摩擦)。
15.如图所示,有斜面长为l、高为h的斜坡和物块等器材,同学们一起探究使用斜面这种简单机械是否省功,应测量的数值有物块重G、斜面高h、________和斜面长l。
三、实验探究题
16.朵朵在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”活动中,提出了以下猜想:
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关;
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关
为了验证自己的猜想,朵朵用木板搭成了如图所示的装置进行探究,记录数据如下表:
次数
斜面
倾角
物重G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长度s/m
有用功/J
总功/J
机械
效率
1
30°
5
0.6
4.2
1.2
3
5.02
2
30°
3
0.6
2.5
1.2
1.8
3
60%
3
42°
3
0.8
2.8
1.2
2.4
3.36
71%
(1)在实验过程中,应沿斜面向上________拉动木块;
(2)分析表中的数据发现:斜面越缓越________(选填“省力”或“费力”);
(3)第一次实验中斜面的机械效率η=________;
(4)比较1、2两次的实验数据可以用来验证猜想________,对比2、3两次实验数据,可初步得出结论:________。
(5)第二次实验中,物体受到的摩擦力f=________N;
17.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为________N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为________%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:________.
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数
钩码悬挂点
钩码总重
G/N
钩码移动距离
h/m
拉力
F/N
测力计移动距离
s/m
机械效率
η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:________;
请简要说明两条理由:
①________;
②________.
四、解答题
18.如图丙所示,甲乙两小儿之辩,关于机械省力,省功以及机械效率的辩论,你支持哪一方的说法?不支持另外一方的原因是什么?
五、计算题
19.如图所示,斜面长5m,高2m,小明用200N恒力沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端。求:
(1)小明做的有用功;
(2)斜面的机械效率。
20.如图所示,斜面高为2m,小兵同学用绳子在1min内将重为450N的木箱沿斜面由底端匀速拉到顶端,物体沿斜面移动了4 m,拉力大小为300N,绳重不计。求:
(1)小兵对木箱做的有用功;
(2)拉力做的功;
(3)斜面的机械效率;
(4)拉力做功的功率。
答案解析部分
一、单选题
1. B
解析:弯弯曲曲的盘山公路其实是简单机械中的斜面,在利用斜面时,可以起到省力的作用。
故答案为:B。
分析:盘山公路利用了斜面省力的原理。
2. C
解析:A.从功率的计算公式P= 可知,要想判断功率的大小,应该同时考虑做功的多少和做功的时间,A不符合题意。
B.从机械效率的公式η= 可知,要想判断机械效率的大小,应该同时考虑有用功和总功,B不符合题意。
C.斜面模型加长了运动距离,但可以省力,减小了车辆上山时所需要的牵引力,C符合题意。
D.从功的原理可知,使用任何机械都不省功,D不符合题意。
故答案为:C
分析:盘山公路的本质是变形的斜面,而使用斜面的目的就是省力,方法就是通过增大斜面的长度.
3. D
解析:AB.以较快的速度拉木箱或者以较慢的速度拉木箱,都不能减小额外功,所以不能提高斜面机械效率。AB不符合题意;
C. 当减小斜面的倾斜程度时,斜面的倾角变小,木箱对斜面的压力逐渐变大,在接触面粗糙程度不变时,压力越大,受到的滑动摩擦力就越大,这样额外功就越多,机械效率就越低。C不符合题意;
D.当增大斜面的倾斜程度时,斜面的倾角变大,木箱对斜面的压力逐渐变小,在接触面粗糙程度不变时,压力越小,受到的滑动摩擦力就越小,这样可以有效的减少额外功,提高斜面机械效率。D符合题意。
故答案为:D
分析:使用斜面时,有用功是克服重力做的功,克服摩擦力做的功为额外功;由于汽车的高度一定,因此克服重力做的功(即有用功)为定值,欲提高斜面的机械效率,就必须在有用功一定时,尽量减少额外功.
4. B
解析:A.增加物体质量,同时摩擦力也会增加,额外功增加,机械效率不一定增加,A不符合题意;
B.减小接触面粗糙程度,可以减小摩擦力从而减小额外功,提高机械效率,B符合题意;
CD.改变斜面高度或改变斜面长度,都没有减小额外功,所以不能提高机械效率,CD不符合题意。
故答案为:B。
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表达式,结合表达式分析求解即可。
5. C
解析:由题意知大木板的质量是均匀的,则各边中线交点O为三角形的重心,木板受到向上的力FA、FB、FC和向下的重力G的作用处于水平平衡,先以三角形木板的BC为轴,则三角形在A所受的抬力F甲和三角形木板重力G作用下,处于平衡状态,力臂为AO1、OO2(从A点和O点分别作BC的垂线段AO1和OO2 , 即为对应的力臂),则:F甲×AO1=G×OO2 ,
由三角形的中线、重心的几何知识得:AO1=3OO2
所以
同理可得 ,
即F甲=F乙=F丙
ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
分析:根据三角形的中线判断重心,重心到三角形各顶点距离相等,力臂相同,力的大小相同。
6. A
解析:A. 斜面长大于高度,利用斜面运送货物虽然省力但是费了距离,A符合题意;
B. 使用定滑轮可以改变力的方向,但不不省力,B不符合题意;
C. 没有任何机械能够既省力又省距离,不可能制造出既省力又省距离的杠杆,C不符合题意;
D. 使用任何机械都不省功,D不符合题意。
故答案为:A
分析:明确机械功原理:使用任何机械都不省功.
7. C
解析:解:(1)箱子重G=960N,斜面高h=1m,做的有用功为:W有用=Gh=960N×1m=960J;(2)斜面长为3m,推力是400N,推力做的总功为:W总=Fs=400N×3m=1200J;(3)因为W总=W有用+W额 , 所以W额=W总﹣W有用=1200J﹣960J=240J;(4)斜面的机械效率为:η= = ×100%=80%。
由此可知,ABD不符合题意、C符合题意。
故答案为:C。
分析:利用W有用=Gh求得有用功,再利用W总=Fs求得总功,再利用W总=W有用+W额求得额外功,最后利用η= 求得斜面的机械效率.
8. C
解析:A、上坡时,自行车上升的高度不变,走S形路线所走的路线较长,A不符合题意.
B、使用任何机械都不省功,B不符合题意.
C、上坡时,走S形路线所走的路线较长,相当于增长了斜面的长度,斜面越长越省力.C符合题意.
D、速度一定,走S形路线所走的路线较长,所用的时间较长.D不符合题意.
故答案为:C.
分析:机械功原理:使用任何机械都不省功.
走S形路线,增长了斜面的长度,斜面越长越省力.
9. D
解析:有用功为: ;
根据 得总功为: ;
则额外功为:
额外功为克服摩擦力所做的功,所以可得摩擦力为:
。
D符合题意。
故答案为:D
分析:此题考查有关斜面机械效率的计算(W有用=Gh;W总=Fs),容易出错的是摩擦力的计算,我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功,明确总功应等于有用功与额外功之和.
10. D
解析:解:A、动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,连接在横梁上与晾衣架一起升降的滑轮为动滑轮,故A不符合题意;
B、定滑轮可以改变力的方向,但不省力,固定在天花板上的滑轮为定滑轮,故B不符合题意;
C、使用轮轴可以省力,也可改变力的方向,固定在墙上有摇臂的为轮轴,故C不符合题意;
D、从晾衣架的结构图上看,没有用到斜面,故D符合题意.
故选D.
分析:根据简单机械的特点,以及使用特点,判定出属于那种简单机械.
二、填空题
11. 600;75;80
解析:运动过程中克服物体的重力做的功W有=Gh=150N×4m=600J运动过程中做的总功W总=W有+W额=600J+200J=800J
斜面的机械效率 =75%推力的大小 =80N
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。
12. 斜面;省力
解析:弯弯曲曲的盘山公路其实质是简单机械中的斜面,在利用斜面时,通过费距离的方法,可以达到省力的目的。
分析:利用斜面提升物体,可以增加做功的距离总而减小做功需要的力。
13. 400;等于
解析:因为斜面是光滑的,则有W有=W总
即Gh=Fs
1000N×2m=F×5m
解得F=400N由斜面的机械效率
可知,因为斜面倾斜程度不变,故h与s的比值不变,且G与F均不变,故η不变。故η1=η2
分析:斜面光滑,拉力做功与重力做功相同,列方程求解拉力大小;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。
14. 90%;变大
解析:杠杆的机械效率为 若将重物的悬挂点A向右移动到B点,将重物提升相同的高度,杠杆提升的高度减小,则有用功不变,额外功减小,所以总功也减小,由 可知机械效率增大了。
分析:根据物体的重力和高度的乘积计算有用功,拉力和移动的距离的乘积计算总功,有用功和总功的比值计算机械效率;在有用功不变时,总功减小,机械效率变大。
15. 弹簧测力计对物块的拉力F
解析:探究使用斜面这种简单机械是否省功,我们需要知道物体做的有用功、总功;根据做功条件可知做有用功需要知道物体的重力F、斜面高h,总功需要知道斜面长l、弹簧测力计对物块的拉力F。
分析:测量使用斜面是否省功时,需要测量物体的重力、斜面高度和长度,斜面上对物体的拉力。
三、实验探究题
16. (1)匀速直线(2)省力(3)59.8%(4)A;在其他条件一定时,斜面倾斜角度越大,斜面的机械效率越高(5)1
解析:(1)为了保证弹簧测力计的示数稳定,应沿斜面向上匀速拉动木块。(2)由表中2、3次实验数据可知,物体重力相同,2次斜面倾角较小,拉力较小,可以得到斜面越缓越省力。(3)第一次实验中斜面的机械效率 (4)对比1、2两次实验的数据,控制的是斜面倾角相同,改变的是物体的重力,因此是研究斜面的机械效率与物体重力的关系,即验证的是猜想A。对比2、3两次实验的数据,控制的是物体的重力相同,改变的是斜面倾角,且斜面倾角越大,机械效率越高,故可得出结论:当物体的重力相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越大。(5)第二次实验中,额外功W额=W总2-W有2=3J-1.8J=1.2J
物体受到的摩擦力f= =1N
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。
17. (1)0.5;66.7;由于使用杠杆时需要克服摩擦做功
(2)不能;两次实验时钩码没有挂在同一位置;仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的
解析:(1)弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.1N,指针超过5个小格,示数为0.5N.
用杠杆提起货物,对货物做的功是有用功,W有=Gh=1N×0.1m=0.1J.
用杠杆提起货物,对整个杠杆做的功是总功,W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J.
∴杠杆的机械效率:η= =
额外功产生的原因:克服机械的重做功、克服摩擦做功.答案不唯一.(2)分析机械效率的影响因素采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持位置不变.其次,应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论.只凭一次实验数据做出结论是不科学的.
分析:(1)用杠杆提升物体,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;由于摩擦力的存在,使得效率低于百分之百;
(2)结合表格给出的数据分析影响机械效率的因素即可。
四、解答题
18. 解:功的原理,使用任何机械都不省功,因此无论使用哪种机械,都不省功,所以甲方小孩的说法不正确;甲方小孩用斜面提升物体,额外功是存在的,故机械效率不会很高;而乙方小孩直接提升物体,额外功很小,故机械效率高;所以我支持乙方小孩的说法.
解析: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。
五、计算题
19. (1)解:小明做的有用功为W有用=Gh=300N×2m=600J
(2)解:小明所做的总功为W总=Fs=200N×5m=1000J
斜面的机械效率为η= =60%
解析: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。
20. (1)解:由W=Gh可知,小兵对木箱做的有用功是:W有用=Gh=450N×2m=900J
(2)解:由W=Fs可知,拉力做的功是:W =Fs=300N×4m=1200J
(3)解:斜面的机械效率是:η=
(4)解:由 知道,拉力做功的功率:
解析:(1)根据W=Gh求出有用功;
(2)利用W=Fs求出总功;
(3)斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
(4)利用 求拉力做功的功率.
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