物理5 改变世界的机械习题

教科版物理八下同步提升练习11.5 改变世界的机械

一、选择题

1．关于轮轴和斜面，下列说法中正确的是（　　）

A．轮轴是省力机械，斜面是费力机械 

B．都可能为费力机械 

C．斜面是省力机械，轮轴有时可作为费力机械使用 

D．它们一定是省力机械

解：A、轮轴可以成为费力机械，但斜面不能作为费力机械使用，故A错误；

B、轮轴可以成为费力杠杆，但斜面一定是一个省力杠杆，故B错误；

C、斜面一定是省力机械，轮轴有时可作为费力机械使用，故C正确；

D、斜面一定是省力机械，轮轴的实质是一个杠杆，如果轮半径大于轴半径时，动力作用在轮上，是省力的机械，若动力作用在轴上，是费力的机械，故D错误。

答案：C。

2．下列关于简单机械的理解，错误的是（　　）

A．车能轻松上山，盘山公路可看作是一个斜面 

B．汽车方向盘本质是一个等臂杠杆 

C．用绳子把两根光滑的木棍绕起来，小金拉动后小明和小杰会撞一起，可以看作是滑轮组 

D．两小孩在玩跷跷板，可以看作是一个杠杆

解：

A、盘山公路相当于一个斜面，斜面模型加长了运动距离，即费距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，故A正确；

B、方向盘是一个轮轴，力作用在轮上可以省力，所以实质是省力杠杆，故B错误；

C、将绳子的一头系在一棍上，然后如图所示，在棍子的中部绕几圈，另一头由小金拉着，小明和小杰会撞一起，它的实质是一个滑轮组，故C正确；

D、两小孩在玩跷跷板，由支点、两个力、两个力臂，符合杠杆的五个要素，故其原理是杠杆原理，故D正确。

答案：B。

3．下列工具中不属于轮轴的是（　　）

A．螺丝刀 B．钳子 C．扳手 D．自行车车把

解：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。A、C、D都属于轮轴。

钳子竿不符合轮轴的概念，只是一般的杠杆，故B不是轮轴。

答案：B。

4．下列事例运用到斜面原理的是（　　）

A．方向盘 B．螺丝钉 

C．旱冰鞋 D．斜拉桥

解：

A、汽车的方向盘是一个轮轴，动力作用在轮上，可以省力，故A不符合题意；

B、螺丝钉运用了斜面的原理，使用时可以省力，故B符合题意；

C、旱冰鞋上小轮子的作用是通过滚动摩擦代替滑动摩擦，使摩擦力大大减小，故C不符合题意；

D、斜拉桥运用了杠杆原理，是省力杠杆，故D不符合题意。

答案：B。

5．骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（　　）

A．缩短上坡过程中所用时间 

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．增加上坡时的机械效率

解：上坡时，不管路线如何，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，由功的原理知，斜面越长越省力。

答案：C。

6．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

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。

答案：D。

7．物理学上经常把一些复杂的物体建立物理模型方便研究，下列对应的物理模型错误的是（　　）

A．盘山公路﹣﹣斜面 B．滚动轴承﹣﹣轮轴 

C．自行车把﹣﹣轮轴 D．自卸货车的车厢﹣﹣杠杆

解：A、盘山公路是在高度一定时增加长度来省力的斜面，正确；

B、滚动轴承是用滚动代替滑动从而减小摩擦力，错误；

C、自行车把是轮轴，正确；

D、自卸货车的车厢是杠杆，正确。

答案：B。

8．小亮是一个爱动脑、爱观察的中学生，最近，爸爸买了一辆新自行车，他仔细观察，认真研究自行车的结构后，有了许多新发现，下列说法中错误的是（　　）

A．手把连接前轮的转向机制是轮轴的运用 

B．刹车把手是一个省力杠杆 

C．自行车最好不要单独刹前轮，这样由于惯性，车子可能向前翻倒 

D．前刹片是利用摩擦力使车轮减速的，同时在与地面的接触点产生向前的摩擦力来使车体减速

解：

A、自行车中控制前轮转向的车把在使用时，属于简单机械中的轮轴，故A正确；

B、车把是个轮轴，力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力杠杆，故B正确；

C、快速行驶的自行车，如果突然只把前轮刹住，前轮停止运动，而后轮由于惯性要保持原来的状态继续向前运动，由于人和车具有惯性后轮会跳起来，而使车向前翻倒，故C正确；

D、前刹片是利用摩擦力使车轮减速的，自行车用力蹬而前进时，后轮相对于地面有向后的运动趋势，因此后轮所受的摩擦力向前；前轮是利用地面的摩擦力滑行的，因此前轮受到的摩擦力向后，使车减速，故D错误。

答案：D。

9．电工在安装家庭电路时，需用螺丝钉将灯座固定在天花板上，下列组合最省力的是（　　）

A．细柄螺丝刀，密纹螺丝钉 

B．粗柄螺丝刀，密纹螺丝钉 

C．粗柄螺丝刀，疏纹螺丝钉 

D．细柄螺丝刀，疏纹螺丝钉

解：（1）螺丝刀是省力杠杆，相当于一个轮轴。粗柄是一个较大的轮，细杆是一个较小的轴。刀柄越粗、动力臂越长，就越省力。

（2）密纹螺丝钉间距小，旋转一圈进入的深度小，感觉省力。

因此粗柄螺丝刀，密纹螺丝钉组合最省力。

答案：B。

10．如图所示，有一斜面长为L＝4m，高为h＝1m，现用F＝60N的力沿斜面把物重200N的物体从底端匀速拉到顶端。则物体受到斜面的摩擦力f大小为（　　）

A．200N B．60N C．40N D．10N

解：（1）有用功：

W有用＝Gh＝200N×1m＝200J，

总功：

W总＝FL＝60N×4m＝240J；

（2）克服摩擦力做功：

W额＝W总﹣W有用＝240J﹣200J＝40J，

由W额＝fL可得摩擦力：

f＝＝＝10N。

答案：D。

11．某同学通过仔细观察发现生活中有很多简单机械，如：手钳、剪刀、镊子、扳手、钥匙等等。当把钥匙插入锁孔开锁时，锁芯随之转动，钥匙就相当于（　　）

A．杠杆 B．轮轴 C．滑轮 D．斜面

解：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。

答案：B。

12．某小朋友想用40N的力提升60N的重物，他不能选用下列哪种简单机械（　　）

A．定滑轮 B．动滑轮 C．杠杆 D．斜面

解：

因为40N的拉力要提起重60N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而杠杆、斜面和动滑轮能达到省力的目的，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用40N的拉力能提起重60N的物体的简单机械是杠杆、斜面和动滑轮。因此符合题意的只能是A选项。

答案：A。

13．斜面也是一种简单机械，利用斜面也能省力。如图所示是两个光滑的斜面，

∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受平行斜面的拉力从底端匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB．则（　　）

A．FA＜FB B．FA＞FB C．FA＝FB D．无法确定

解：由于斜面是光滑的，则不计摩擦的条件下使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，越省力；

由图知：AC＞BC，∴FA＜FB。

答案：A。

14．下列说法中错误的是（　　）

A．轮轴是可以连续旋转的杠杆 

B．轮的半径是轴的半径的几倍，作用在轮上的力是作用在轴上阻力的几倍 

C．如果动力作用在轴上，就能少移动距离 

D．用扳手拧螺帽时，手握在扳手柄的末端比握在柄的中部省力

解：A、轮轴是可以连续旋转的杠杆，正确；

B、根据杠杆平衡条件公式，可知，轮的半径是轴的半径的几倍，作用在轮上的力是作用在轴上阻力的几分之一，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、根据杠杆平衡条件公式，力和力臂成反比，所以当手握在扳手柄的末端时，相当于增大了轮半径，此时的动力就会变小，比握在柄的中部省力，故D正确。

答案：B。

二、填空题

15．如图所示为维修工人常用的一种套筒扳手。使用时将金属手柄插入套筒，再将套筒套在需要拧动的螺栓或螺母上，扳动金属手柄使套筒转动，就可以拧动螺栓或螺母了。使用时，套筒扳手相当于一个　轮轴　（选填“滑轮”或“轮轴”）。某次沿顺时针扳动套在螺栓上的螺母，则螺母受到螺栓施加的力沿　逆　时针方向。若想要扳动时更省力，可以　使手的位置远离套筒　。

解：（1）套筒扳手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；

（2）故某次沿顺时针扳动套在螺栓上的螺母，则螺母受到螺栓施加的摩擦力方向与螺母运动方向相反，沿逆时针方向；

（3）增加轮半径可使轮轴更省力，若想要扳动时更省力，可以使手的位置远离套筒。

答案：轮轴；逆；使手的位置远离套筒。

16．斜面长5m、高1m，把重为800N的物体匀速推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为　160　N．由此可以判断，斜面是一种　省力　机械。

解：有用功：W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，

当斜面光滑时，摩擦力为零，则有用功等于总功，

由W＝Fs可得，推力的大小：

F＝＝＝160N；160N＜800N，故由此可以判断，斜面是一种省力机械。

答案：160N；省力。

17．如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若F1＝20N，盘的半径为20cm，轴的直径为4cm，不计摩擦阻力，则F2＝　200　N．门锁的把手相当于一个　省力　（选填“省力”或“费力”）轮轴。

解：（1）轮轴的实质是杠杆的变形，

根据杠杆的平衡条件，F1R＝F2r，

F1＝20N，R＝20cm，r＝＝＝2cm，

F2＝＝＝200N；

（2）门锁的把手外轮半径大于轴半径动力作用在轮上，相当于一个省力轮轴。

答案：200；省力。

18．我们生活中经常使用的工具和常见到的场景，分别属于哪种简单机械？

（1）用扳手拧紧螺钉　轮轴　；

（2）汽车走在盘山公路　斜面　；

（3）挑东西的扁担　杠杆　；

（4）建筑施工时用的吊栏装置　滑轮　。

解：（1）用扳手拧螺钉，扳手此时相当于轮轴；

（2）盘山公路相当于斜面，是一个省力机械；

（3）用扁担挑东西时，扁担可绕肩转动，所以扁担相当于杠杆；

（4）施工时用的吊篮安装了滑轮。

答案：（1）轮轴；（2）斜面；（3）杠杆；（4）滑轮。

三、实验探究题

19．在探究斜面的省力程度的大小与什么因素有关时，小俊同学作了以下猜想：

A、可能与斜面的倾斜程度有关

B、可能与接触面的粗糙程度有关

为了验证以上猜想是否正确，小份设计了如图所示的方案：用弹簧测力计拉着一个重为5N的木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计的示数。小俊按照设计的方案进行实验，测得甲、乙、丙三个图中La＝Lc＜Lb，Fa＝3N、Fb＝2.5N、Fc＝3.8N．试完成下列问题：

（1）在实验过程中，沿斜面向上拉木块时，应使木块做　匀速直线　运动。

（2）本实验用到了控制变量法来探究，在你学习物理的过程中也用到此方法的实例还有　探究影响动能大小的因素　（写出一个就可）。

（3）对比　甲和乙　两图，目的是为了验证猜想A；对比　甲和丙　两图，目的是为了验证猜想B。

（4）由此实验可得到的初步结论是；斜面的倾角越　小　（填“大”或“小”），斜面越省力；表面越　光滑　，斜面越省力。

解：（1）实验中为了准确测量弹簧测力计示数的大小，应该匀速拉动木块，此种情况下，弹簧测力计示数稳定，便于读数；

（2）本实验中用到了控制变量法，类似的实验有：探究影响电磁铁磁性强弱的因素、探究影响动能大小的因素、探究电流与电压的关系等；

（3）探究斜面的省力程度的大小与斜面的倾斜程度有关时，应控制斜面的粗糙程度相同，斜面的倾斜程度不同，所以应选择甲和乙进行探究；

探究斜面的省力程度的大小与斜面的粗糙程度有关时，应控制斜面的倾斜程度相同，斜面的粗糙程度不同，所以应选择甲和丙进行探究；

（4）甲和乙的斜面的粗糙程度相同，倾斜程度不同，即甲的倾角要大于乙的倾角，Fa＝3N、Fb＝2.5N，则表明，倾角越小，拉力越小，越省力；

甲和丙的倾斜程度相同，粗糙程度不同，甲的粗糙程度小于丙的粗糙程度，Fa＝3N、Fc＝3.8N，则表明，斜面越光滑，所用的拉力越小，越省力；

答案：（1）匀速直线；（2）探究影响动能大小的因素；（3）甲和乙；甲和丙；（4）小；光滑。

20．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。

（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持　静止　状态，并依据　二力平衡　条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面　匀速　向上拉木块，收集到表中的实验数据：

①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时　能　（选选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越　省力　（选填“省力”或“费力”）；

②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向　右　（选填“左”或“右”）移；

③请举出应用斜面的一种实例：　盘山公路　。（写出一种即可）

解：

（1）测量木块的重力时，让木块处于静止状态，此时木块受到重力和弹簧测力计拉力的作用，此二力为平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；

（2）为了能够准确的测量出拉力，应使弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动木块；

①由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力；

②要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动；

③盘山公路是斜面应用的一个很好的例子。

答案：（1）静止；二力平衡；（2）匀速；①能；省力；②右；③盘山公路。