【能力培優(yōu)】八年級(jí)物理下冊(cè)機(jī)械與功專題訓(xùn)練教科版

1、第十一章機(jī)械與功1, 杠桿1.如圖所示是一個(gè)指甲刀的示意圖；它由三個(gè)杠桿 ABC OBCF口 OEDfi成，用指甲刀剪指甲時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.三個(gè)杠桿都是省力杠桿B.三個(gè)杠桿都是費(fèi)力杠桿C. ABB省力杠桿，OBD OED費(fèi)力杠桿D. ABB費(fèi)力杠桿，OBD OED省力杠桿2.三個(gè)和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能詳。如圖所示，圖甲和尚們商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑兩小桶，瘦和尚和小和尚兩人合抬一大桶，以下說(shuō)法中正確的是（）乙,內(nèi)A.圖乙中水桶向后傾，胖和尚可以將他的肩往前移動(dòng)一點(diǎn)距離B.圖乙中水桶向后傾，胖和尚可以將后面水桶往后移動(dòng)一點(diǎn)距離C.圖丙中小和尚為減輕瘦和尚的負(fù)擔(dān)，可以讓瘦

2、和尚往前移動(dòng)一點(diǎn)距離D.圖丙中小和尚為減輕瘦和尚的負(fù)擔(dān)，可以將水桶往前移動(dòng)一點(diǎn)距離3 .乒乓球、保齡球等表面都是光滑的， 為什么高爾夫球的表面上布滿小坑呢？經(jīng)有關(guān)科學(xué) 家研究發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)等大的球，一個(gè)表面布滿小坑，另一個(gè)表面光滑，在空中高速飛行時(shí)， 表面布滿小坑的球受到的空氣阻力較小。現(xiàn)將質(zhì)量與體積均相等的兩個(gè)小球A （表面布滿小坑）與 B （表面光滑）分別利用細(xì)繩懸掛在等臂杠桿的兩端，使杠桿水平平衡，如 圖所示。當(dāng)從兩球正下方同時(shí)以相同速度（足夠大）的風(fēng)對(duì)準(zhǔn)它們豎直向上吹時(shí)，則以 下說(shuō)法中正確的是（）A,杠桿左端下降 B.杠桿右端下降4 .（教材拓展）如圖所示，桿秤 是民間的一種測(cè)量工具。使用

3、時(shí)，將待測(cè)物體掛在秤鉤A上，用手拎住秤鈕 B或C （相當(dāng)于支點(diǎn)），秤泥 D在秤桿E上移動(dòng)，當(dāng)桿秤水平平衡時(shí) 就可以在秤桿上讀出讀數(shù)。（1）從科學(xué)的角度來(lái)看，桿秤應(yīng)該是一種測(cè)量 大小的工具。（2）根據(jù)杠桿平衡的條件分析，使用桿秤時(shí)，當(dāng)從秤紐C換到不紐B時(shí)，最大測(cè)量值將變。（3）秤旎D的質(zhì)量為0.5 kg ,秤旎D可移到秤桿尾部 F上，秤鉤A離秤鈕B有2 cm, 秤鉤A離秤鈕C有12 cm, F離B點(diǎn)60 cm。求桿秤的最大稱量。1. C 【思維點(diǎn)睛】杠桿可分為：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，可以從動(dòng)力臂和阻力臂 的大小關(guān)系進(jìn)行判斷，當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，是省力杠桿；當(dāng)動(dòng)力臂等于阻力臂時(shí)，是等臂杠

4、桿；當(dāng)動(dòng)力臂小于阻力臂時(shí)，是費(fèi)力杠桿。2. C3. A 【解析】由題意知：在空中高速飛行時(shí)，表面布滿小坑的球受到的空氣阻力較小，同 理，在被向上的氣流吹時(shí)，表面布滿小坑的球產(chǎn)生的向上的力也比普通的小球小，而它 們?cè)忍幱谄胶鉅顟B(tài)，所以，杠桿左端下降。故選 Ao4. （1）質(zhì)量（2）大（3） 15 kg2. 滑輪1 .（拓展創(chuàng)新）如圖所示，滑輪重及滑輪摩擦不計(jì)，物體A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列幾種說(shuō)法中正確的是（）A.兩物體重力白大小關(guān)系是G=2GB. A物體受到的摩擦力的大小fA=2GC. A物體所受的合力的方向是向右的D. A物體受到三個(gè)力的作用，B物體受到兩個(gè)力的作用2 .（技巧延伸）如圖所

5、示，吊籃的重力為 400 N ,動(dòng)滑輪總重力為 50 N ,定滑輪總重力為 40 N ,人的重力為600 N,人在吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí)需用力（）A. 218 NB. 220 NC. 210 ND. 236 N3 .（教材拓展）動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上，是 杠桿，如圖所示，物體重 400 N,滑輪重10 N （繩重、摩擦不計(jì)），若要?jiǎng)蛩偬嵘匚?，則自由端勻速豎直向上的拉力F為J ,若拉力F的方向向右傾斜一些，如圖所示的虛線所示，則拉力將 （選填“變大” “變 小”或“不變”）。4 .如圖所示的裝置中，不計(jì)滑輪摩擦，當(dāng)水平向右的拉力F=5 N時(shí)，物體恰能勻速向右運(yùn)動(dòng),則物體所受地面摩擦力的大小為_(kāi)N_ 。如果

6、物體在 2 s的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)了 4 m,則力F端的速度是m/s 。5 .質(zhì)量為60 kg的小明利用如圖所示滑輪組來(lái)提升重物。試思考并解答下列問(wèn)題（ g取10 N/kg）。已知物重是 800 N,不考慮摩擦及繩重時(shí)：（1）若實(shí)際拉力是500 N,動(dòng)滑輪的重力多大？（2）小明利用此滑輪組至少需提起多重重物才能省力？（3）小明利用此滑輪組至多能提起多重重物？1 .【思維點(diǎn)睛】物體 A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，A B所受合力都為0,物體A所受拉力等于物體 A所受的摩擦力，是物體 B重力的2倍。B【解析】物體A所受拉力等于A所受的摩擦力，是物體B重力的2倍，故A錯(cuò)誤，B正確， 物體靜止

7、，所受合力為0,不存在合力方向，故C錯(cuò)誤。物體A靜止受4個(gè)力，重力、支持力、 拉力、摩擦力。物體B靜止受兩個(gè)力，重力和拉力，故 D錯(cuò)誤。2 .【思維點(diǎn)睛】此題可用整體法來(lái)進(jìn)行分析，把動(dòng)滑輪、人和吊籃作為一個(gè)整體，當(dāng)?shù)趸@ 不動(dòng)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，那么5段繩子所承受的拉力正好是人、動(dòng)滑輪和吊籃的重力和?？蓳?jù)此求解。C【解析】將人、吊籃、動(dòng)滑輪看作一個(gè)整體，由于他們處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡。則人的，、一 1 ,一拉力 F= (400 N+50 N+600 N) =210 N。故選 C53 .【思維點(diǎn)睛】動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省 1力多費(fèi)1倍距離。已知用2一個(gè)動(dòng)滑輪使物體向上運(yùn)動(dòng)，

8、所以動(dòng)滑輪上有2段繩子，繩端的拉力是物體重力和動(dòng)滑輪重力的一半，根據(jù)此關(guān)系求出動(dòng)滑輪的重力。省力205 變大【解析】動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，所以是省力杠桿。由題意可得：F ="良=400 N+10 N =205 N ,因?yàn)槿衾的方向稍向右傾斜一些，動(dòng) 22力臂減小，所以根據(jù)杠桿平衡條件可知拉力將變大。4 .【思維點(diǎn)睛】由動(dòng)滑輪的省力情.況可知：f* If輪，在此題中，動(dòng)力作用在輪上，2阻力作用在繩子的自由端。知道物體移動(dòng)的距離，從而可以判斷出拉力 F移動(dòng)的距離， s 又知道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，可利用公式v= -計(jì)算出拉力F端的速度。t2.5 1【解析】作用在自由端的力為物體

9、與地面之間的摩擦力，即f=F自，動(dòng)滑輪可以省一半的力，rr11即：£=尸自=一尸輪=-X5 N=2.5 N ,得f=2.5 N。物體在水平萬(wàn)向上勻速移動(dòng) 4 m,則F在22水平方向上移動(dòng)的距離為2 m,因?yàn)閠=2 s ,所以拉力F端的速度為：v =二=2m=1 m/s。t 2 s5. ( 1) 200 N (2) 200 N (3) 1000 N3.功功率1 .如圖所示，甲、乙兩物體沿豎直向上方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力。則（）A.甲的速度一定大于乙的速度B.甲的重力一定大于乙的重力C.拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功D.拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率2 .分別用如圖所

10、示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在 100 s內(nèi)將重為400 N的物體G勻速提升10 m 每個(gè)滑輪的重均為 20 No不計(jì)繩重及摩擦，此過(guò)程中（）甲 乙A. F甲做的功大于F乙做的功B. F甲做的功小于F乙做的功C. F甲做功的功率小于F乙做功的功率D. F甲做功的功率等于F乙做功的功率3 .（教材拓展）如圖所示，餐廳服務(wù)員手托茶盤， 沿水平方向走向顧客， 以地面為參照物， 茶盤是 （選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的，在水平方向上，豎直向上的托力 F對(duì)茶 盤 （選填“做了”或“沒(méi)有做”）功。4 .如圖所示，質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體醇，平放在水平地面上，第一次用豎直向上的力Fi只作用于ab的中點(diǎn)，第二次用豎直向上的

11、力F2作用于bc的中點(diǎn)，都使它們?cè)谪Q直方向上慢慢向上移動(dòng)h （hvabvbc）,則在上述過(guò)程中 Fi （選填“大于” “小于”或“等于"）F2； Fi所做白功 W（選填“大于” “小于”或“等于"）F 2所做的功W。5 .（技巧延伸）如圖甲所示，一塊質(zhì)量為 0.2 kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上，在豎直方向上拉力 F=3 N的作用下向上運(yùn)動(dòng)，鐵塊運(yùn)動(dòng)速度 v與時(shí)間t的關(guān)系 圖像如圖乙所示。則鐵塊受到的摩擦力為 J , 06 s內(nèi)拉力F所做的功是 J 。（取 g=10 N/kg ）1. B【解析】?jī)蓚€(gè)物體分別在 10 N和8 N的力的作用下，做勻速運(yùn)動(dòng)，不能確

12、定物體運(yùn) 動(dòng)速度的大小。故 A錯(cuò)誤。甲、乙都處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上受到的重力和拉力是 一對(duì)平衡力，兩者大小相等，故甲受到的重力為10 N,乙受到的重力為 8 No故B正確。由于物體在力的作用下通過(guò)的距離s大小不知，雖然 F甲大于F"根據(jù) WFs可知，仍然無(wú)法比較兩者所做功的大小。故 C錯(cuò)誤。由于物體運(yùn)動(dòng)的速度大小關(guān)系未知，雖然 F甲大 于F乙，根據(jù)F=Fv可知，仍然不能確定兩者功率的大小關(guān)系。故 D錯(cuò)誤。2. D【解析】由圖甲可知：n=2,不計(jì)繩重及滑輪軸間的摩擦，1, 一 一、 1F甲=-（G物+G輪）=2（400 N +20 N）=210 N ,W=尸甲$甲=尸甲門八甲=21

13、0 NX 2X10 m=4200 J,描=W = 4200 J 42 W。由圖乙可知：n=3, t 100 s11不計(jì)繩重及滑輪軸間的摩擦，F(xiàn)乙=-（G物+G輪）=1 （400 N +20 N）=140 N , W=尸乙5乙二尸乙門八33乙=140 NX3X10 m=4200 J,吃=匕£ = 00J =42 W 。由以上可得： W? =WL , P甲=P乙。故 t 100 s選D。3 .運(yùn)動(dòng) 沒(méi)有做【解析】餐廳服務(wù)員手托茶盤，沿水平方向走向顧客，以地面為參照物，茶盤相對(duì)于地面 位置發(fā)生了改變，因此茶盤相對(duì)于地面是運(yùn)動(dòng)的；茶盤受到豎直向上的托力，而茶盤在 豎直方向上的方向沒(méi)有發(fā)生位移

14、，因此豎直向上的托力對(duì)茶盤沒(méi)有做功。4 .【思維點(diǎn)睛】磚不滑動(dòng)時(shí)可認(rèn)為科是以觸地點(diǎn)為支點(diǎn)形成的一種轉(zhuǎn)動(dòng)，因微微抬起所以 可以看作為轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡；在逐漸抬起的過(guò)程中，動(dòng)力始終向上；動(dòng)力臂大小不變； 物體的重力和阻力臂也保持不變，從而可知?jiǎng)恿Φ拇笮∽兓?。根?jù)公式W=Fs可以比較出兩個(gè)力做功的多少。等于 等于【解析】（1）第一次以與地面接觸的下邊為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，F(xiàn)1克服重力才能將磚抬起，即1111F1 Mcb=mg x-cb ； E = -mg ；第一次同理有： F2 xab=mg x- ab , F2 = -mg ,所以 R=F2； 2222拉力F1做的功 W=F1h,拉力F2做的功怔Fzh;因?yàn)镕

15、i=F2,所以 W=W。5.1 3.6【解析】由乙圖可見(jiàn)，鐵塊在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運(yùn) 動(dòng)，鐵塊受到平衡力的作用。在豎直方向上受到豎直向下的重力G豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力 F,根據(jù)平衡力的特點(diǎn)，故鐵塊受到的摩擦力大小 f=F-G=3 N-0.2 kgX10 N/kg=1 N。鐵塊在06 s內(nèi)升高的距離 s=vt =0.2 m/s X6 s=1.2 m ,因此拉力 F做的功 W=Fs=3 NX 1.2 m=3.6 J 。4 .機(jī)械效率1 .在雜技表演中，有一項(xiàng)跳板節(jié)目，若支點(diǎn)在跳板的中央，當(dāng)質(zhì)量為60 kg的兩名男演員同時(shí)從距離地面 3 m高處由靜止下落到

16、跳板的一端時(shí)，靜立于另一端的質(zhì)量為40 kg的一名女演員被向上彈起4 m高。若不考慮空氣阻力和人的內(nèi)力做的功。則跳板的機(jī)械效率為（）A. 88.9%B 85.3%C 44.4%D 40.4%2 .小強(qiáng)利用如圖所示的滑輪組去拉物體，使重為 2000 N的物體A在3 s內(nèi)沿水平方向勻速 移動(dòng)了 6 m,若A所受地面的摩擦力f=600 N,小強(qiáng)所用拉力 F=250 N,則拉力F的功率 為 W該裝置的機(jī)械效率是 。3 .（技巧延伸）如圖甲所示的滑輪組，每個(gè)滑輪等重。不計(jì)繩重和摩擦，物體重G從200 N開(kāi)始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速拉動(dòng)繩子將物體提升同樣的高度。圖乙記錄了在此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械

17、效率隨物體重力的增加而變化的圖像。每個(gè)動(dòng)滑輪重N,繩子能承受的最大拉力是N5 .(教材拓展)某物理實(shí)驗(yàn)小組在做“探究滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，有以下實(shí)驗(yàn)器材: 滑輪組、鉤碼、細(xì)線、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。(實(shí)驗(yàn)中不計(jì)細(xì)線重及摩擦)(1)該小組用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在滑輪組下掛一重為G的物體，用大小為 F的力勻速拉動(dòng)細(xì)線的自由端使物體上升了h,那么滑輪組的機(jī)械效率 Y 1=,動(dòng)滑輪重 G動(dòng)=。(2)實(shí)驗(yàn)中，若缺少 (從所列器材中選一種)，仍能完成該實(shí)驗(yàn)。(3)大家在討論滑輪組的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)時(shí)，甲同學(xué)認(rèn)為跟所提升的物重有關(guān)，乙同學(xué)則認(rèn)為跟動(dòng)滑輪的重有關(guān)。為了驗(yàn)證甲同學(xué)的猜想，他們?nèi)杂萌鐖D所

18、示的裝置， 換用重為2G的物體測(cè)出了機(jī)械效率 22, 2 2=,通過(guò)比較 刀1和刀2來(lái)驗(yàn)證甲 同學(xué)的猜想是否正確。(4)要驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想是否正確，你將怎樣做？請(qǐng)將你的做法寫在橫線上 參考答案1. C 【解析】?jī)擅醒輪T做的，總功：W總=2Ghi=2mghi=2X60 kgX10 N/kg x 3 m=3600 J;對(duì)女演員做的有用功：W=Gh2=mgh=40 kg x 10 N/kg x4 m=1600 J;跳板的機(jī)械效率為：n=Wt X100%= 1600 J x 100% % 44.4% 故選 Co W3600 J2. 1500 80%3. 100 500【解析】由圖像知，當(dāng)滑輪組提起2

19、00 N物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是50% 因?yàn)椋?quot;="= W =_Gh = _G_,所以，50%= 200 N ,因?yàn)?W總Wr 用 +W額 Gh +G 動(dòng) h G +G 動(dòng)200 N+G 動(dòng)兩個(gè)動(dòng)滑輪的重相同，所以每一個(gè)動(dòng)滑輪的重力是100 No物體和動(dòng)滑輪由 4段繩子承擔(dān)，所以n=4,滑輪組在提起1800 N的物體時(shí)，繩子被拉斷，所以，f=(G'+G動(dòng))=44(1800 N+200 N)=500 N。不計(jì)繩重和摩擦?xí)r。4.G 一 2G(4)應(yīng)控制其他變量不變，只改變(1) nF-G 物(2)刻度尺(3)3F3F動(dòng)滑輪的重力或動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，比

20、較機(jī)械效率的大小即可驗(yàn)證 乙同學(xué)的猜想是否正確W Gh【解析】（1）由圖可知n=3,繩端移動(dòng)的距離：s=nh=3h,滑輪組的機(jī)械效率：n= Gh =W FsGh GG 1=,不計(jì)細(xì)線重及摩擦?xí)r，根據(jù)F= （G物+G動(dòng)）可得：動(dòng)滑輪的重力：GFnh nF 3Fn動(dòng)=nF-G物。（2）由n=W-=史=£D =£_ =£ 可知，實(shí)驗(yàn)中缺少刻度尺也可以完成。W總 Fs Fnh nF 3F（3）換用重為2G的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：=竺=氾=e=至=登，通W總 Fs Fnh nF 3F過(guò)比較Y1和Y 2來(lái)驗(yàn)證甲同學(xué)的猜想是正確的。（4）要驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想是否正確，應(yīng)控制其

21、他變量不變，只改變動(dòng)滑輪的重力或動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率， 比較機(jī)械效率的大小即可驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想是否正確。5.改變世界的機(jī)械1 .下列工具使用中，不屬于輪軸的是（）A.汽車上白方向盤B.擰螺絲的扳手C.螺絲刀D.定滑輪2.如圖所示是我們?nèi)粘９ぷ魃钪兴褂玫臋C(jī)械，按如圖所示的情景使用過(guò)程中沒(méi)有省力 的是（）A,拋有機(jī)i.方向盤C.轆護(hù)口斜向3.關(guān)于輪軸和斜面，下列說(shuō)法中正確的是（）A它們一定是省力機(jī)械B.都可能成為費(fèi)力機(jī)械C.輪軸一定是省力機(jī)械，斜面可作為費(fèi)力機(jī)械使用D.斜面一定是省力機(jī)械，輪軸可作為費(fèi)力機(jī)械使用4.（技巧延伸）斜面也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械， 利用斜面也能省力。如圖所示是兩個(gè)光滑的斜面，Z 3大于/ “，同一個(gè)物體分別在 AC和BC斜面受平行斜面的拉力從底端勻速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，所需拉力分別為Fa、Fbo則（）A. FaV FbB. R>RC. F=FbD.無(wú)法確定5.古代起重的一種轆物如圖所示。軸的大半徑為R=30 cm,小半徑為 r=20 cm,搖把離軸中心為L(zhǎng)=50 cm。若不計(jì)摩擦，滑輪，轆物的重力的影響，要提升一重為G=500 N的重物，則搖把上的力 F至少為。LGJ參考答案1. D【解析】由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，叫做輪軸