八年级物理简单机械专题练习.docx

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八年级物理简单机械专题练习

八年级物理简单机械专题练习

练习1．如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动较长的杠杆，使重为10N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小为8N，拉力移动的距离为0.25m。

人做的有用功为　　J，该杠杆的机械效率为　　，此杠杆属于　　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。

练习2．如图所示，杠杆AB在竖直向下的拉力F作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集的信息：

OA/m

OB/m

物重G/N

A端上升的高度h/m

B端下降的距离s/m

做的额外功W额外/J

0.4

0.8

40

0.2

0.4

2

求：

（1）有用功；

（2）拉力F的大小；

（3）杠杆的机械效率。

练习3．如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计。

分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中甲、乙杠杆的拉力相比F甲　　F乙（选填“＞”、“=”或“＜”），甲、乙杠杆的机械效率相比η甲　　η乙（选填“＞”、“=”或“＜”）。

练习4．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，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，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆A点下面的钩码缓缓上升，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N．则下列说法正确的是（　　）

A．拉力对杠杆做的额外功为0.1J

B．匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大

C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率降低

D．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率升高

练习5.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：

①将杠杆的O点悬挂，能自由转动，在A点悬挂总重为6牛的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止。

其中AO=10厘米，AB=20厘米。

②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为2.5牛。

回答下列问题：

（1）杠杆静止时，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧秤示数应为　　。

（2）杠杆缓慢转动时，其机械效率为　　。

（3）若只将弹簧测力计竖直向上拉的作用点由B移至C点，O和A位置不变，仍将钩码提升相同的高度（不计摩擦阻力），则杠杆的机械效率将　　（填“变大”、“变小”或“不变”）。

练习6．如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处，在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置（转轴处摩擦不计），问：

（1）在图中画出θ=60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小。

（2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将如何变化？

并推导拉力F与角度θ的关系式。

练习7.斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。

图示为倾角θ=30°的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，做了16J的功。

（1）求斜面的高度；

（2）若斜面的高度h一定，倾角θ可以改变，试推导：

在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端。

θ越小，F越小。

（3）若斜面高度为H，倾角为θ，斜面长为s，物块所受摩擦力为f．用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端，试推导斜面机械效率η的表达式。

【针对练习一】

1．测量一形状不规则的塑料泡沫浸没在水中所受浮力大小时，小滨利用一轻质滑轮，一轻质杠杆，一个5g的钩码，一个盛有适量水的水槽和细线，并设计了图示实验方案。

（1）图乙中滑轮的作用是：

　　。

（2）甲图中杠杆平衡时l1：

l2=1：

2，则塑料泡沫重为　　N。

（3）图乙中杠杆平衡时l3=3l1，则泡沫所受浮力F浮=　　N。

2．一块质量分布均匀的光滑薄平板AB可以绕水平转轴自由转动（截面图中以O点表示），平板与水平地面的夹角为30°，AO长为0.6米，OB长为0.4米，平板质量为2千克。

小球离地面高为H=0.5米处由静止开始释放，沿光滑轨道到达AB上。

（所有运动过程均无机械能转化为其他能量）

（1）要使平板会绕水平轴转动起来，小球的质量m至少为多少？

（2）如果一个质量为4m的小球从离地高度为0.2米的地方由静止开始释放，能否使平板翻转？

请判断并说明理由。

3．如图所示是常见的引民地牌，放在室外时，在大风过后有时会被吹倒，小徐很想了解原因。

他通过测量了解到牌高120厘米，牌宽为100厘米，支架高60厘米，支架接触地面的宽度50厘米，整块牌的质量为18千克；根据所测数据小徐粗略绘制出指示牌的侧视图（见图）．假设支架质量忽略不计，请回答：

（1）要吹倒竖直放置的引导牌，风对引导牌的风压（每平方米面积受到的压力）至少为多少？

（2）为避免引导牌在室外经常被风吹倒，你提出的改进建议是　　。

项目

内容

适用水压

0.2﹣0.7MPa

水箱容积

1.8L

冲洗方式

喷射虹吸式

4．如图甲是卫生间一种智能抽水马桶水箱的示意图。

其工作原理如图乙：

当出水管阀门打开，水从出水管流出，水箱中的水减少，空心铜球就在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆AB绕O点转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水管阀门关闭，随着不断进水，水箱中的水位不断上升，空心铜球随着向上运动，当金属杆处于水平位置时，把进水管阀门堵严，不再进水，如下表为这种马桶的相关参数：

如果进水管的阀门的受力面积是24mm2，设计能承担的压强是5×105Pa（超过该压强，阀门就可以关严，不再进水）．金属杆AB能绕O点转动，其质量及形变可忽略不计，且不考虑出水管阀门对杠杆的影响。

AB长216mm，AO长24mm，空心铜球体积为220cm3，重力和浮力可以认为作用在其几何中心，请计算出空心铜球的质量最多是多少g？

5．如图所示，密度均匀的细杆AB与轻杆BC用光滑铰链铰在B端，A、C两端也用光滑铰链铰于墙上，AB=BC，BC杆水平，AB杆与竖直方向成30°，此时AB杆与BC杆之间的作用力为F1，如图甲所示。

设AB、BC的长均为d，轻杆BC重力不计，问：

（1）请在图甲中画出作用力F1以及它的力臂L，并求出力臂L的大小（用d表示）。

（2）若将两杆的位置互换，AB杆与BC杆之间的作用力为F2，则F1：

F2的值是多少？

请推导证明。

6．图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。

（1）如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③．经测试发现：

①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。

则与水壶金属外壳相连的装置是　　。

（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。

OA是小壶盖，C是其重力作用点。

B是小壶盖的配重。

OB是配重柄。

AOB能绕固定点O自由转动。

请在答题纸图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂L。

（3）已知：

小壶盖质量为4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=135°．要求倒水时，壶身最多倾斜45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。

求配重B的质量取值范围。

（配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计，

取1.4）

【针对练习二】

1．选择题

1．用甲、乙、丙三个木块将相同弹簧压缩到图示位置后由静止释放，沿光滑水平轨道滑行，可冲到光滑斜面上。

若三个木块能到达斜面的最大高度分别是h甲、h乙、h丙，且h乙＞h丙，弹簧的压缩量分别为l1、l2、l3，且l1＜l2=l3，甲、乙的质量m甲=m乙．以下判断正确的是（　　）

A．甲、乙能到达斜面的最大高度h甲＞h乙

B．乙离开弹簧时的动能比丙大

C．甲、乙离开弹簧时的速度v甲＞v乙

D．到达斜面的最大高度时，乙、丙增加的重力势能相同

2．“双11”期间两位快递员给同单元的客户送货，甲提着20千克的货物从1楼送至3楼，随后在3楼水平地面上走了10米；乙提着20千克的货物从1楼送到5楼，随后在5楼水平地面走了5米。

若按对货物做功多少计算运费，则（　　）

A．甲的运费高B．乙的运费高

C．两人运费相同D．无法确定

3．下列单位中，不属于功率的单位的是（　　）

A．伏•安B．牛•米/秒C．千瓦时D．瓦

4．如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆（　　）

A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆

C．一定是等臂杠杆D．以上情况都有可能

5．如图为某种吊车的工作示意图。

利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。

下列关于这个吊车的有关说法正确的是（　　）

A．吊臂是一个省力杠杆

B．使用这种吊车，好处是可以少做功

C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小保持不变

D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小

6．如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A，B，C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是（　　）

A．F1＜F2＜F3＜GB．F1＞F2＞F3＞GC．F1=F2=F3=GD．F1＞F2=F3=G

7．如图所示，一块密度均匀的长方形薄木板放在水平地面上，用一竖直向上的力分别作用于木板的长或宽的一侧，欲缓慢使其一端抬至离地相同高度。

下列对此情景的分析中，正确的是（　　）

A．F甲=F乙，因为两次动力臂与阻力臂都相等

B．F甲＞F乙，因为乙方法的动力臂比甲方法的长

C．F甲做的功小于F乙做的功

D．F甲做的功等于F乙做的功

8．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知L1＞L2，扁担和筐的重力不计。

若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离△L，则（　　）

A．扁担仍能水平平衡

B．扁担右端向下倾斜

C．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2﹣m1）

D．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2﹣m1）

9．如图所示，斜面光滑，推力分别为F1、F2，把物体从斜面底端推至斜面顶端，所做的功分别为W1、W2，那么（　　）

A．F1大于F2，W1等于W2B．F1小于F2，W1小于W2

C．F1大于F2，W1大于W2D．F1小于F2，W1等于W2

10．如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为100N的物体。

则该同学实际操作过程中所用拉力F的值可能是（　　）

A．45NB．50NC．55ND．60N

11．

图示甲乙两套装置，滑轮重、绳重和摩擦力均不计。

装置甲中F1和F2表示沿不同方向拉绳子，乙装置中F3表示竖直向上拉绳子；用F1、F2、F3分别将相同的重物匀速提升相同高度，则下列说法正确的是（　　）

A．甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮B．拉力大小关系是：

F1=F2=F3

C．F1、F2、F3所做的功相等D．F1、F2所做的功相等，但比F3做的功少

12．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）

A．

B．

C．

D．

13．如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，用10秒时间使物体A在水平方向匀速移动了5m，所用拉力F为20N，地面对物体A的摩擦力为30N．以下说法不正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离是10m

B．克服摩擦做的有用功是150J

C．滑轮组的机械效率为75%

D．拉力F做功的功率为10W

二．填空题

14．一般家庭都用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机，如图，如果A处螺钉松脱，则支架会绕　　点倾翻，已知AB长30cm，AC长20cm，室外机的重力为360N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为　　N（支架重力不计）。

为了安全，室外机的位置应尽量　　（选填“靠近”或“远离”）墙壁。

15．小亮利用轻质木条和透明塑料桶等器材制作了如图所示的测量密度的秤。

只要把一定体积的待测液体倒入小桶中，就能通过移动秤砣的位置，从木条的刻度读出液体的密度值。

（1）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是　　点。

（2）该秤的刻度是　　（选填“均匀”或“不均匀”）的。

（3）若让秤砣位置不变，仍可用该秤测量液体的密度，则应把刻度标在塑料桶壁上，该刻度　　（选填“上”或“下”）边的数值大。

16．如图所示，弹簧一端与小车相连，另一端固定在左侧的墙壁上，小车放在粗糙的水平木板上。

小车位于A点时弹簧恰好为自然长度，用力压缩弹簧使小车到达B点；松手后，小车由位置B运动至位置C，在位置C时速度为零。

则小车从位置B运动至位置C的过程中，速度达到最大值的位置在　（选填“A点”、“A点的左侧”或“A点的右侧”），弹簧的弹性势能的变化情况是　　（选填“减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“增大”）；小车从位置B运动到速度达到最大值的过程中，弹簧的弹性势能转化成　　。

17.如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重力为G的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面长为L，高为h。

则拉力所做的有用功是　　；物体受到的摩擦力是　　。

18．如图，质量为m=1kg的刚性小球沿光滑斜面下滑的过程，机械能是守恒的，而小球的机械能是由动能和重力势能两部分组成。

在高中物理中同学们将会学习到：

动能表达式EK=

mv2，（m是小球的质量，v是小球的速度）；重力势能表达式Ep=mgh，（m是小球的质量，h是小球离水平面MN的高度）。

若已知hA为1.8m，小球运动到A点动能EKA=2J，在B点势能EPB=12J；则小球在A点势能EPA=　　J，小球运动到B点的速度

vB=　m/s。

19．物理学中，浮力的作用点叫浮心。

根据阿基米德原理，浮力的大小等于物体排开这部分液体所受的重力大小，那么浮心的位置就是那部分被排开液体的重心位置。

（即：

浸在液体里那一部分物体的重心位置。

）如图所示均匀细长棒AB长为L，其质量为m，A端用细线悬挂起来且悬线竖直，B端无阻碍地斜向浸没在水池中，当它稳定静止时，棒被浸没部分的长度0.6L．则细棒的浮心距A端的距离等于　　，（请用题中字母表示）．棒的密度为　　千克/米3。

20．将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。

将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑卷水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。

（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。

观察并记录　　。

取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。

该实验可验证动能大小与　的关系。

（2）将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。

21．如图所示，武汉长江二桥正桥长度约为1877m，两侧引桥长度均为1400m，正桥距地面高约20m（g取10N/kg）。

（1）一辆汽车重5t、载重9t，在匀速行驶中受到的摩擦力始终为车总重的0.02倍，这辆汽车沿二桥的引桥匀速上行时汽车的牵引力多大？

牵引力做的功为多少？

（2）如果这辆汽车的功率为96kW，这辆汽车沿二桥的引桥匀速上行的速度为多大？

22．如图所示，体重为550N的人站在水平地面上拉绳子，使重物以1m/s的速度匀速上升，已知滑轮重力为50N，被提升重物的重力为300N．（不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦）求：

（1）人对地的压力大小？

人拉绳子的速度。

（2）若此人竭尽全力拉绳子，利用此装置最多能拉起多少kg的重物。

23．如图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。

某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱打捞出水面，已知该货箱体积为50m3，质量是200t．（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不考虑风浪、水流等的影响）

（1）货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少？

（2）货箱完全出水后，又被匀速吊起1m，已知此时钢缆拉力F为1×106N，则在此过程中拉力F所做的功是多少？

起吊装置的滑轮组机械效率是多少？

（3）若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的，在此过程中，货箱所受浮力将　　，滑轮组机械效率将　　（填变大、变小或不变）。

24．如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。

起重机总重G=8×104N，A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。

通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，打捞体积V=0.5m3、重为G物的重物。

若在打捞前起重机对地面的压强p1=2×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa．假设起重时E沿竖直方向，重物出水前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和N2，重物出水前滑轮组的机械效率为80%，重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。

（g取10N/kg）求：

（1）重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2；

（2）支撑力N1和N2之比；

（3）重物出水后匀速上升的速度。