初中物理沪教版八年级下册《第四章 机械运动》章节练习2
一 、单选题(本大题共6小题,共18分)
1.(3分)使用动滑轮提升重物,能提高机械效率的做法是:( )
A. 增加提升高度 B. 增加滑轮的重量
C. 提起更重的物体 D. 三种说法都对
2.(3分)利用如图所示的滑轮组拉木箱,当木箱受到6000N拉力时将匀速运动,那么需要通过滑轮组施加的拉力F为( )
A. 1500N B. 2000N C. 3000N D. 6000N
3.(3分)如图所示,一名跳伞运动员在空中匀速降落,关于他下落的过程中能量的变化情况,下列说法正确的是
A. 动能增大 B. 重力势能不变
C. 重力势能转化为动能 D. 机械能逐渐减小
4.(3分)如图所示的三种场景中,拉力、、大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为、、,则它们的大小关系为
A. B.
C. D.
5.(3分)点为硬棒的重心,硬棒可绕点转动。在棒的点施加力,的方向沿线,棒在如图所示位置处于静止状态。则
A. B.
C. 重力的力臂等于 D. 方向沿线向下
6.(3分)某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体,所用的力为100N,物体提高1m. 则下列说法中正确的是( )
A. 拉力做的有用功是100J B. 拉力做的总功是300J
C. 滑轮组的机械效率是65% D. 物体上升过程中动能转化为势能
二 、填空题(本大题共8小题,共26分)
7.(3分)如图所示,重力为的物体挂在水平横杆的右端点。水平横杆左端有一可转动的固定轴,轻杆长为,轻绳的端可固定在杆上的任一点,绳的端可固定在竖直墙面上的任一点,绳长为,轻杆始终保持水平。则当为______时,绳的拉力最小,其值为______,此时,间的距离为______。
8.(2分)正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W,那么在1h内,心脏做功____J,这些功将一个质量为60kg的人匀速举高____m.(g=10N/kg)
9.(2分)在“研究杠杆平衡条件“的实验中,所用的器材有带刻度的杠杆、铁架台、钩码、线(弹簧夹)和____等,在如图中,每个钩码的质量均相同,杠杆己平衡,如在支点左侧的钩码下加挂一个相同的钩码,支点右侧的钩码一起向右移一格,则这时杠杆____(填“能“或“不能“)平衡.
10.(4分)我们的生活中会用到各种简单机械:如图中升旗杆顶端的定滑轮图可以改变______;钢丝钳图属于______杠杆;盘山公路图则属于属于另一种简单机械______;门把手图则属于______。
11.(4分)某同学用桶从井中打水,他对桶做的功叫____,对水做的功叫____.若他不小心把桶掉进水里,捞桶时桶里带起了一些水,此时他对水做的功叫____,对桶做的功叫____.
12.(4分)______和______的总和叫做总功。______跟______的比值叫机械效率,机械效率总是______填“小于”“等于”或“大于”。
13.(4分)年我国探月工程向前迈进了一大步,“玉兔号”探月器成功探月。在“玉兔号”从距离月球高处减速降落时,“玉兔号”的重力势能______减小增大不变,动能______减小增大不变,该过程主要依靠大推力发动机提供的反向推力完成,历时若发动机始终提供竖直向上的反向推力,且“玉兔号”始终沿着竖直方向降落,则降落过程中,发动机共对“玉兔号”做功______,做功的功率为______。
14.(3分)如图所示,在水平拉力F的作用下重100N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则拉力F的大小为____N,物体A与水平桌面的摩擦力大小为____ N.物体运动2m,拉力做功____(忽略滑轮重力和与绳子摩擦)
三 、作图题(本大题共1小题,共10分)
15.(10分)如图所示,画出杠杆受力的力臂。
四 、计算题(本大题共3小题,共30分)
16.(10分)按要求作图:
(1)如图甲所示,当人曲臂将重物端起时,人的前臂可以看作一个杠杆.请在示意图上画出动力F1的力臂以及B处受到的阻力F2.
(2)如图乙所示,要使轻质杠杆在图示位置平衡,作出人加在杠杆上的最小作用力及力臂.
(3)根据如图丙所示的电路,请在虚线框中画出这个电路的电路图
17.(10分)在如图中画出力F1与F2的力臂L1和L2.
18.(10分)如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉.此时,应把杠杆左端的平衡螺母向 ______ 左右调节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态.
杠杆调节平衡后,小明在杠杆上点处挂个钩码,在点处挂个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便根据这次实验得出了杠杆的平衡条件为他这样得出的结论是否合理? ______ ;理由是: ______ .
实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因可能是: ______ .
杠杆不处于水平位置能否平衡?小海和小红意见不同.小海认为能平衡,于是他每次让杠杆倾斜时静止,这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件.小海认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗? ______ 对错,小红仔细研究后发现自己的在水平位置实验的方案比小海好,请你说出小红的理由: ______ .
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解:对同一滑轮来说,提高机械效率的方法是:增加提升的物重或者减轻动滑轮的重力.而物体提升的高度不能影响到滑轮组的重力.故ABD错误.
故选C
2.【答案】B;
【解析】解:
∵木箱做匀速运动,故木箱受到的摩擦力等于绳子对木箱的拉力,
∴f=F拉=6000N,
从图可知,有三段绳子拉着动滑轮,
∴通过滑轮组施加的绳子末端的拉力为:F=
1
3
f=
1
3
×6000N=2000N.
故选B.
3.【答案】D;
【解析】解:跳伞运动员在空中匀速降落时,质量不变、速度不变,跳伞运动员的动能不变;质量不变、所处的高度越来越小,重力势能减少,不是重力势能转化为动能;由于动能不变,重力势能减小,机械能减小,故ABC错误、D正确。
故选:。
动能的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
动能和势能总称为机械能。
该题考查了影响动能和重力势能以及机械能因素的应用,分析好运动员的速度、所处高度变化是关键。
4.【答案】A;
【解析】解:由图可见,第一幅图中滑轮为定滑轮,它的特点是不省力,不省距离,所以拉力移动的距离等于物体移动距离为,拉力做的功为:;
第二幅图中,拉力移动的距离也等于物体移动距离为,拉力做的功为:;
第三幅图中滑轮为动滑轮,可以省一半力,但是费距离,拉力移动距离为,拉力做的功为:。
又因为拉力、、大小相等,
所以综上分析可得:,故正确,错误。
故选:。
根据功的计算公式可知:比较功的大小要比较拉力和移动距离的大小,从题目中找出、的大小就可比较做功的多少。
此题主要考查功的计算,比较做功多少的题目,要紧扣做功的两个必要条件,只要比较出拉力和移动距离的大小关系,即可根据公式比较出做功的多少关系。
5.【答案】A;
【解析】解:由图知阻力为杠杆本身的重力,竖直向下,因为动力和阻力使得杠杆转到方向相反,所以动力沿竖直向上,画出动力臂和阻力臂,如下图所示:
由图知,的方向沿线向上,其力臂的长为;而的方向竖直向下,所以其力臂是从点到的垂线段,小于,故CD错误;
由知,,所以一定大于故A正确;
此时有,故B错误。
故选:。
从支点到力的作用线的垂线段叫力臂;
杠杆的平衡条件是。
该题考查的是我们对杠杆平衡条件及力臂的理解和应用,知道力臂是支点到“力的作用线”,而不是到“力的作用点”的垂线段,是解答杠杆问题的第一步。
6.【答案】B;
【解析】解:A、拉力做的有用功为W有用=Gh=260N×1m=260J.故此项错误.
B、因物体提高1m,有3段绳子在拉重物,故绳端移动的距离为3×1m=3m.则拉力做的总功为W总=FS=100N×3m=300J.故此项正确.
C、机械效率η=
W有用
W总
×100%=
260J
300J
×100%=86%.故此项是错误的.
D、题目中已知是匀速提起物体,故在物体上升过程中动能是不变的,应该是动能不变,拉力做功导致势能增加.故此项是错误的.
故选B.
7.【答案】45°; 2G;;
【解析】解:如图所示:
,故当最大时,;
故当,动力臂最大,因为为等腰直角三角形,,,
所以,;
由杠杆平衡条件可得:,
即,故F;
故答案为:;;。
由题意可知,阻力与阻力臂一定,现在要求最小动力,由杠杆平衡条件可知,动力臂最大时,动力最小,根据题意与图示求出最大动力臂,然后由杠杆平衡条件求出绳子的最小拉力。
该题考查了杠杆平衡条件的实际应用,需用数学中的勾股定理知识才能解答,题目难度较大。
8.【答案】5400;9;
【解析】解:(1)心脏做功为
W=Pt=1.5W×3600s=5400J;
(2)∵G=mg=60kg×10N/kg=600N;
∴h=
W
G
=
5400J
600N
=9m
故答案为:5400,9.
9.【答案】弹簧测力计;能;
【解析】解:弹簧测力计用来在实验中测量钩码的重,或直接拉杠杆测力的大小,因此是必备的.读图可知,在支点左侧加挂一个钩码,左侧为:“在三格处挂三个钩码”,支点右侧的钩码一起向右移一格,此时,右侧也为:“在三格处挂三个钩码”.两侧的力和力臂都相等,根据杠杆的平衡条件,这时杠杆仍能平衡.
故答案为:弹簧测力计,能.
10.【答案】动力的方向; 省力; 斜面; 轮轴;
【解析】解:
旗杆顶端的定滑轮在使用时可以改变动力的方向,但不能改变力的大小;
钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
盘山公路是变形的斜面,使用斜面可以省力;
门把手属于轮轴,使用时可以省力。
故答案为:动力的方向;省力;斜面;轮轴。
定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向;
根据动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆类型;
车经过盘山路时要向高处运动,所以我们可以从斜面模型上分析。使用斜面可以省力,斜面越平缓,越省力,但同时越费距离;
使用轮轴时,若动力作用在轮上、阻力作用在轴上,可以省力。
这道题主要考查学生对定滑轮工作特点以及杠杠的应用的了解和掌握,是一道基础题。
11.【答案】额外功;有用功;额外功;有用功;
【解析】解:(1)当用桶从井中打水时,我们的目的就是为了把水提上来,所以对水做的功为有用功;但水是盛在水桶里面的,又不得不对水桶做功,所以对水桶做的功为额外功;
(2)若桶掉到井里而将桶打捞上来时,我们的目的就是为了把水桶提上来,所以对水桶做的功为有用功;但水桶里面有一些水,又不得不对水做功,所以对水做的功为额外功.
故答案为:额外功;有用功;额外功;有用功.
12.【答案】有用功 ; 额外功 ; 有用功 ; 总功 ; 小于 ;
【解析】解:
有用功和额外功的总和叫总功,有用功与总功的比值叫机械效率;
使用机械时,不可避免地要做额外功,所以总功一定大于有用功,由可知,机械效率一定小于。
故答案为:有用功;额外功;有用功;总功;小于。
使用机械时,人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功;对完成任务没有用,但又不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率。
该题考查了有用功、总功和额外功的关系以及机械效率的定义,要注意使用任何机械都不可避免地做额外功,所以机械效率一定小于。
13.【答案】减小 ; 减小 ; 3.75×107 ; 6.25×104 ;
【解析】解:在“玉兔号”减速降落时,“玉兔号”的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度减小,因此动能也减小;
降落过程中,发动机对“玉兔号”做的功:;
做功的功率为:。
故答案为:减小; 减小; ; 。
影响动能大小的因素是质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。影响重力势能大小的因素是质量和被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
利用公式可计算做功的多少;再利用功率的公式可计算功率的大小。
掌握动能、重力势能大小的影响因素,能熟练运用功和功率的计算公式来进行相应的计算是解答该题的关键。
14.【答案】20;10;20J;
【解析】解:如图所示,弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N;则物体A受到拉力为10N;
又因物体A做匀速直线运动,则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力,则摩擦力大小也是10N;
故拉力F=2f=2×10N=20N.
由于动滑轮有两段绳子吊着滑轮,所以费2倍的距离,故F移动的距离是物体A移动距离的一半,故F移动的距离是1m;
故拉力所做的功是W=Fs=20N×1m=20J.
故答案为:20;10;20J.
15.【答案】解:分别反向延长力F1和F2画出力的作用线,由支点分别O向F1和F2的作用线作垂线,垂线段的长度就为F1的力臂L1和F2的力臂L2,如图所示:
;
【解析】
力臂是从支点到力的作用线的距离。由支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即为力臂。
此题主要考查了力臂的画法,首先要理解力臂的概念,正确找出支点和力的作用线,从而画出力臂。
16.【答案】解:(1)从支点O向F1做垂线,垂线段的长度L1是力F1的力臂.重物的重力即为阻力,方向是竖直向下的,故阻力F2的方向竖直向下.
(2)由图示可知,支点O与杠杆右端点的连线为力臂时,动力臂最大,此时动力(人的作用力)最小,
连接支点O与杠杆右端即可得最大动力臂,过杠杆右端点作力臂的垂线段即可作出动力,如图所示.
(3)两只灯泡并联,电流表测量干路上的电流,开关控制灯泡L1,如图:
;
【解析】(1)要解决此题,必须掌握力臂的概念,知道力臂是从支点到力的作用线的距离.重物的重力即为阻力,方向是竖直向下的.
(2)在阻力与阻力臂一定的情况下,由杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,由图示确定最大动力臂,然后作出动力与动力臂.
(3)由实物图可知,电流从正极出发,经电流表开始分支,一支经开关、灯泡L1回到负极,另一支经灯泡L2回到负极,两只灯泡并联.
17.【答案】解:反向延长动力F1作用线和阻力F2作用线,然后过支点O作F1和F2的垂线段,即动力臂L1和阻力臂L2.如图所示:
;
【解析】已知支点、动力和阻力的方向,根据力臂的画法,过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段,即动力臂和阻力臂.
18.【答案】左;不合理;实验次数太少,结论有一定的偶然性;杠杆自重对实验的影响;对;小红的方案中杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂;
【解析】解:
杠杆右端下沉,应将杠杆重心向左移,所以应将两端的平衡螺母左端和右端的均可向左调节;
只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,要多进行几次实验,避免偶然性;
若用图乙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自身重力会对杠杆平衡有影响;因此用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符;
杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡,所以小海的说法是对的;
力臂等于支点到力的作用线的距离,在小红的实验方案中,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来.而小海实验方案中的力臂不便于测量,所以,小红的实验方案好.
故答案为:
左;不合理;实验次数太少,结论有一定的偶然性;杠杆自重对实验的影响;对;小红的方案中杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂.
杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移;
初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验,有的是为了多次测量求平均值来减小误差;有的是多次测量发现变化规律;有的是为了使实验结论具有普遍性;
图乙中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响;
杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来.
杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡,减小了杠杆的自重对实验的影响;
初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值,使测得的数据更准确,有些是为了寻找普遍规律,探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律.