【单元练】深圳宝安区冠华学校八年级物理下第十二章【简单机械】测试(专题培优)

一、选择题
1．如图所示，水平拉力 F 1（6N ）将物体（G =9N ）沿直线匀速拉动s 1的距离，做功 W 1，借助滑轮组，F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1，F 2所拉绳端的上升距离为s 2，做功为 W 2，则（ ）
A ．W 2 一定小于 W 1
B ．s 2 一定小于 s 1
C ．F 2 一定大于 G /3
D ．F 2 一定大于 F 1/3D 解析：D
水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功：
111W F s =；
借助滑轮组，使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离，拉绳端的上升距离为s 2，做功：
222W F s =；
A ．做功21W W W =+动，故A 错误；
B ．有3股绳子承担213s s =，故B 错误； CD ．()211
3F G F =+轮
，故C 错误，D 正确。

故选D 。

2．如图所示，用甲、乙两种方式分别将同一重物提升相同的高度，若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重。

则下列说法正确的是
A ．甲绳自由端的拉力比乙的大
B．甲绳自由端拉力做的总功比乙小
C．两种方式，拉力做功的功率一定相等
D．两种方式，机械效率相等D
解析：D
A．由图知道，甲是动滑轮，绳子的有效股数为2，乙是滑轮组，绳子的有效股数为2，由于将同一重物提升相同的高度，且每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重，所以，绳自由端的拉力是：
F甲=F乙=1
2
G
总
，
故A错误；
B．由于甲乙做的总功都是克服钩码和动滑轮重力所做的功，由s=nh知道，s甲= s乙=2h，即两者自由端拉力做的总功相等，故B错误；
C．由于不知道两者做功的时间，由
W
P
t
=知道，不能比较两者的功率大小，故C错
误；
D．根据W=Gh知道，用甲、乙两个滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度时所做的有用
功相同，总功相等，由
W
W
η=有
总
知道，两种方式，机械效率相等，故D正确。

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、乙杠杆的机械效率相比（）
A．甲的大B．乙的大C．一样大D．无法确定B
解析：B
由图甲可知，动力臂是阻力臂的二倍，所以省力，而乙杠杆是等臂杠杆，不省力；当甲杠杆提升物体时，会提升杠杆，即对杠杆做额外功，机械效率低；乙杠杆支点在中间，杠杆两侧等重，即不需要对杠杆做额外功，不计摩擦时，机械效率100%，所以乙杠杆的机械效率更大，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

4．如图所示，在一水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力为300N，用力F拉动木箱使它在2秒钟的时间匀速直线运动了2m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（）
A．拉力F的大小为100N
B ．拉力F 做功的大小为1200J
C ．绳自由端移动了4m
D ．拉力F 的功率200W C 解析：C
A ．由图知，n ＝2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力
11
=300N 150N 22
F ＝
f ⨯= 故A 错误； B ．拉力F 做功
2150N 22m 600J W Fs F s =⨯⨯⨯物＝＝＝
故B 错误；
C ．绳自由端移动的距离
222m 4m s s ⨯物＝＝＝
故C 正确； D ．拉力F 的功率
600J =300W 2s
W P t =＝
故D 错误。

故选C 。

5．如图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是（ ）
A ．剪刀
B ．核桃钳
C ．钢丝钳
D．面包夹子D
解析：D
A．图中剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A选项不符合题意；B．核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B选项不符合题意；C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C选项不符合题意；D．面包夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D选项符合题意。

故选D。

6．使用下列工具的情景中，属于费力机械的是（）
A．滑轮组提升重物
B．自拍杆自拍
C．使用扳手固定物体
D．手拉行李箱B
解析：B
A．滑轮组省力的情况由承担物重的绳子段数决定，属省力滑轮，故A不符合题意；B．自拍杆自拍时，动力臂要小于阻力臂，为费力杠杆，故B符合题意；
C．扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．手拉行李箱时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。

故选B。

7．如图所示，一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木板水平放置．现有水平拉力F拉木块C，在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中，拉力F将
A．变小B．不变
C ．逐渐增大
D ．先减小后增大A
解析：A
以杆为研究对象，杆受重力G 和C 对它的支持力F 支，根据杠杆平衡条件可得：F 支•l 支=G •l G ，水平力F 由B 向A 缓慢匀速推动木块，F 支的力臂在增大，重力G 及其力臂l G 均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C 的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知，C 和木板间、C 和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力F 也逐渐减小．
8．如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G 物的关系，改变G 物竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G 物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A ．当G 物=6N 时，机械效率η=40%
B ．此滑轮组动滑轮的重力为2N
C ．当G 物=15N 时，弹簧测力计的示数为6N
D ．同一滑轮组机械效率η随G 物的增大面增大，最终将超过100％C 解析：C
滑轮组机械效率可表示为
()W G h
G W G G G G h η===++有物物
总物动
物动
由算式可知同一滑轮组机械效率η随G 物的增大面增大，但都不会超过100％，将乙图中数据带入可求动滑轮重力为
12N
=
-12N=3N 80%
G G G η
-=
物
动物 当G 物=6N 时，机械效率为
6N
100%=100%66.7%6N+3N
G G G η=
⨯⨯≈+物物动
动滑轮上有三段绳子，则当G 物=15N 时，弹簧测力计的示数为
15N+3N
=6N 33
G G F '+==物动
故ABD 不正确，C 正确。

故选C 。

9．在一次提升重物的过程中，工人利用了如图所示的简单机械。

若工人用400N 的拉力F 将重为600N 的重物在10s 内匀速提高了3m ，则下列判断正确的是（ ）
A ．工人做的有用功为1200J
B ．滑轮重为100N
C ．工人做功的功率为180W
D ．滑轮的机械效率为75%D
解析：D
A ．克服重力做的有用功为
W 有=Gh =600N ×3m=1800J
故A 错误；
B ．动滑轮绳子段数为2，则可求动滑轮重力为
G 动=2F -G 物=2×400N-600N=200N
故B 错误；
C ．动滑轮两段绳子，则绳子拉动距离为物体上升距离两倍，即6m ，则工人做功功率为
400N 6m =240W 10s
W Fs P t t ⨯===人人
故C 错误；
D ．滑轮组机械效率为
600N 3m
=
100%100%100%=75%400N 6m
W Gh W Fs η⨯⨯=
⨯=⨯⨯有总
故D 正确。

故选D 。

10．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ） A ．物体做功越多，功率越大
B ．作用在物体上的力越大，对物体所做的功越多
C ．机械功率越大，则机械做功越快
D ．机械做的有用功越多，机械效率就越高C 解析：C
A ．机械做功越多，功率不一定越大，因为所用的时间不明确，故A 错误；
B ．作用在物体上的力越大，对物体所做的功不一定越多，因为在力方向上的距离不明确，故B 错误；
C ．功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故C 正确；
D ．机械做的有用功越多，机械效率不一定越高，因为有用功在总功中占的比例不明确，故D 错误。

故选C 。

二、填空题
11．如图所示，轻质杠杆AC可绕A点转动，在水平位置平衡，物体的重力方向为
________，这是一省力杠杆，若拉力F向左倾斜，此杠杆______（选填“有”或“没有”）可能变成等臂杠杆。

竖直向下有
解析：竖直向下有
[1]重力方向总是竖直向下的。

[2]若拉力F向左倾斜，拉力F的力臂逐渐减小，当力臂减小到和物体给杠杆拉力的力臂相等时，该杠杆就变成了等臂杠杆，所以此杠杆有可能变成等臂杠杆。

12．星期一学校举行升旗仪式，在旗杆顶端装有一个滑轮。

该滑轮是__（定/动）滑轮，其作用可以改变__，国旗匀速上升的过程中，国旗的动能__（变大/变小/不变）。

定施力方向不变【分析】定滑轮的定义及作用；影响动能大小的因素：物体的质量和速度的大小
解析：定施力方向不变
【分析】
定滑轮的定义及作用；
影响动能大小的因素：物体的质量和速度的大小。

[1]旗杆顶端的滑轮轴是固定不变，所以是定滑轮。

[2]定滑轮能改变力的方向。

[3]国旗匀速上升过程中，旗的质量不变，速度大小不变，所以动能不变。

13．小强利用如图甲所示滑轮组将货物运送到楼上，不计绳重和摩擦，如果所送货物重G 从20N开始逐渐增加，每次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力的增加而变化的图像．当货物重G为20N时，滑轮组的机械效率为_____%，动滑轮的重为_____N；当货物重G为180N时，滑轮组的机械效率为
_____%．
2090
解析：20 90
[1]根据图象可知，当物重为20N时，滑轮组的机械效率为50%；
[2]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
η=
=W Gh G
W Gh G h G G =++有用总动动
， G 动=
1150%
20N 50%
G η
η
--=
⨯=20N ； [3]当货物重G 为180N 时，滑轮组的机械效率
η′=180N
==180N+20N
W G h G W G h G h G G ''=''++有用总动动=90%． 14．如图所示，重为9牛的物体挂在B 处，O 为轻质杠杆的支点，要想使杠杆保持水平平衡，若在F 处施加的最小的力是_____牛，方向_____；若在H 处施加9牛的力，此时，杠杆_____保持水平平衡（选填“一定”、“可能”或“一定不”）．
竖直向上可能
解析：竖直向上 可能
[1][2]根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂不变，动力要最小，则动力臂要最大，所以作用在F 处的力的方向应垂直于杠杆向上，即竖直向上．由图可知，设杠杆上每一小格长度为l ，则动力臂l 1=6l ，阻力臂l 2=2l ，则：
F ×l 1=
G ×l 2， F ×6l =9N×2l ，
解得F =3N ；
[3]在H 处施加9牛的力，此时杠杆要平衡，应满足：
9N×l 1′=9N×2l ，
解得l 1′=2l ，即若改变在H 处施加的9N 力的方向，使得其力臂等于2l ，也能使杠杆平衡．所以若在H 处施加9牛的力，此时，杠杆可能保持水平平衡．
15．如图所示,杠杆AB 放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD 中,杠杆AB 能以凹槽两端的C 点或D 点为支点在竖直平面内转动,长度AC =CD =DB ,左端重物G =12N ．当作用在B 点竖直向下的拉力F 足够大时,杠杆容易绕____（选填“C ”或“D ”)点翻转,为使杠杆AB 保持水平位置平衡,拉力的最小值F 1=___N,最大值F 2=___N.(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
D624
解析：D 6 24
由题意知，当作用在B 点竖直向下的拉力F 足够大时将形成以D 为支点的杠杆，因此杠杆容易绕D 点翻转，若以C 为支点，据杠杆平衡条件1122F L F L = 可知所需施加的力为
221112N 12N 6N 2F L AC AC
F L CB AC
⨯⨯=
===，若以D 为支点，据杠杆平衡条件1122F L F L =
可知所需施加的力为
221112N 12N 24N
12
F L AD AC
F L DB AD ⨯⨯=
===，因此拉力的最小值为6N ，最大值为24N ．
16．如图所示，萌萌同学用 50 N 的水平拉力 F 拉重力为 400N 的木箱，使木箱在水平面上匀速直线运动前进 4 m ，若木箱与地面之间的摩擦力是 80N 。

则 A 点处的拉力为________N ，此过程中该滑轮组的机械 效 率 是____________。

80【解析】
解析：80% 【解析】
木箱在水平面上匀速直线运动，拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A 点处的拉力等于摩擦力80N ；由图可知，此装置由2股绳子承担摩擦力，所以该滑轮组的机械效率η=
W 有W 总
×100%=
80N×4m
50N×2×4m
×100%=80%。

17．如图所示，高为R 、重G 、均匀的圆柱形木柱M ，底面半径为R ，将它竖直放在水平地面上, 若要使木柱的a 点离开地面，至少需要_________的力．(用G ，R 等表示)
G
解析：
55
G 木柱a 点离开地面，要使施加的力最小，应让所施加力的力臂最大，如图所示：
，
此时动力为F ,阻力为G ,阻力臂：L 2=R ， 动力臂：L 1()2
22R R +5， 由杠杆的平衡条件可得：FL 1=GL 2， 则最小力：F =
21GL L 5R 5
18．如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N 的拉力F 拉重50N 的物体时，物体恰好以v ＝2m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平
面的摩擦力为________N ，将拉力F 增大为20N 时，物体受到水平面的摩擦力将________（填增大、减小或保持不变）。

保持不变【解析】
解析：保持不变 【解析】
(1)物体受力如图所示，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：f =F +F =10N+10N=20N ；
(2)当拉力增大为20N 时，物体与地面的接触面材料、粗糙程度、物体与地面间的压力不变，因此物体与地面间的滑动摩擦力保持不变，仍为20N.
19．如图所示，斜面长3m ，高0.6m ，建筑工人用绳子在6s 内将重500N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N （忽略绳子的重力），拉力所做的功是______J ， 斜面上的摩擦力是______N ，斜面的机械效率是______。

50667％
解析：50 66.7％ [1]拉力所做的功是
W Fs =总=150N 3m 450J ⨯=
[2]有用功为
W Gh =有用=500N 0.6m 300J ⨯=
额外功
W W W =-额总有用=450J-300J=150J
斜面上的摩擦力
f =
150J
3m
W s
=
额=50N [3]斜面的机械效率是
W W η=
有用总
=
300J
66.7%450J
= 20．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 。

7580
解析：75 80
[1]运动过程中克服物体的重力做的功
W 有=Gh =150N×4m=600J
[2]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 600J =800J W W η=
有用总=75% [3]推力的大小 800J 10m W F s =
=总=80N 三、解答题
21．如图所示，水平地面上有一重900N 的物体，现用细绳将其挂在轻质杠杆的A 端，在杠杆的B 端竖直向下用力拉杠杆，杠杆在水平位置平衡，已知拉力F 1=200N ，
AO ∶OB =1∶3，物体的底面积为0.2m 2。

求：
(1)细绳对杠杆的拉力F 2；
(2)剪断细绳后，物体对地面的压力和压强。

解析：(1)600N ；(2)900N ；4.5×103Pa
解：(1)由杠杆平衡的公式F 1l 1=F 2l 2，细绳对杠杆的拉力F 2为
112123=200N =600N 1
F l OB F F l OA ==⨯ (2)由题意知，剪断细绳后，物体对地面的压力等于重力，物体对地面的压力为
F=G =900N 由公式F p S
=可得，物体对地面的压强为
32900N 4.510Pa 0.2m
F p S =
==⨯ 答：(1)细绳对杠杆的拉力为600N ； (2)剪断细绳后，物体对地面的压力为900N 、压强为4.5×103Pa 。

22．小明同学想把重100N 的物体拉到距地面3m 高的地方，用了三种不同的方法： (1)如图甲所示，小明用竖直向上的力F 甲将物体匀速提升3m ，求拉力F 甲所做的功。

(2)如图乙所示，斜面长5m ，高3m ，拉力F 乙=75N ，小明沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端。

求使用该斜面工作时的机械效率。

(3)如图丙所示，小明站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，在2s 内将重物匀速提升3m ，已知动滑轮的重量为10N 。

求拉力F 丙做功的功率。

（不计绳重及摩擦）。

解析：(1)300J ；(2) 80%；(3)165W
(1)根据题意知道，拉力克服物重做功
100N 3m=300J W F h Gh ===⨯甲甲
(2)根据题意知道，斜面长s =5m ，高h =3m ，拉力F =75N ，则斜面的机械效率
300J 80%75N 5m
Gh F S η===⨯乙 (3)由图知道，n =2，不计绳重及摩擦，则
W 额=G 动h 由W 总=W 有+W 额知道，拉力F 丙
100105522
G G N N F N ++=
==物动丙 拉力F 丙做功的功率 23m 55N 165W 2S P F V ⨯==⨯
=丙绳 答：(1)拉力F 甲所做的功是300J ；
(2)使用该斜面工作时的机械效率80%。

(3)拉力F 丙做功的功率165W 。

23．如图所示，通过滑轮组用200N 的拉力在20s 内将重为480N 的物体匀速提高2m ，（不计绳重和摩擦），求：
(1)绳自由端的移动速度为多大？
(2)若重物再增加150N ，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力为多大？
解析：(1) 0.3m/s ；(2)250N
(1)根据题意知道，物体移动的速度 2m ==0.1m/s 20s h v t =
自由端移动的速度 v ′＝3v ＝3×0.1m/s ＝0.3m/s
(2)由()13
F G G =+物动知道， G 动＝3F ﹣G ＝3×200N ﹣480N ＝120N
绳自由端的拉力
()()480N+151120N+120N 50N 33
F G G ''=+==动 答：(1)绳自由端的移动速度0.3m/s ；
(2)若重物再增加150N ，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力150N 。

24．如图是搬运砖头的独轮车，设车箱和砖头的总重G =1200N ，独轮车的有关尺寸如图所示；运砖头时从A 点提起独轮车把手的动力是F 。

(1)独轮车在使用时可看作杠杆，请用作图法标出该杠杆的动力臂和阻力臂。

(2)推车时，人手向上的F 的大小是多少？
解析：(1) (2)360N
(1)轮车使用时可看成一个杠杆，由支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段，即为动力臂和阻力臂，如图：
(2)由杠杆平衡条件得
Fl1=Gl2
F×1m=1200N×0.3m
F=360N
答：(1)见解析；
(2)人手向上的F的大小是360N。

25．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，（不考虑绳重和摩擦）求：
(1)由图可知动滑轮重；
(2)当某次运送4件货物时，绳子的拉力F；
(3)运送4件货物时，滑轮组的机械效率。

解析：(1)100N；(2)250N；(3)80%
(1)由图乙可知，运送一件货物时，机械效率
150%W Gh G W Fs G G 有用总动
η=
===+ 解得： G 动=100N 。

(2)当某次运送4件货物时，G 1=400N ，则绳子的拉力为
111()(400N+100N)=250N 22
F G G =+=⨯动 (3) 运送4件货物时，滑轮组的机械效率为
1400N 80%2250N
G h Fs η=
==⨯ 答：(1)动滑轮重为100N ； (2)当某次运送4件货物时，绳子的拉力F 为250N ；
(3)运送4件货物时，滑轮组的机械效率为80%。

26．如图所示，斜面长为8m ，高为3m ，用平行于斜面向上的拉力F ，将100N 的物体，从斜面底端匀速拉到顶端，已知物体与斜面的摩擦力大小为重力的0.25倍，则求
(1)该过程中有用功的大小；
(2)拉力F 的大小；
(3)该过程中斜面的机械效率。

解析：(1)300J ；(2)62.5N ；(3)60%
解：(1)此过程所做有用功为
100N 3m=300J W Gh ==⨯有
(2)物体受到的摩擦力为
0.250.25100N=25N f G ==⨯
所做额外功为
25N 8m=200J W fs ==⨯额
拉力所做总功为
300J+200J=500J W W W =+=总有额
由W Fs =总变形得拉力为
500J =62.5N 8m
W F s =
=总 (3)斜面的机械效率为
300J =0.6=60%500J W W η==有
总 答：(1)该过程中有用功的大小为300J ；
(2)拉力F 的大小为62.5N ；
(3)该过程中斜面的机械效率为60%。

27．如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC 放置空调室外机。

已知AB 长40cm ，BC 长50cm ，AC 长30cm ，三角形支架的质量忽略不计。

室外机的质量为30kg ，与支架的接触面积为30cm 2，室外机静止在图中位置时，它的重力作用线正好通过AB 中点。

求：
(1)这台空调室外机的重力是多少？
(2)室外机静止时，对三角形支架的压强是多少？
(3)A 处螺钉受到的水平拉力为多少？
解析：(1)300N ；(2)1×105Pa ；(3)200N
(1)这台空调室外机的重力
G ＝mg ＝30kg×10N/kg ＝300N
(2)室外机静止时，对三角形支架的压力
F ＝
G ＝300N
则对三角形支架的压强
542300110Pa 3010m
F N p S -===⨯⨯ (3)室外机静止时，可将三角形支架看成一根杠杆，支点在C 点，动力臂为CA ，由题意可知阻力臂为AB ，则根据杠杆的平衡条件可得
F A ×AC ＝
G ×AB
则水平拉力
300N 0.4m 200N 220.3m
A G A
B F A
C ⨯⨯===⨯⨯ 答：(1)这台空调室外机的重力是300N ；(2)室外机静止时，对三角形支架的压强是1×105Pa ；(3)A 处螺钉受到的水平拉力为200N 。

28．工人用如图所示装置在 10s 内，将重为900N 的货物匀速提升 2m ，此过程中拉力的功率为 240W ，已知动滑轮重100N 。

求：
(1)有用功；
(2)工人的拉力；
(3)克服绳重和摩擦所做的功与总功的比值。

解析：(1)1800J ；(2)400N ；(3)
16
解：(1)有用功为 W 有=Gh =900N×2m=1800J
(2)拉力做的总功
W 总=Pt =240W×10s=2400J
由图可知，n =3，则绳端移动的距离
s =3h =3×2m=6m
工人的拉力
2400J 400N 6m
W F s =
==总 (3)克服动滑轮自重做功 W 动=G 动h =100N×2m=200J
克服绳重和摩擦所做的功与总功的比值
2400J 1800J 200J 12400J 6
W W --==绳总 答：(1)有用功1800J ；
(2)工人的拉力400N ；
(3)克服绳重和摩擦所做的功与总功的比值16。