初中物理沪教版八年级下册《4.1 简单机械》同步练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）水平足球场上有一个重的足球，一位同学用的力踢足球，足球向前运动了，那么在足球向前运动的过程中，该同学对足球做的功为
A. B. C. D.
2.（3分）如图所示的工具，正常使用时属于费力杠杆的是
A. 核桃夹 B. 筷子
C. 瓶起子 D. 钳子
3.（3分）如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆，使其静止在水平方向上，为麦桔杆的中点。这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡，则
A. 两蚂蚁的质量一定相等
B. 两蚂蚁的爬行速度大小一定相等
C. 两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等
D. 两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等
4.（3分）如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点，已知，施加的力分别为、，拉力做的功为、，拉力做功的功率分别为、，则下列判断中正确的是
A. ，， B. ，，
C. ，， D. ，，
5.（3分）小明用如图所示的滑轮组，将重为的物体匀速提升到一定高度，在此过程中，手拉力的大小实际应该是
A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 大于
6.（3分）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线所示，已知物体的质量为，所用动滑轮的质量为，绳子自由端的拉力为。取。在的过程中，下列说法中正确的是
A. 绳子自由端移动的速度为 B. 拉力的功率为
C. 有用功为 D. 滑轮组的机械效率为
7.（3分）用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们匀速提起货物，在绳自由端施加竖直的拉力分别为和，物重分别为和，物体被提升高度分别为、，不计绳重及摩擦，则
A. 若且，则乙的机械效率比较低
B. 若且，则甲的机械效率比较低
C. 若且滑轮重均相同，则甲的机械效率比较低
D. 若且滑轮重均相同，则乙的机械效率比较低
8.（3分）一天，小敏同妈妈上街去买菜，看到用杠杆秤土豆的情景如图所示，对此现象分析正确的是
A. 杆秤平衡时，秤砣的质量跟秤盘中土豆的质量相等
B. 杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定大于秤砣所受的合力
C. 杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定等于秤砣所受的合力
D. 杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定小于秤砣所受的合力
9.（3分）小明用如图所示滑轮组匀速提升的重物，内物体上升了，大滑轮重，每个小滑轮重，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列结论正确的是
A. 此滑轮组不但省力而且省功
B. 重物被提升的速度为
C. 动滑轮对重物做的功为
D. 若机械效率为，则提升的物重为
10.（3分）举重运动员在内把重的杠铃举高，则
A. 运动员的功率是 B. 运动员的功率是
C. 运动员在内做功 D. 运动员在内做功
11.（3分）年世界杯正在俄罗斯举行，如图所示，是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是
A. 动能增大，重力势能减小 B. 动能减小，重力势能增大
C. 动能增大，重力势能增大 D. 动能减小，重力势能减小
12.（3分）一个小球由点自由下落时，相继经过、两点，如图所示，忽略空气阻力，则下列分析中错误的是
A. 物体在下落过程中，一定受非平衡力的作用
B. 在、两段内的平均速度相等
C. 在、两段内重力做功相等
D. 在、、三点处物体具有的机械能相等
二 、填空题（本大题共6小题，共26分）
13.（5分）使用如图所示装置，分别用不同方向的拉力、、匀速提升同一重物，这三个力的大小关系是 ______ ；定滑轮是 ______ 选填杠杆种类杠杆。
14.（5分）如图所示的杠杆水平平衡，杠杆上每小格间距相同，左侧钩码总重为，则右侧弹簧测力计对杠杆的拉力是______；现向左移动钩码，若娶杠杆仍然保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将______选填“变大“、“变小”或“不变“。
15.（5分）如图所示，是起重机的吊臂，可绕点转动。在距点远的处吊有重的物体。为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力为______将吊臂缓慢拉起，使用点升高的过程中，拉力变______。绳重、吊臂重、摩擦均不计
16.（5分）如图是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住点打开该夹子时，可把 ______点看作支点，此时夹子可近似看作 ______杠杆选填省力，费力，等臂。
如图用滑轮组提升重为的物体，动滑轮重为，不计绳重及摩擦。若在内将物体匀速提高，手拉绳子的力为 ______，拉力的功率为 ______，滑轮组的机械效率为 ______。
17.（2分）在水平地面上放置重为的木箱小峰用的水平推力在内把木箱推动，在该过程中，小峰的推力做的功是 ______ ，小峰推力做功的功率是 ______
18.（4分）如图所示，小明利用滑轮匀速提升货物，使用该滑轮的好处是 ______ ，它的实质是 ______ 杠杆选填“省力”或“等臂”；该货物重，在拉力的作用下，升高了，若不计摩擦和绳的重力，则在这段时间内，拉力做功为 ______ ，拉力的功率为 ______ ．
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
19.（10分）如图所示，在探究“杠杆的平衡条件”实验时：
杠杆平衡是指杠杆处于静止或 ______ 状态。实验前，杠杆在图甲位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的螺母向 ______ 侧调节。
如图乙，在点挂个钩码，在点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，这是为了便于 ______ ，多次改变力和力臂的大小进行实验，数据记录如表格：
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
分析数据得出杠杆平衡平衡的条件是 ______ 。
第三次实验完成后，沿原来方向拉杠杆使其从水平位置缓慢转过一定角度后静止，如图丙所示，此时杠杆处于 ______ 选填“平衡”或“不平衡”状态。
四 、作图题（本大题共1小题，共10分）
20.（10分）手机自拍杆已成为一种时尚，如图甲所示，是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作是一个杠杆，请在图乙杠杆简化图中点画出最小动力及动力臂、阻力臂。以点为支点
五 、计算题（本大题共2小题，共20分）
21.（10分）如图，物体所受重力为牛，不计摩擦和滑轮的重力，在拉力的作用下，在秒内匀速上升米，求：
拉力的大小．
此过程中拉力做的功和功率．
22.（10分）如图所示，某工人用滑轮组将一个重的物体以的速度匀速提升，所用拉力为，不计摩擦和绳重，求：
拉力的功率是多少？
滑轮组的机械效率是多少？
当物重增大到时，拉力的大小是多少？
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解：足球向前运动的过程中，该同学对足球没有力的作用，因此足球向前运动的过程中，同学没有对足球做功，即该同学对足球做的功为，故正确。
故选：。
做功的条件是：作用在物体上有力，同时沿力的方向还必须有一段距离，这两个条件缺一不可。
掌握力对物体做功的两个必要因素。有力有距离时，力对物体不一定做功。
2.【答案】B;
【解析】解：、核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不合题意；
D、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。
故选：。
结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题主要考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
3.【答案】D;
【解析】
蚂蚁爬行过程中，杠杆始终平衡，说明两侧始终满足：动力动力臂阻力阻力臂；据此分析。此题主要考查杠杆平衡条件的应用，根据平衡条件用顺推的方法得到答案，排除错误选项，为解题节省时间。
根据杠杆平衡条件可知：蚂蚁爬行时满足：，由和得：，所以，故选。
4.【答案】A;
【解析】解：斜面倾斜角度小于，所以物体沿运动时拉力较小，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同．
速度相同，物体沿运动时用时较少，根据公式可知，拉力沿运动时拉力做功的功率较大．
故选A．
斜面倾斜角度越大，越费力．斜面的倾斜角度小于斜面，所以斜面更省力，
斜面光滑说明摩擦力为，即使用光滑的斜面没有额外功．
速度相同，，所以物体沿斜面用时较少，根据公式，可判断拉力所做的功的功率大小．
该题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为，使用任何机械都不省功．
5.【答案】D;
【解析】解：由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数：，
因为动滑轮重、绳重和摩擦都考虑在内，
所以实际拉力。
故选：。
在提升重物的过程中，拉力不但提着物体，还提着动滑轮，还要克服绳子和滑轮间的摩擦力，所以。
此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的理解和掌握，其中成立的条件是不计滑轮重及摩擦。
6.【答案】B;
【解析】解：
A.由图可知，在的过程中绳子自由端移动的距离，则绳子自由端移动的速度，故错误；
B.拉力做的总功，拉力的功率，故正确；
C.由图可知，在的过程中物体上升的高度，拉力做的有用功，故错误；
D.滑轮组的机械效率，故错误。
故选：。
由图可知在的过程中绳子自由端移动的距离，利用求出绳子自由端移动的速度；
根据求出拉力做的总功，利用求出拉力的功率；
由图可知在的过程中物体上升的高度，根据求出拉力做的有用功；
利用求出滑轮组的机械效率。
此题主要考查了速度公式和做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
7.【答案】D;
【解析】
A.甲、乙图绳子的有效段数分别为、，甲滑轮组的机械效率为
①
乙滑轮组的机械效率为
②
若且，乙的机械效率大于甲的机械效率，故不符合题意；
B.由①②知，机械效率与提升物体的高度无关，若，根据①②，因不知与的大小关系，故无法确定甲、乙机械效率大小，故不符合题意；
C.不计绳重及摩擦，则克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，因总功等于有用功与额外功之和，故甲、乙滑轮组的机械效率为
③
若且滑轮重均相同，可知甲、乙的机械效率相同，故不符合题意；
D.甲、乙图绳子的有效段数分别为、。不计绳重及摩擦，则作用在绳子自由端的拉力为
则提升物体的重力为
若且滑轮重均相同，则可知，甲滑轮组提升物体的重力较大，根据③式有
故可知甲的机械效率比乙高，故乙的机械效率比较低，故符合题意。
故选。
8.【答案】C;
【解析】解：、杆秤平衡时，根据杠杆的平衡条件可知：，由图可知，，则：，即秤砣的质量小于秤盘中土豆的质量，故错误；
、杆秤平衡时，土豆、秤砣处于静止状态，则土豆、秤砣受到的合力都为，即土豆、秤砣受到的合力为，故正确，错误。
故选：。
根据杠杆的平衡条件分析秤砣的质量和土豆的质量的大小关系；杆秤平衡时，土豆、秤砣处于静止状态，土豆、秤砣受到的合力为。
此题主要考查了杠杆平衡条件的应用、合力的大小；知道物体处于静止或匀速直线运动状态时合力为是解答该题的关键。
9.【答案】C;
【解析】解：、由图可知，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：，因此此滑轮组能省力，
但由功的原理可知，使用任何机械都不省功，因此，此滑轮组也不能省功，故错误；
、重物被提升的速度：，故错误；
、动滑轮对重物做的有用功：，故正确；
、因为不计绳重和摩擦时，所以提升的物重：，故错误。
故选：。
由图可知，利用不计绳重和摩擦时求绳子自由端的拉力，与物体的重力比较，进而判断此滑轮组能不能省力，再结合功的原理分析能否省功；
利用求重物被提升的速度；
利用求动滑轮对重物做的有用功；
利用不计绳重和摩擦时求提升的物重。
此题主要考查功的原理、速度公式、绳子自由端的拉力公式、功和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
10.【答案】B;
【解析】举重运动员在内把重的杠铃举高，他做的功，
由功率的公式；
故选
解决此题可利用功的公式和功率的公式联立求解．
对于这种求解功率的问题，可以先把数据代入功的公式求出功，然后利用功率的公式联立求解．
11.【答案】A;
【解析】解：正在加速下降的足球，质量不变，速度变大，动能增大，同时高度下降，重力势能减小。
故选：。
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
掌握动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。
12.【答案】B;
【解析】解：
、忽略空气阻力，物体下落时只受到竖直向下的重力作用，一定受非平衡力的作用，下落的速度不断增大；故正确；
、物体只受到重力作用，从点到点的过程中，速度一直在增大，所以段的平均速度一定小于段的平均速度；故错误；
、因为且重力不变，所以根据可知，在、两段内重力做功相等；故正确；
、忽略空气阻力，物体在下落过程中，重力势能转化为动能，而在转化过程中，机械能守恒；故在、、三点处物体具有的机械能相等；故正确；
故选
物体只受到一个力的作用，当然是非平衡力，在非平衡力的作用下，其运动状态不断变化如速度不断增大；在忽略空气阻力的条件下，势能和动能转化时，机械能守恒；重力做功；根据力和距离的大小关系可判断功的大小；由于物体下落时的速度再不断增大，其平均速度也就在增大．
抓住功的计算方法、机械能守恒条件以及物体受力与运动状态的关系，可解决此题．
13.【答案】;
【解析】解：如图所示，分别用拉力、、匀速提升重物，由于使用定滑轮不省力也不费力，所以三个力的大小关系是；
定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
故答案为：；等臂。
定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向。
此题主要考查了定滑轮的使用特点，是一道基础题。
14.【答案】1 变大;
【解析】解：左侧钩码总重为，设每一小格的长度为，根据杠杆平衡的条件可知，右侧弹簧测力计对杠杆的拉力是：
；
现向左移动钩码，若杠杆仍然保持水平平衡，此时的阻力臂变大，阻力和阻力臂的乘积变大，动力臂的不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大。
故答案为：；变大。
根据杠杆平衡的条件求出拉力的大小和弹簧测力计示数的变化。
此题主要考查了杠杆平衡条件的应用，难度不大，仔细分析即可。
15.【答案】 小 ;
【解析】解：杠杆阻力为物重，阻力臂为，由图可知绳子绕过定滑轮只改变了力的方向，因此动力臂为根据杠杆平衡条件即所以。
在动态提升的过程中阻力物重不变，阻力臂变小，动力臂同时变大。由杠杆平衡条件可知拉力变小。
故答案为：、变小。
构成杠杆，的力臂图中标出为米，阻力臂为的长度。根据杠杆平衡条件可解第一问。 在动态提升过程中抓好杠杆要素中的不变量与变量的关系。
对于杠杆类习题首先从确定动力、阻力、动力臂、阻力臂入手。动态杠杆问题要分析好变量与不变量。再根据杠杆平衡条件解答。
16.【答案】B 等臂 40 24 83.3%;
【解析】解：当用力摁住点打开该夹子时，是围绕点转动的，故为支点；由于，故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆；
由图可知，有三段绳子拉着动滑轮；不计绳重及摩擦，手拉绳子的力；
绳子自由端移动的距离为：；
拉力做的功；
拉力的功率：；
有用功为：；
滑轮组的机械效率为。
故答案为：；等臂；；；。
杠杆可分为：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，可以从动力臂和阻力臂的大小关系进行判断，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆。结合图中的结构，可确定杠杆及其类型；
根据求出拉力大小；根据求出拉力做的功，根据求出功率；根据求出机械效率。
此题主要考查的是杠杆的分类和特点、滑轮组省力特点、功和功率、机械效率计算公式的理解和掌握，基础性题目。
17.【答案】480;8;
【解析】解：由题可知，水平推力，木箱在水平方向移动的距离，
则推力做的功：；
推力做功的功率：．
故答案为：；．
已知水平推力和木箱移动的距离，根据公式计算推力做的功；知道推力做的功和所用时间，根据公式推力做功的功率．
该题考查了功、功率的计算，是一道基础题．
18.【答案】改变用力的方向;等臂;100;25;
【解析】解：由定滑轮的定义可知，此装置是定滑轮，不省力也不费力，但可以改变力的方向．定滑轮的动力臂等于阻力臂，所以它的实质是一个等臂杠杆；
不计滑轮的重力和摩擦，，小明同学在内将重为物体匀速向上移动，则拉力作用点移动距离为，
拉力做的功：，
拉力的功率：．
故答案为：改变用力的方向；等臂；；．
定滑轮是固定不动不随货物升降的，特点是不省力但可以改变力的方向．
不计绳重和摩擦时，，拉力所做的功计算，再利用公式：计算功率．
主要考查了定滑轮及功率的计算．知道定滑轮的特点，不省力但可以改变力的方向；拉力作用点移动距离与物体向上移动的高度相等．
19.【答案】;
【解析】解：实验前，杠杆在图甲位置静止，即处于静止状态，则杠杆处于平衡状态。要想使杠杆在水平位置平衡，根据“左高左调，右高右调”，应当向左调节平衡螺母。
在点挂个钩码，在点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
由表中实验数据可知，
分析两组数据实验序号中，，；
实验序号中，，；
实验序号中，，；
因此杠杆平衡条件为：动力动力臂阻力阻力臂；
力臂等于支点到力的作用线的距离，竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂变小，钩码对杠杆拉力的力臂也变小，但是根据三角形的相似性，动力臂和阻力臂的比值是不变的，已知阻力大小不变，则拉力大小不变，所以杠杆处于平衡状态。
故答案为：匀速转动；左；测量力臂大小；动力动力臂阻力阻力臂；平衡。
当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，我们就说杠杆处于平衡状态；调节杠杆平衡的方法：左高左调，右高右调。
探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
分析表中实验数据，根据表中实验数据得出实验结论。
力臂等于支点到力的作用线的距离，竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，此过程中，弹簧测力计对杠杆拉力的力臂变小，钩码对杠杆拉力的力臂减小，根据数学知识和杠杆的平衡条件分析解题。
此题主要考查的是学生对器材的操作和杠杆平衡条件的理解和掌握，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，便于测量力臂。
20.【答案】;
【解析】
杠杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。从支点到力的作用线的距离叫力臂。
此题主要考查杠杆的平衡条件的运用及力臂的画法。
21.【答案】解：
（1）不计摩擦和滑轮的重力，拉力：F=G物=×10N=5N；
（2）动滑轮费一倍距离，即s=2h=2×2m=4m，
拉力做的功为：W=Fs=5N×4m=20J；
功率：P===2W．
答：①拉力F的大小为5N．
②此过程中拉力F做的功和功率为20J、2W．;
【解析】
使用动滑轮可以省一半力，不计摩擦和滑轮的重力，；
拉力做的功等于拉力与绳自由端移动距离的乘积，功率等于功除以时间．
该题考查了使用动滑轮拉力、功和功率的计算，属于基础题目．
22.【答案】解：
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3；
（1）物体上升高度h=vt=0.2m/s×10s=2m，
拉力端移动距离s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功：
W总=Fs=250N×6m=1500J；
拉力做功的功率：
P===150W；
（2）做的有用功：
W有=Gh=600N×2m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），
动滑轮的重力：
G轮=3F-G=3×250N-600N=150N，
匀速提起750N的重物时的拉力大小：
F′=（G′+G轮）=（750N+150N）=300N。
答：（1）拉力的功率是150W；
（2）滑轮组的机械效率是80%；
（3）当物重增大到750N时，拉力的大小是300N。;
【解析】
由图示可知，滑轮组绳子的有效股数；
利用速度公式求物体上升高度，拉力端移动距离，利用求拉力做的总功，再利用求拉力做功的功率；
利用求出有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
不计摩擦和绳重，拉力，据此求出动滑轮的重力，再根据求匀提起的重物时的拉力大小。
该题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是使用滑轮组时有用功、总功、机械效率含义的理解。
