資源簡介

11.5 《改變世界的機械》 筑基提能同步分層練習設計（提升版） 初中物理八年級下冊（教科版2024）
一、單選題
1．（2018八下·岑溪期末）在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物體的簡單機械是（　　）
A．杠桿 B．斜面
C．一個定滑輪 D．一個動滑輪
2．（2024八下·高碑店期末）如圖所示，這是一些物理實驗及根據實驗現象得出的結論，其中正確的是（　　）
A．壓力的作用效果與受力面積大小有關
B．重力的方向是垂直向下的
C．盆景自動供水裝置為連通器的原理
D．盤山公路的設計利用了簡單機械
3．（2024八下·大冶期末）如圖甲所示，公共自行車的綠色標志是由人、自行車和道路三個元素組成的，寓意綠色出行。乙圖是車把手。人在水平路面上騎自行車時，下列相關說法正確的是（　　）
A．自行車把手相當于輪軸
B．自行車在水平路面快速行駛過程中，人和重力都做了功
C．自行車受到的重力和路面對自行車的支持力是一對平衡力
D．自行車上坡前要加緊時間蹬幾下，目的是增大可利用的慣性
4．（2024八下·哈爾濱月考）如圖，用大小相同的力，分別在不同位置按圖示方向開門，最容易的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2023八下·臨潼期末） 下列關于簡單機械的理解，錯誤的是（　　）
A．圖甲，木螺絲能輕松擰入木頭，螺絲的螺紋可看作是一個斜面
B．圖乙，汽車方向盤是一個輪軸，其本質是一個省力杠桿
C．圖丙，園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，為了省力常把樹枝盡量遠離剪刀軸
D．圖丁，工程車上的起重臂就是一個費力杠桿
6．（2022八下·深圳期末）如圖所示是我國政府為緩解山區人民出行難的問題而修建的盤山公路，修建盤山公路的目的是（　　）
A．減小車輪與路面的摩擦 B．減小汽車牽引力所做的功
C．減小汽車上坡時所需的牽引力 D．提高汽車上坡時發動機的功率
7．（2021八下·本溪期末）如圖是叉車在搬運貨物時的情景，下列說法正確的是（　　）
A．叉車沿水平方向加速運動過程中，叉板上貨物的慣性會增大
B．叉車在水平方向運動過程中，地面的支持力對它不做功
C．叉車的方向盤相當于一個輪軸，是為了省距離
D．叉車在減速運動時受到的力是平衡力
二、多選題
8．（2024八下·和平期末）日常生活中的許多現象都與物理知識有關，下列說法正確的是（　　）
A．盤山公路既省力又能省距離
B．公路旁植樹可在聲源處減弱噪聲
C．輪胎上的花紋是為了增大摩擦
D．盲道上的凸起是為了增大壓強
9．（2024八下·法庫期末）下列生活中的簡單機械，屬于省力機械的是（　　）
A．門把手
B．定滑輪
C．斜面
D．羊角錘
10．（ 杠桿的應用）下列簡單機械中，能夠用20N的力提起50N的物體的是（　　）
A．杠桿 B．動滑輪 C．斜面 D．輪軸
11．（2019八下·莘縣期末）汽車涉及到許多物理知識，其中分析正確的是（　　）
A．關閉發動機后，汽車仍能繼續前進是由于汽車具有慣性
B．汽車勻速行駛時，它的動能在增大
C．方向盤屬于輪軸，使用時可以省力
D．車內的破窗錘是通過減小受力面積的方法來增大壓強
三、實驗填空題
12．（2024八下·高州期中）小明參加農耕文化研學活動。看到如圖甲所示的風扇車。查資料知，我國西漢時已有風扇車，它由車架、風扇（含搖桿）、喂料斗及出糧口等構成，主要用于清除谷物顆粒中的雜物及空癔谷。
（1）如圖乙為風扇示意圖，風扇中的搖桿和扇葉組成一個輪軸，它相當于一個　 　杠桿，若增大搖桿力臂L的長度，則完成同樣工作將更　 　（前兩空均選填“省力”或“費力”）；輪軸裝在滾珠軸承上，主要是利用了相同條件下滾動摩擦力　 　（選填“大于”或“小于”）滑動摩擦力；
（2）風扇車工作時，空癟谷從出風口C被吹出，絕大部分飽滿谷粒從出糧口　 　（選填“A”或“B”）落下，說明　 　越大，物體的運動狀態越不容易改變；同樣的道理，拔河比賽應選用體重較　 　的同學參加；
（3）如圖丙所示，變速自行車的牙盤與風扇車的風扇原理相似。牙盤有大牙盤和小牙盤；相同情況下，若要更省力，則鏈條應連在　 　（選填“大”或“小”）牙盤上。
13．（2021八下·烏蘇期末）人們常用的簡單機械有杠桿、滑輪、輪軸和斜面
（1）如圖甲，螺絲刀的手柄　 　（選填“粗”或“細”） 一些用起來更省力；螺絲釘上的螺紋展開相當于斜面的長度，螺紋　 　（選填“密”或“稀”）的一些螺絲釘擰起來更省力。
（2）如圖乙，將鑰匙插入鎖孔轉動開鎖時，鑰匙就相當于一個　 　（選填“杠桿”、“滑輪”或“輪軸”）。
（3）如圖丙，用滑輪組把質量為 80 kg 的物體勻速提升 3 m，若拉力 F＝500 N，則滑輪組的機械效率為　 　，若不計繩重和摩擦，則動滑輪受到的重力為　 　N。
14．（輪軸及其他常見簡單機械+ 24）學習了簡單機械后，小明了解到斜面也是一種機械，于是他想探究這種機械的特點．
（1）小明用彈簧測力計測木塊的重力，如圖a所示，測量時應讓木塊保持　 　狀態，并依據　 　條件得出木塊重力的大小等于彈簧測力計的示數．
（2）他將木塊放在如圖b所示的斜面上，并用彈簧測力計沿斜面　 　向上拉木塊，收集到下表中的實驗數據：①比較表中木塊重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面時　 　（選選填“能”或“不能”）省力；斜面長度相同時，斜面高度越小越　 　（選填“省力”或“費力”）；②實驗時，可以通過移動木塊A來改變斜面的傾斜程度，要減小斜面的傾斜程度，木塊A要向　 　（選填“左”或“右”）移；
斜面傾 斜程度 木塊重力G/N 斜面 高度h/m 斜面 長S/m 沿斜面拉力F/N
較緩 5 0.2 1 2
較陡 5 0.3 1 2.6
最陡 5 0.4 1 3.2
③請舉出應用斜面的一種實例：　 　（寫出一種即可）
四、解答與計算題
15．（ 滑輪組及其工作特點 ）工廠里有一種特殊結構的滑輪，叫做差動滑輪（俗稱神仙葫蘆），它由兩個直徑相差不多的定滑輪和一個動滑輪組成，其示意圖如圖所示．有了它，只需一個人就可以緩緩吊起或移動很重的物體．你能分析一下其中的道理嗎？
16．斜面是人們生產和生活中經常使用的一種可以省力的簡單機械。下面是某同學針對斜面問題進行的理論研究的過程。請你幫他完成“理論論證”。
提出問題：使用斜面為什么可以省力？建立模型：如圖1所示，斜面的長為L，高為h，沿光滑斜面勻速向上拉動重為G的物體，所用拉力為F。
（1）理論論證：運用功的原理證明：F＜G。
（2）理論拓展應用：山地自行車運動員騎自行車爬坡時，常走S形，為什么？
答案解析部分
1．【答案】C
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】解：因為100N的拉力要提起重150N的物體，使用的機械一定是能省力的機械，而在動滑輪、定滑輪、杠桿和斜面中，只有定滑輪不能達到省力的目的，所以用100N的拉力不能提起重150N的物體．
故選C．
【分析】不計機械自重和摩擦的情況下：定滑輪不省力，動滑輪可以省一半的力，使用杠桿可以省力，也可以費力，使用斜面一定省力，省力情況取決于斜面的長度與高度的比值．
2．【答案】D
【知識點】重力的方向；探究壓力的作用效果跟什么因素有關的實驗；大氣壓的綜合應用；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A.根據圖像，受力面積相同， 壓力不同，探究壓力的作用效果與壓力的關系，A不符合題意；
B.重錘線向下，重力的方向是豎直向下的，B不符合題意；
C.盆景自動供水裝置中，瓶的上方不開口，不是連通器，C不符合題意；
D.盤山公路利用了斜面的特點，實現省力，是簡單機械，D符合題意。
故答案為：D.
【分析】當受力面積相同， 壓力不同，探究壓力的作用效果和壓力的關系；重力的方向豎直向下；連通器的底部連通，上部開口；斜面是一種簡單機械。
3．【答案】A
【知識點】慣性及其現象；平衡力的辨別；輪軸及其他常見簡單機械；是否做功的判斷
【解析】【解答】A.自行車把手中間為軸，手柄為輪，則相當于輪軸，故A正確；
B.自行車在水平路面快速行駛過程中，人的重力在豎直方向上，但是沒有在重力的方向上通過距離因此重力對人不做功，故B錯誤；
C.路面對自行車的支持力等于人和車的總重力，肯定大于自行車的重力，因此二者不是平衡力，故C錯誤；
D.自行車上坡前要加緊時間蹬幾下，目的是增大自行車的動能，從而使其有足夠的動能轉化為重力勢能，故D錯誤。
故選A。
【分析】A.輪軸是變形的杠桿；
B.做功的要素：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上通過的距離；
C.平衡力的條件：大小相等、方向相反、作用在同一物體和同一直線上；
D.慣性大小只與物體的質量大小有關。
4．【答案】C
【知識點】杠桿的動態平衡分析；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】ABC．把推門的過程看成是一個輪軸轉動的過程，輪軸也是一種杠桿，離門軸越遠，相當于動力臂越大，越省力，故AB不符合題意，故C符合題意；
D．而沿門方向向外拉，力的作用線過軸的位置，根據力臂的畫法可知，動力臂相當于為0，則無法推開門，故D不符合題意。
故選C。
【分析】把推門看成一個輪軸，門軸看成支點，距離門軸越遠，力臂越大，越省力，力臂是支點到力的作用線的垂直距離。
5．【答案】C
【知識點】杠桿的平衡條件；杠桿的分類；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A.圖甲，木螺絲能輕松擰入木頭，螺絲的螺紋可看作是一個斜面，通過增大距離的方式減小阻力，故A正確不合題意；
B.圖乙，汽車方向盤是一個輪軸，阻力作用在中間的軸上，動力作用在外面的大輪上，其本質是一個省力杠桿，故B正確不合題意；
C.圖丙，剪刀的轉軸為支點，動力作用在手柄上，阻力作用在剪刀上。園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，把樹枝盡量靠近剪刀軸，可以減小阻力臂，根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，此時動力減小，可以升力，故C錯誤符合題意；
D.圖丁，工程車上的起重臂，阻力作用在杠桿的邊緣，動力作用在起重桿的中間，此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿，故D正確不合題意。
故選C。
【分析】A.根據斜面應用的知識判斷；
B.根據輪軸的本質判斷；
C.根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2判斷；
D.比較動力臂和阻力臂的大小，從而確定杠桿的分類。
6．【答案】C
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A．盤山公路依山而建，相當于斜面模型，主要是為了減小重力沿斜面方向的分量，從而減小牽引力，而不是為了減小摩擦，A不符合題意；
B．汽車做的功等于機械能增量和克服摩擦力做功之和，由于路程的增加，克服摩擦力做功增大，故汽車牽引力所做的功增大，B不符合題意；
C．盤山公路依山而建，坡度較小，主要是減小重力的下滑分量和增大垂直分量，這樣，當汽車勻速上坡時，可以減小牽引力，C符合題意；
D．汽車的功率由汽車本身決定，與路面情況無關，D不符合題意。
故答案為：C。
【分析】盤山公路屬于斜面，使用斜面一定省力。
7．【答案】B
【知識點】慣性及其現象；二力平衡的條件及其應用；輪軸及其他常見簡單機械；是否做功的判斷
【解析】【解答】A．慣性與質量有關，叉車沿水平方向加速運動過程中，叉板上貨物質量不變，貨物的慣性不變，A不符合題意；
B．叉車在水平方向運動過程中，地面的支持力垂直于地面向上，叉車沒有沿支持力的方向通過一定距離，地面的支持力對它不做功，B符合題意；
C．叉車的方向盤是一個輪軸，輪半徑大于軸半徑，是省力機械，但費距離，C不符合題意；
D．叉車在減速運動時，處于非平衡狀態，受到的力是非平衡力，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】慣性：物體保持運動狀態不變的性質叫慣性。慣性大小僅與質量有關。
功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二 是物體在力的方向上通過的距離。
二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直線上，則這兩個力二力平衡時合力為零。
8．【答案】C,D
【知識點】增大或減小摩擦的方法；減小壓強的方法及其應用；防治噪聲的途徑；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A．既省力又省距離的機械裝置不存在，故A錯誤；
B． 公路旁植樹可在傳播中減弱噪聲 ，故B錯誤；
C．輪胎上的花紋，通過增大接觸面的粗糙程度，來增大摩擦力的，故C正確；
D．盲道上的凸起通過減小受力面積來增大壓強，故D正確。
故選CD。
【分析】1、減弱噪音的途徑有：聲源處（摩托車裝消聲器）、傳播中（建隔音墻 ）、人耳處（戴耳罩）
2、滑動摩擦力影響因素：控制壓力相等的情況下，接觸面表面越粗糙，滑動摩擦力越大；控制接觸面粗糙程度相等的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大。
3、壓強的計算公式：P=F/S，增加壓強的方式有增加壓力、減小受力面積、減小壓強的方式有減小壓力，增加受力面積
9．【答案】A,C,D
【知識點】杠桿的分類；定滑輪及其工作特點；輪軸及其他常見簡單機械；斜面的機械效率
【解析】【解答】A．門把手是一個輪軸，是一個變形的杠桿，使用時動力臂大于阻力臂，相當于一個省力杠桿，故A符合題意；
B．定滑輪可以改變動力方向，本質是一個等臂杠桿，故B不符合題意；
C．高度一定時，斜面越長越省力，則斜面是一個省力機械，故C符合題意；
D．羊角錘使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D符合題意。
故選ACD。
【分析】A.根據輪軸的本質判斷；
B.根據定滑輪的本質判斷；
C.根據斜面的本質判斷；
D.比較動力臂和阻力臂的大小，從而確定杠桿的分類。
10．【答案】A,C,D
【知識點】杠桿及其五要素；動滑輪及其工作特點；輪軸及其他常見簡單機械；斜面的機械效率
【解析】【解答】解：根據題意，必須選擇一個可以省力的杠桿才行．
A、當動力臂大于阻力臂時，可以實現省力的目的，正確；
B、動滑輪的動力臂相當于它的直徑，阻力臂相當于它的半徑．雖然動力臂大于阻力臂，可以實現省力的目的，但只能省一半力，無法實現用20N的力提起50N的物體，錯誤；
C、斜面相當于一個省力杠桿，正確；
D、輪軸的動力作業線相當圓的切線，動力臂相當于圓的半徑．阻力臂遠小于動力臂，正確．
故選ACD．
【分析】根據題意，動力只有20N，而物體的重力卻達到了50N，所以必須用的省力杠桿．根據選項中的不同器材，來判斷是否屬于省力杠桿．
11．【答案】A,C,D
【知識點】慣性及其現象；增大壓強的方法及其應用；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A.關閉發動機，汽車仍前進，是因為汽車具有慣性，A符合題意；
B.當汽車勻速行駛時，動能不變，B不符合題意；
C.汽車的方向盤屬于輪軸，使用輪軸可以省力，C符合題意；
D.汽車的破窗錘減小受力面積可以增大壓強，D符合題意。
故答案為：ACD.
【分析】慣性使物體保持原有的狀態不變，動能和物體的質量、速度有關，方向盤屬于輪軸，在壓力一定時，減小受力面積可以增大壓強。
12．【答案】（1）費力；省力；小于
（2）B；質量；大
（3）小
【知識點】慣性及其現象；杠桿的分類；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】（1）風扇中的搖桿和扇葉組成一個輪軸，動力作用在軸上，動力臂小于阻力臂，相當于一個費力杠桿，增大搖桿力臂L的長度，同樣工作將更省力。輪軸裝在滾珠軸承上，主要是利用了相同條件下滾動摩擦力小于滑動摩擦力，從而減小摩擦力。
綜上 第1空、費力； 第2空、省力； 第3空、小于；
（2）慣性只與物體的質量有關。風扇車工作時，空癟谷從出風口C被吹出，飽滿谷粒質量大，慣性大從出糧口B落下，拔河比賽應選用體重較大的同學參加，體重越大的同學，慣性越大，運動狀態越不容易改變。
綜上 第1空、 B； 第2空、質量； 第3空、大；
（3）輪軸的輪半徑一定，小牙盤的軸半徑更小，鏈條連在小牙盤上，更省力。
綜上 第1空、 小。
【分析】1、省力杠桿：動力臂較長，所以動力較小，常見的例子有羊角錘、核桃夾；費力杠桿：動力臂較短，動力較大，常見的例子有鑷子、筷子等，等壁杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿，常見的例子有：天平；
2、慣性是物體的基本屬性，只有物體重力有關，當物體速度發生變化時，由于慣性物體保持原來運動狀態的屬性，利用慣性的實例：運動員助跑起跳，乘車系安全帶可以降低司機慣性帶來的傷害，慣性不是力，不能用受到慣性、慣性力的作用進行表述。
（1）[1][2]風扇中的搖桿和扇葉組成一個輪軸，動力作用在軸上，費力、省距離，它相當于一個費力杠桿，根據杠桿原理，若增大搖桿力臂L的長度，則完成同樣工作將更省力。
[3]減小摩擦力的方法有：在壓力一定時減小接觸面的粗糙程度、使接觸面分離或變滑動為滾動等。輪軸裝在滾珠軸承上，主要是利用了相同條件下滾動摩擦力小于滑動摩擦力，從而減小摩擦力。
（2）[1][2]慣性是物體保持原來運動狀態不變的性質，其只與物體的質量有關。風扇車工作時，空癟谷從出風口C被吹出，絕大部分飽滿谷粒從出糧口B落下，說明質量越大，谷粒的慣性越大，物體的運動狀態越不容易改變。
[2]同樣的道理，拔河比賽應選用體重較大的同學參加，體重越大的同學，質量越大，慣性越大，運動狀態越不容易改變。
（3）動力作用在輪上時，輪軸的輪半徑和軸半徑相差越大，越省力。輪軸的輪半徑一定，小牙盤的軸半徑更小，所以，鏈條應連在小牙盤上，才更省力。
13．【答案】（1）粗；密
（2）輪軸
（3）80％；200
【知識點】重力及其大小的計算；輪軸及其他常見簡單機械；機械效率的計算；滑輪組繩子拉力的計算
【解析】【解答】（1）螺絲刀相當于輪軸，根據杠桿的平衡條件F1 R=F2 r
可知，手柄粗一些的螺絲刀用起來更省力；螺絲釘上的一圈圈螺紋的長相當于斜面的長度，斜面是一種變形的杠桿，因此螺絲釘是被擰成圓柱形的類似斜面的機械；螺絲釘螺紋密、螺線長，相當于斜面較長。因為斜面高度一定時，斜面越長，使用起來越省力。
（2）鑰匙在使用時繞中心軸轉動，所以屬于輪軸，輪軸是杠桿的一種變形。
（3）物體的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N
由圖可知，滑輪組繩子的有效股數n=2，則滑輪組的機械效率
若不計繩重和摩擦，由 可得，動滑輪受到的重力G動=nF-G=2×500N-800N=200N
【分析】（1）半徑不同的圓組成輪軸，動力作用在輪上，可以省力；使用斜面上，斜面越長越省力；
（2）鑰匙使用時，繞軸心轉動，相當于輪軸；
（3）根據物體的重力和滑輪組上繩子的拉力，可以計算機械效率；利用拉力和物體的重力，可以計算動滑輪重力的大小。
14．【答案】（1）靜止；二力平衡
（2）勻速；能；省力；右；盤山公路
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】解：（1）木塊靜止，其受到的重力和拉力是平衡力，木塊重力的大小等于彈簧測力計的示數；（2）①由表中數據可知，斜面的傾角變大，則沿斜面拉力F的數值也隨之變大，但始終小于物體的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面長度相同時，斜面高度越低越省力；②要減小斜面的傾斜程度，木塊A應向右移動．③盤山公路是斜面應用的一個很好的例子．
故答案為：（1）靜止；二力平衡；（2）勻速；①能；省力；②右；③盤山公路．
【分析】（1）根據二力平衡的特點得出木塊的重力；（2）只有用彈簧測力計沿著斜面把木塊勻速拉上去時，才能得到比較準確的拉力；①分析表格中的數據，分析拉力的大小變化與斜面傾斜角度的大小變化．②木塊離得斜面底端越遠則斜面傾斜程度越小．離得越近，則斜面的傾斜程度越大．③斜面的應用如盤山公路．
15．【答案】解：這種裝置中兩個連在一起的定滑輪同軸轉動，繩在滑輪上不滑動，若設拉力為F，重物重為G，大定滑輪半徑為R，小定滑輪半徑為r，則F′= ，FR=F′r，可知，F＜F′＜G，故有了這種裝置，只需一個人就可以緩緩吊起或移動很重的物體；
若設該裝置的機械效率為η，則設拉力F拉動繩繞過大定滑輪一圈時拉力F做功為F 2πR，而此時小定滑輪也隨之轉一圈，使拉著動滑輪的繩子實際只上升了2π（R﹣r），這樣動滑輪下的G重物只上升了 ×2π（R﹣r）=π（R﹣r），因此根據機械效率得：η= = ，則：F= G．若將R做的較大，并使r與R相差很小，即輪與軸的半徑很接近，則可用很小的拉力吊起很重的物體，達到省力效果．
【知識點】滑輪組及其工作特點；輪軸及其他常見簡單機械；機械效率
【解析】【分析】根據杠桿的平衡條件可知，拉連在一起的同軸定滑輪的兩個拉力F和F′的大小關系；再根據動滑輪省一半力的特點可知拉力F和所提重物的關系，從而得知差動滑輪能省力；再根據滑輪組的機械效率公式表示出拉力的大小，分析表達式可知一個人借助兩個直徑相差不多的定滑輪可以緩緩吊起或移動很重的物體．
16．【答案】（1）解：將重為G的物體升高h，
動力所做的功W1=FL，克服阻力所做的功W2=Gh，
根據機械功的原理W1=W2，
即FL=Gh，F=G，
因為L＞h，所以F＜G。
（2）解：由上面結論可知，在斜面高度一定時，斜面越長越省力；騎自行車爬坡時走S形就起到了在不增加斜面高度的情況下增大了斜面長度，故騎車就更省力些。
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械；功
【解析】【分析】（1）由功的公式求出物體直接被提高與沿斜面上升所做的功，然后證明所提出的問題；
（2）使用斜面可以省力，斜面越平緩越省力，但同時也就越費距離，據此分析判斷。
1 / 111.5 《改變世界的機械》 筑基提能同步分層練習設計（提升版） 初中物理八年級下冊（教科版2024）
一、單選題
1．（2018八下·岑溪期末）在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物體的簡單機械是（　　）
A．杠桿 B．斜面
C．一個定滑輪 D．一個動滑輪
【答案】C
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】解：因為100N的拉力要提起重150N的物體，使用的機械一定是能省力的機械，而在動滑輪、定滑輪、杠桿和斜面中，只有定滑輪不能達到省力的目的，所以用100N的拉力不能提起重150N的物體．
故選C．
【分析】不計機械自重和摩擦的情況下：定滑輪不省力，動滑輪可以省一半的力，使用杠桿可以省力，也可以費力，使用斜面一定省力，省力情況取決于斜面的長度與高度的比值．
2．（2024八下·高碑店期末）如圖所示，這是一些物理實驗及根據實驗現象得出的結論，其中正確的是（　　）
A．壓力的作用效果與受力面積大小有關
B．重力的方向是垂直向下的
C．盆景自動供水裝置為連通器的原理
D．盤山公路的設計利用了簡單機械
【答案】D
【知識點】重力的方向；探究壓力的作用效果跟什么因素有關的實驗；大氣壓的綜合應用；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A.根據圖像，受力面積相同， 壓力不同，探究壓力的作用效果與壓力的關系，A不符合題意；
B.重錘線向下，重力的方向是豎直向下的，B不符合題意；
C.盆景自動供水裝置中，瓶的上方不開口，不是連通器，C不符合題意；
D.盤山公路利用了斜面的特點，實現省力，是簡單機械，D符合題意。
故答案為：D.
【分析】當受力面積相同， 壓力不同，探究壓力的作用效果和壓力的關系；重力的方向豎直向下；連通器的底部連通，上部開口；斜面是一種簡單機械。
3．（2024八下·大冶期末）如圖甲所示，公共自行車的綠色標志是由人、自行車和道路三個元素組成的，寓意綠色出行。乙圖是車把手。人在水平路面上騎自行車時，下列相關說法正確的是（　　）
A．自行車把手相當于輪軸
B．自行車在水平路面快速行駛過程中，人和重力都做了功
C．自行車受到的重力和路面對自行車的支持力是一對平衡力
D．自行車上坡前要加緊時間蹬幾下，目的是增大可利用的慣性
【答案】A
【知識點】慣性及其現象；平衡力的辨別；輪軸及其他常見簡單機械；是否做功的判斷
【解析】【解答】A.自行車把手中間為軸，手柄為輪，則相當于輪軸，故A正確；
B.自行車在水平路面快速行駛過程中，人的重力在豎直方向上，但是沒有在重力的方向上通過距離因此重力對人不做功，故B錯誤；
C.路面對自行車的支持力等于人和車的總重力，肯定大于自行車的重力，因此二者不是平衡力，故C錯誤；
D.自行車上坡前要加緊時間蹬幾下，目的是增大自行車的動能，從而使其有足夠的動能轉化為重力勢能，故D錯誤。
故選A。
【分析】A.輪軸是變形的杠桿；
B.做功的要素：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上通過的距離；
C.平衡力的條件：大小相等、方向相反、作用在同一物體和同一直線上；
D.慣性大小只與物體的質量大小有關。
4．（2024八下·哈爾濱月考）如圖，用大小相同的力，分別在不同位置按圖示方向開門，最容易的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知識點】杠桿的動態平衡分析；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】ABC．把推門的過程看成是一個輪軸轉動的過程，輪軸也是一種杠桿，離門軸越遠，相當于動力臂越大，越省力，故AB不符合題意，故C符合題意；
D．而沿門方向向外拉，力的作用線過軸的位置，根據力臂的畫法可知，動力臂相當于為0，則無法推開門，故D不符合題意。
故選C。
【分析】把推門看成一個輪軸，門軸看成支點，距離門軸越遠，力臂越大，越省力，力臂是支點到力的作用線的垂直距離。
5．（2023八下·臨潼期末） 下列關于簡單機械的理解，錯誤的是（　　）
A．圖甲，木螺絲能輕松擰入木頭，螺絲的螺紋可看作是一個斜面
B．圖乙，汽車方向盤是一個輪軸，其本質是一個省力杠桿
C．圖丙，園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，為了省力常把樹枝盡量遠離剪刀軸
D．圖丁，工程車上的起重臂就是一個費力杠桿
【答案】C
【知識點】杠桿的平衡條件；杠桿的分類；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A.圖甲，木螺絲能輕松擰入木頭，螺絲的螺紋可看作是一個斜面，通過增大距離的方式減小阻力，故A正確不合題意；
B.圖乙，汽車方向盤是一個輪軸，阻力作用在中間的軸上，動力作用在外面的大輪上，其本質是一個省力杠桿，故B正確不合題意；
C.圖丙，剪刀的轉軸為支點，動力作用在手柄上，阻力作用在剪刀上。園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，把樹枝盡量靠近剪刀軸，可以減小阻力臂，根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，此時動力減小，可以升力，故C錯誤符合題意；
D.圖丁，工程車上的起重臂，阻力作用在杠桿的邊緣，動力作用在起重桿的中間，此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿，故D正確不合題意。
故選C。
【分析】A.根據斜面應用的知識判斷；
B.根據輪軸的本質判斷；
C.根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2判斷；
D.比較動力臂和阻力臂的大小，從而確定杠桿的分類。
6．（2022八下·深圳期末）如圖所示是我國政府為緩解山區人民出行難的問題而修建的盤山公路，修建盤山公路的目的是（　　）
A．減小車輪與路面的摩擦 B．減小汽車牽引力所做的功
C．減小汽車上坡時所需的牽引力 D．提高汽車上坡時發動機的功率
【答案】C
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A．盤山公路依山而建，相當于斜面模型，主要是為了減小重力沿斜面方向的分量，從而減小牽引力，而不是為了減小摩擦，A不符合題意；
B．汽車做的功等于機械能增量和克服摩擦力做功之和，由于路程的增加，克服摩擦力做功增大，故汽車牽引力所做的功增大，B不符合題意；
C．盤山公路依山而建，坡度較小，主要是減小重力的下滑分量和增大垂直分量，這樣，當汽車勻速上坡時，可以減小牽引力，C符合題意；
D．汽車的功率由汽車本身決定，與路面情況無關，D不符合題意。
故答案為：C。
【分析】盤山公路屬于斜面，使用斜面一定省力。
7．（2021八下·本溪期末）如圖是叉車在搬運貨物時的情景，下列說法正確的是（　　）
A．叉車沿水平方向加速運動過程中，叉板上貨物的慣性會增大
B．叉車在水平方向運動過程中，地面的支持力對它不做功
C．叉車的方向盤相當于一個輪軸，是為了省距離
D．叉車在減速運動時受到的力是平衡力
【答案】B
【知識點】慣性及其現象；二力平衡的條件及其應用；輪軸及其他常見簡單機械；是否做功的判斷
【解析】【解答】A．慣性與質量有關，叉車沿水平方向加速運動過程中，叉板上貨物質量不變，貨物的慣性不變，A不符合題意；
B．叉車在水平方向運動過程中，地面的支持力垂直于地面向上，叉車沒有沿支持力的方向通過一定距離，地面的支持力對它不做功，B符合題意；
C．叉車的方向盤是一個輪軸，輪半徑大于軸半徑，是省力機械，但費距離，C不符合題意；
D．叉車在減速運動時，處于非平衡狀態，受到的力是非平衡力，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】慣性：物體保持運動狀態不變的性質叫慣性。慣性大小僅與質量有關。
功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二 是物體在力的方向上通過的距離。
二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直線上，則這兩個力二力平衡時合力為零。
二、多選題
8．（2024八下·和平期末）日常生活中的許多現象都與物理知識有關，下列說法正確的是（　　）
A．盤山公路既省力又能省距離
B．公路旁植樹可在聲源處減弱噪聲
C．輪胎上的花紋是為了增大摩擦
D．盲道上的凸起是為了增大壓強
【答案】C,D
【知識點】增大或減小摩擦的方法；減小壓強的方法及其應用；防治噪聲的途徑；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A．既省力又省距離的機械裝置不存在，故A錯誤；
B． 公路旁植樹可在傳播中減弱噪聲 ，故B錯誤；
C．輪胎上的花紋，通過增大接觸面的粗糙程度，來增大摩擦力的，故C正確；
D．盲道上的凸起通過減小受力面積來增大壓強，故D正確。
故選CD。
【分析】1、減弱噪音的途徑有：聲源處（摩托車裝消聲器）、傳播中（建隔音墻 ）、人耳處（戴耳罩）
2、滑動摩擦力影響因素：控制壓力相等的情況下，接觸面表面越粗糙，滑動摩擦力越大；控制接觸面粗糙程度相等的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大。
3、壓強的計算公式：P=F/S，增加壓強的方式有增加壓力、減小受力面積、減小壓強的方式有減小壓力，增加受力面積
9．（2024八下·法庫期末）下列生活中的簡單機械，屬于省力機械的是（　　）
A．門把手
B．定滑輪
C．斜面
D．羊角錘
【答案】A,C,D
【知識點】杠桿的分類；定滑輪及其工作特點；輪軸及其他常見簡單機械；斜面的機械效率
【解析】【解答】A．門把手是一個輪軸，是一個變形的杠桿，使用時動力臂大于阻力臂，相當于一個省力杠桿，故A符合題意；
B．定滑輪可以改變動力方向，本質是一個等臂杠桿，故B不符合題意；
C．高度一定時，斜面越長越省力，則斜面是一個省力機械，故C符合題意；
D．羊角錘使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D符合題意。
故選ACD。
【分析】A.根據輪軸的本質判斷；
B.根據定滑輪的本質判斷；
C.根據斜面的本質判斷；
D.比較動力臂和阻力臂的大小，從而確定杠桿的分類。
10．（ 杠桿的應用）下列簡單機械中，能夠用20N的力提起50N的物體的是（　　）
A．杠桿 B．動滑輪 C．斜面 D．輪軸
【答案】A,C,D
【知識點】杠桿及其五要素；動滑輪及其工作特點；輪軸及其他常見簡單機械；斜面的機械效率
【解析】【解答】解：根據題意，必須選擇一個可以省力的杠桿才行．
A、當動力臂大于阻力臂時，可以實現省力的目的，正確；
B、動滑輪的動力臂相當于它的直徑，阻力臂相當于它的半徑．雖然動力臂大于阻力臂，可以實現省力的目的，但只能省一半力，無法實現用20N的力提起50N的物體，錯誤；
C、斜面相當于一個省力杠桿，正確；
D、輪軸的動力作業線相當圓的切線，動力臂相當于圓的半徑．阻力臂遠小于動力臂，正確．
故選ACD．
【分析】根據題意，動力只有20N，而物體的重力卻達到了50N，所以必須用的省力杠桿．根據選項中的不同器材，來判斷是否屬于省力杠桿．
11．（2019八下·莘縣期末）汽車涉及到許多物理知識，其中分析正確的是（　　）
A．關閉發動機后，汽車仍能繼續前進是由于汽車具有慣性
B．汽車勻速行駛時，它的動能在增大
C．方向盤屬于輪軸，使用時可以省力
D．車內的破窗錘是通過減小受力面積的方法來增大壓強
【答案】A,C,D
【知識點】慣性及其現象；增大壓強的方法及其應用；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】A.關閉發動機，汽車仍前進，是因為汽車具有慣性，A符合題意；
B.當汽車勻速行駛時，動能不變，B不符合題意；
C.汽車的方向盤屬于輪軸，使用輪軸可以省力，C符合題意；
D.汽車的破窗錘減小受力面積可以增大壓強，D符合題意。
故答案為：ACD.
【分析】慣性使物體保持原有的狀態不變，動能和物體的質量、速度有關，方向盤屬于輪軸，在壓力一定時，減小受力面積可以增大壓強。
三、實驗填空題
12．（2024八下·高州期中）小明參加農耕文化研學活動。看到如圖甲所示的風扇車。查資料知，我國西漢時已有風扇車，它由車架、風扇（含搖桿）、喂料斗及出糧口等構成，主要用于清除谷物顆粒中的雜物及空癔谷。
（1）如圖乙為風扇示意圖，風扇中的搖桿和扇葉組成一個輪軸，它相當于一個　 　杠桿，若增大搖桿力臂L的長度，則完成同樣工作將更　 　（前兩空均選填“省力”或“費力”）；輪軸裝在滾珠軸承上，主要是利用了相同條件下滾動摩擦力　 　（選填“大于”或“小于”）滑動摩擦力；
（2）風扇車工作時，空癟谷從出風口C被吹出，絕大部分飽滿谷粒從出糧口　 　（選填“A”或“B”）落下，說明　 　越大，物體的運動狀態越不容易改變；同樣的道理，拔河比賽應選用體重較　 　的同學參加；
（3）如圖丙所示，變速自行車的牙盤與風扇車的風扇原理相似。牙盤有大牙盤和小牙盤；相同情況下，若要更省力，則鏈條應連在　 　（選填“大”或“小”）牙盤上。
【答案】（1）費力；省力；小于
（2）B；質量；大
（3）小
【知識點】慣性及其現象；杠桿的分類；輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】（1）風扇中的搖桿和扇葉組成一個輪軸，動力作用在軸上，動力臂小于阻力臂，相當于一個費力杠桿，增大搖桿力臂L的長度，同樣工作將更省力。輪軸裝在滾珠軸承上，主要是利用了相同條件下滾動摩擦力小于滑動摩擦力，從而減小摩擦力。
綜上 第1空、費力； 第2空、省力； 第3空、小于；
（2）慣性只與物體的質量有關。風扇車工作時，空癟谷從出風口C被吹出，飽滿谷粒質量大，慣性大從出糧口B落下，拔河比賽應選用體重較大的同學參加，體重越大的同學，慣性越大，運動狀態越不容易改變。
綜上 第1空、 B； 第2空、質量； 第3空、大；
（3）輪軸的輪半徑一定，小牙盤的軸半徑更小，鏈條連在小牙盤上，更省力。
綜上 第1空、 小。
【分析】1、省力杠桿：動力臂較長，所以動力較小，常見的例子有羊角錘、核桃夾；費力杠桿：動力臂較短，動力較大，常見的例子有鑷子、筷子等，等壁杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿，常見的例子有：天平；
2、慣性是物體的基本屬性，只有物體重力有關，當物體速度發生變化時，由于慣性物體保持原來運動狀態的屬性，利用慣性的實例：運動員助跑起跳，乘車系安全帶可以降低司機慣性帶來的傷害，慣性不是力，不能用受到慣性、慣性力的作用進行表述。
（1）[1][2]風扇中的搖桿和扇葉組成一個輪軸，動力作用在軸上，費力、省距離，它相當于一個費力杠桿，根據杠桿原理，若增大搖桿力臂L的長度，則完成同樣工作將更省力。
[3]減小摩擦力的方法有：在壓力一定時減小接觸面的粗糙程度、使接觸面分離或變滑動為滾動等。輪軸裝在滾珠軸承上，主要是利用了相同條件下滾動摩擦力小于滑動摩擦力，從而減小摩擦力。
（2）[1][2]慣性是物體保持原來運動狀態不變的性質，其只與物體的質量有關。風扇車工作時，空癟谷從出風口C被吹出，絕大部分飽滿谷粒從出糧口B落下，說明質量越大，谷粒的慣性越大，物體的運動狀態越不容易改變。
[2]同樣的道理，拔河比賽應選用體重較大的同學參加，體重越大的同學，質量越大，慣性越大，運動狀態越不容易改變。
（3）動力作用在輪上時，輪軸的輪半徑和軸半徑相差越大，越省力。輪軸的輪半徑一定，小牙盤的軸半徑更小，所以，鏈條應連在小牙盤上，才更省力。
13．（2021八下·烏蘇期末）人們常用的簡單機械有杠桿、滑輪、輪軸和斜面
（1）如圖甲，螺絲刀的手柄　 　（選填“粗”或“細”） 一些用起來更省力；螺絲釘上的螺紋展開相當于斜面的長度，螺紋　 　（選填“密”或“稀”）的一些螺絲釘擰起來更省力。
（2）如圖乙，將鑰匙插入鎖孔轉動開鎖時，鑰匙就相當于一個　 　（選填“杠桿”、“滑輪”或“輪軸”）。
（3）如圖丙，用滑輪組把質量為 80 kg 的物體勻速提升 3 m，若拉力 F＝500 N，則滑輪組的機械效率為　 　，若不計繩重和摩擦，則動滑輪受到的重力為　 　N。
【答案】（1）粗；密
（2）輪軸
（3）80％；200
【知識點】重力及其大小的計算；輪軸及其他常見簡單機械；機械效率的計算；滑輪組繩子拉力的計算
【解析】【解答】（1）螺絲刀相當于輪軸，根據杠桿的平衡條件F1 R=F2 r
可知，手柄粗一些的螺絲刀用起來更省力；螺絲釘上的一圈圈螺紋的長相當于斜面的長度，斜面是一種變形的杠桿，因此螺絲釘是被擰成圓柱形的類似斜面的機械；螺絲釘螺紋密、螺線長，相當于斜面較長。因為斜面高度一定時，斜面越長，使用起來越省力。
（2）鑰匙在使用時繞中心軸轉動，所以屬于輪軸，輪軸是杠桿的一種變形。
（3）物體的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N
由圖可知，滑輪組繩子的有效股數n=2，則滑輪組的機械效率
若不計繩重和摩擦，由 可得，動滑輪受到的重力G動=nF-G=2×500N-800N=200N
【分析】（1）半徑不同的圓組成輪軸，動力作用在輪上，可以省力；使用斜面上，斜面越長越省力；
（2）鑰匙使用時，繞軸心轉動，相當于輪軸；
（3）根據物體的重力和滑輪組上繩子的拉力，可以計算機械效率；利用拉力和物體的重力，可以計算動滑輪重力的大小。
14．（輪軸及其他常見簡單機械+ 24）學習了簡單機械后，小明了解到斜面也是一種機械，于是他想探究這種機械的特點．
（1）小明用彈簧測力計測木塊的重力，如圖a所示，測量時應讓木塊保持　 　狀態，并依據　 　條件得出木塊重力的大小等于彈簧測力計的示數．
（2）他將木塊放在如圖b所示的斜面上，并用彈簧測力計沿斜面　 　向上拉木塊，收集到下表中的實驗數據：①比較表中木塊重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面時　 　（選選填“能”或“不能”）省力；斜面長度相同時，斜面高度越小越　 　（選填“省力”或“費力”）；②實驗時，可以通過移動木塊A來改變斜面的傾斜程度，要減小斜面的傾斜程度，木塊A要向　 　（選填“左”或“右”）移；
斜面傾 斜程度 木塊重力G/N 斜面 高度h/m 斜面 長S/m 沿斜面拉力F/N
較緩 5 0.2 1 2
較陡 5 0.3 1 2.6
最陡 5 0.4 1 3.2
③請舉出應用斜面的一種實例：　 　（寫出一種即可）
【答案】（1）靜止；二力平衡
（2）勻速；能；省力；右；盤山公路
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械
【解析】【解答】解：（1）木塊靜止，其受到的重力和拉力是平衡力，木塊重力的大小等于彈簧測力計的示數；（2）①由表中數據可知，斜面的傾角變大，則沿斜面拉力F的數值也隨之變大，但始終小于物體的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面長度相同時，斜面高度越低越省力；②要減小斜面的傾斜程度，木塊A應向右移動．③盤山公路是斜面應用的一個很好的例子．
故答案為：（1）靜止；二力平衡；（2）勻速；①能；省力；②右；③盤山公路．
【分析】（1）根據二力平衡的特點得出木塊的重力；（2）只有用彈簧測力計沿著斜面把木塊勻速拉上去時，才能得到比較準確的拉力；①分析表格中的數據，分析拉力的大小變化與斜面傾斜角度的大小變化．②木塊離得斜面底端越遠則斜面傾斜程度越小．離得越近，則斜面的傾斜程度越大．③斜面的應用如盤山公路．
四、解答與計算題
15．（ 滑輪組及其工作特點 ）工廠里有一種特殊結構的滑輪，叫做差動滑輪（俗稱神仙葫蘆），它由兩個直徑相差不多的定滑輪和一個動滑輪組成，其示意圖如圖所示．有了它，只需一個人就可以緩緩吊起或移動很重的物體．你能分析一下其中的道理嗎？
【答案】解：這種裝置中兩個連在一起的定滑輪同軸轉動，繩在滑輪上不滑動，若設拉力為F，重物重為G，大定滑輪半徑為R，小定滑輪半徑為r，則F′= ，FR=F′r，可知，F＜F′＜G，故有了這種裝置，只需一個人就可以緩緩吊起或移動很重的物體；
若設該裝置的機械效率為η，則設拉力F拉動繩繞過大定滑輪一圈時拉力F做功為F 2πR，而此時小定滑輪也隨之轉一圈，使拉著動滑輪的繩子實際只上升了2π（R﹣r），這樣動滑輪下的G重物只上升了 ×2π（R﹣r）=π（R﹣r），因此根據機械效率得：η= = ，則：F= G．若將R做的較大，并使r與R相差很小，即輪與軸的半徑很接近，則可用很小的拉力吊起很重的物體，達到省力效果．
【知識點】滑輪組及其工作特點；輪軸及其他常見簡單機械；機械效率
【解析】【分析】根據杠桿的平衡條件可知，拉連在一起的同軸定滑輪的兩個拉力F和F′的大小關系；再根據動滑輪省一半力的特點可知拉力F和所提重物的關系，從而得知差動滑輪能省力；再根據滑輪組的機械效率公式表示出拉力的大小，分析表達式可知一個人借助兩個直徑相差不多的定滑輪可以緩緩吊起或移動很重的物體．
16．斜面是人們生產和生活中經常使用的一種可以省力的簡單機械。下面是某同學針對斜面問題進行的理論研究的過程。請你幫他完成“理論論證”。
提出問題：使用斜面為什么可以省力？建立模型：如圖1所示，斜面的長為L，高為h，沿光滑斜面勻速向上拉動重為G的物體，所用拉力為F。
（1）理論論證：運用功的原理證明：F＜G。
（2）理論拓展應用：山地自行車運動員騎自行車爬坡時，常走S形，為什么？
【答案】（1）解：將重為G的物體升高h，
動力所做的功W1=FL，克服阻力所做的功W2=Gh，
根據機械功的原理W1=W2，
即FL=Gh，F=G，
因為L＞h，所以F＜G。
（2）解：由上面結論可知，在斜面高度一定時，斜面越長越省力；騎自行車爬坡時走S形就起到了在不增加斜面高度的情況下增大了斜面長度，故騎車就更省力些。
【知識點】輪軸及其他常見簡單機械；功
【解析】【分析】（1）由功的公式求出物體直接被提高與沿斜面上升所做的功，然后證明所提出的問題；
（2）使用斜面可以省力，斜面越平緩越省力，但同時也就越費距離，據此分析判斷。
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