《2025年综合应用创新题典中点八年级物理下册教科版》

7. [2024·上海三模]小原用如图所示的红酒开瓶器开一瓶红酒，他先旋转上端的转柄，使金属杆下端的钻头插入红酒木塞，再向下按动压柄，红酒木塞就被拔出，关于红酒开瓶器，下列说法正确的是（ ）
　　　　　　
A. 压柄是费力杠杆
B. 钻头制成螺旋状应用了斜面可以省距离
C. 钻头做得比较细是为了减小压强
D. 转柄和金属杆组成轮轴

答案： D

8. 古代典籍 [2024·北京期末，多选]中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载：“井浅用桔槔，井深用辘轳。”如图甲所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出，其工作原理如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
　　　　
A. 辘轳的本质是一个省力杠杆
B. 若只增加小轮的半径，可以更省力
C. 使用辘轳汲水时，可以省功
D. 辘轳的机械效率与所提升水的重力有关

答案： AD

9. 螺旋千斤顶，又称机械式千斤顶，其简化结构图如图所示。使用螺旋千斤顶时，如果人用的力F始终垂直于手柄，且F的作用点离螺杆中心的距离为L，每旋转1圈，螺杆将质量为m的重物上举的高度为h，则螺旋千斤顶的机械效率用字母表示为η = ______。当举起同一重物时，能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是______（选填“加润滑油”或“加长手柄”）。
　　

答案： $\frac{mgh}{2\pi FL}×100\%$；加润滑油 【点拨】螺旋千斤顶克服物体重力做的有用功$W_{有用}=Gh = mgh$，力F做圆周运动，每旋转1圈，F移动的距离$s = 2\pi L$（L为圆的半径），力F做的总功$W_{总}=Fs = 2\pi FL$，螺旋千斤顶的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{mgh}{2\pi FL}×100\%$。有用功一定时，减小额外功可以提高机械效率，加润滑油会减小摩擦力，减小额外功，能提高螺旋千斤顶的效率；加长手柄会使总功增大，会使螺旋千斤顶的效率降低。

10. 将斜面和滑轮组组合在一起来提升重600 N的木箱，如图所示，动滑轮重20 N，用160 N的拉力F使木箱沿斜面滑动5 m，同时木箱升高3 m，此过程中由于绳、滑轮间摩擦而做的额外功为40 J，则拉力做的有用功为______J，整个装置的机械效率为______，斜面对木箱的摩擦力大小为______N。
　　　　　　

答案： 1 800；75%；100 【点拨】拉力做的有用功$W_{有用}=Gh = 600\text{ N}×3\text{ m}=1 800\text{ J}$；由题图可知，动滑轮上绳子的段数$n = 3$，则绳子自由端移动的距离$s = 3l = 3×5\text{ m}=15\text{ m}$，则拉力做的总功$W_{总}=Fs = 160\text{ N}×15\text{ m}=2 400\text{ J}$，整个装置的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{1 800\text{ J}}{2 400\text{ J}}×100\% = 75\%$；克服动滑轮重所做的额外功$W_{动}=G_{动}h = 20\text{ N}×3\text{ m}=60\text{ J}$，由题知，由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为40 J，则克服木箱与斜面间摩擦力所做的额外功$W_{f}'=W_{总}-W_{有用}-W_{f}-W_{动}=2 400\text{ J}-1 800\text{ J}-40\text{ J}-60\text{ J}=500\text{ J}$，由$W_{f}'=fl$可得，斜面对木箱的摩擦力$f=\frac{W_{f}'}{l}=\frac{500\text{ J}}{5\text{ m}}=100\text{ N}$。

11. 古代科技 [2024·无锡三模]如图甲所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的模拟图，其简化结构图如图乙所示。绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1。已知吊框的重力为100 N，不计绳重和机械间的所有摩擦，g取10 N/kg。
　　
(1)绞车可以看作______（选填“轮轴”“斜面”或“杠杆”）。
(2)一位工匠的最大推力为400 N，在某次工作中，该工匠匀速推动绞车提升石材，每块石材的重力为280 N。
①在绳子最大拉力足够的情况下该工匠最多一次能够借助绞车吊起______块石材。
②此时绞车的机械效率为______（百分号前保留一位小数）。

答案：
(1)轮轴
(2)①5 ②93.3%【点拨】
(2)①由于横杆长度L与滚轴直径d之比为4：1，当推力最大时，吊框与吊起石材的总重力$G_{总}=\frac{F×\frac{1}{2}L}{\frac{1}{2}d}=\frac{400\text{ N}×4}{1}=1 600\text{ N}$，则吊起石材的块数$n=\frac{G_{总}-G_{框}}{G}=\frac{1 600\text{ N}-100\text{ N}}{280\text{ N}}\approx5.4$块，结合实际可知吊起石材的块数为5块。②此时绞车吊起的石材的重力$G' = 5G = 5×280\text{ N}=1 400\text{ N}$，不计绳重和机械间的所有摩擦，机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}×100\%=\frac{G'h}{G'h + G_{框}h}×100\%=\frac{G'}{G'+G_{框}}×100\%=\frac{1 400\text{ N}}{1 400\text{ N}+100\text{ N}}×100\%\approx93.3\%$。