第五章简单机械练习（2）2021-2022学年京改版物理八年级全一册（有解析）

第五章简单机械练习（2）2021-2022学年京改版物理八年级全一册
姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．如图所示工具中，是费力杠杆的是（　　）
A．门把手 B．动滑轮
C．船桨 D．自行车手闸
2．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重力和摩擦），其中最省力的是（　　）
A．B．C．D
3．今年2月，我国台湾省发生地震，一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜，为阻止水塔继续倾斜，救援队借助山石用钢缆拉住水塔。下列方案中，钢缆对水塔拉力最小的是（　　）
A． B． C． D．
4．下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤拔钉子 B．起子开瓶盖
C．镊子夹物 D．钳子剪导线
5．如图所示的甲乙两个M形硬质轻杆可绕中间转轴O灵活转动杆两端分别用细绳悬挂两个质量相等的重物。现保持平衡状态。用手使两个右端的重物略微下降一小段距离后再松手，能恢复到原来平衡位置的是（　　）
A．只有甲 B．只有乙 C．甲和乙 D．都不能
6．小明用如图所示的甲、乙两种滑轮装置提升货物，若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（　　）
A．甲方式可以省力 B．乙方式可以改变力的方向
C．乙装置比较省力 D．甲装置不可以改变力的方向
7．如图是武汉二桥斜拉大桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力，一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向索塔的过程中，左侧拉索拉力大小（　　）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
8．如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．裁纸刀 B．天平
C．筷子 D．钓鱼竿
9．学习小组根据杠杆原理自制了一个杆秤，如图所示，将秤盘固定在A点，秤盘上不放重物且无秤砣时，提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡，测得OA=4cm。当在秤盘中放入重物时，将秤砣移至B点，恰好能使杆秤水平平衡，OB=20cm，所用秤砣质量为0.5kg。以下说法错误的是（　　）
A．自制杆秤的零刻度线恰好在O点
B．若杆粗细不均匀，秤的刻度线分布也要不均匀
C．要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣
D．将秤砣移至B点，秤盘放置2.5kg重物时杆秤再次平衡
10．小明自制的杆秤如图所示，O为杆秤提纽，不挂重物和秤砣时，手提提纽杆秤可水平平衡。用它称鱼，已知秤砣质量m=0.2kg，OA=8cm，当OB=40cm时，杆秤水平平衡，则鱼的质量为（　　）
A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg
11．不计机械自身重力和各处摩擦，要用40N的力刚好提起100N的物体，则下列简单机械可以采用的是（　　）
A．杠杆 B．一个定滑轮
C．一个动滑轮 D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
12．下图中使用的工具，属于费力杠杆的是（　　）
A．食品夹子 B．撬棒
C．羊角锤 D．核桃夹子
13．关于杠杆和滑轮，下列论述正确的是（　　）
A．因为定滑轮能改变用力方向，因此定滑轮的力的大小等于等臂杠杆
B．因为使用动滑轮最多能省一半力，所以使用动滑轮省力
C．若将定滑轮和动滑轮组合在一起使用，则有可能既省力又能改变用力方向
D．作用在杠杆的动力和阻力，方向一定相反
14．如图所示，在水平力F的作用下，使硬棒沿逆时针方向匀速转动，在棒与竖直方向的夹角由θ增大到θ′的过程中（　　）
A．拉力F变小，F的力臂变小
B．拉力F变大，F的力臂变大
C．重力G不变，G的力臂变大
D．重力G不变，G的力臂变小
二、填空题
15．定滑轮实质是_____杠杆，使用定滑轮可以改变_____，但它不能_____。
16．如图所示，滑轮A可以看作是 ___________杠杆，滑轮B可以看作是 ___________杠杆（前两空均选填“省力”、“等臂”或“费力”）。若甲、乙两物体受到的重力均15N且处于静止状态，不计绳重、滑轮重与摩擦，力F1的大小为 ___________N。
17．图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆，A端挂重200N的物块，AO与OB长度之比为5：4。人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环。要使轻杆在水平位置平衡，人应该施加的拉力为______N，与水平位置平衡相比，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．如图所示，物体A在水平地面上，在力F的作用下向左以1米/秒的速度作匀速直线运动（忽略滑轮自重和绳与滑轮间的摩擦），若已知弹簧测力计1的示数为10牛，则弹簧测力计2的示数为______牛，拉力F为______牛，物体所受的摩擦力为______牛，绳自由端的速度为______米/秒。
19．如图，物体A重，放在水平桌面上，通过绳子和滑轮连接重为的物体B，此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是______。若在物体A上加一个水平向左的拉力，使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动，则所加的拉力的大小为______。（不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦）
20．（1）如图所示，“神舟十号”飞船搭载三名航天员成功发射，在遨游太空时与“天宫一号”飞行器顺利完成对接，并开展了一系列空间实验，开启了中国航天事业发展的新阶段。“神舟十号”绕地球飞行时，“神舟十号”内的宇航员______（选填“不受力”“受平衡力”或“受非平衡力”），航天员进入“天宫一号”后，他的质量______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）如图所示，轻质水平木杆AB可以绕O点转动，在杆的B端用细线悬挂了盛满水的正方体容器，使该容器静止在水平桌面上，该容器的棱长为10cm，质量为0.2kg，已知AO长度是OB长度的3倍，在A点用的力竖直向下拉木杆时，容器对水平桌面的压力为______N；当______N时，容器对桌面的压强为300Pa（容器厚度不计，）
三、简答题
21．如图所示是一个指甲刀的示意图，它由几个杠杆组成？用图中的字母表示出来．当我们用指甲刀剪指甲时，哪些是省力杠杆？哪些是费力杠杆？

22．研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。
（1）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将它看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡；
（2）如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它AB边的中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该位置能否平衡？写出你的判断依据。
23．自行车是我们生活中常见的交通工具，出行时骑自行车不仅能锻炼身体，也符合当今社会“低碳生活，节能环保”的理念 自行车上的部件大多与物理学有关，试列举两例，说出自行车上某部件的结构待点，并说出与之对应的物理原理（要求：不能与示例重复，列举的两例应选择不同的部件及物理原理）
示例：自行车的座垫设计得宽大而柔软——增大受力面积，减小压强，提高舒适度
24．利用杠杆的平衡公式F1L1=F2L2自编一道题，并计算出所求物理量.
25．自行车是当今最为环保绿色的交通工具，请你仔细观察并思考后，回答下面的问题。
（1）当自行车的脚踏板转到什么位置时，用力蹬下的效果最好？为什么？
（2）如果你搭乘他人骑的自行车，车没有停稳，就匆忙下车，请用所学物理知识解释可能发生的现象？
(
2
)
(
1
)
参考答案
1．C
【详解】
A．门把手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D．自行车的手闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选C。
2．A
【详解】
A．由图知，是两个动滑轮，各能省一半的力，所以；
B．由图知，是动滑轮，不能省力，可以省距离，所以F2=2G；
C．由图知，是动滑轮，由二段绳子承担，所以；
D．由图知，是动轮组，由三段绳子承担，所以。
故选A。
3．B
【详解】
图中的水塔可看作一根杠杆，与地面的接触点为支点，阻力为水塔的重力，钢缆的拉力为动力；由下图可知，O为支点，作用在B点的拉力为动力，以OB为力臂时动力臂最长，由杠杆平衡条件可知此时动力最小，拉力的方向应垂直于杠杆斜向上。
故选B。
4．C
【详解】
A．羊角锤拔钉子，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故A 不符合题意；
B．起子开瓶盖，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故B 不符合题意；
C．镊子夹物，是阻力臂大于动力臂，故是费力杠杆，故C符合题意；
D．钳子剪导线，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故D不符合题意。
故选C。
5．B
【详解】
如图所示的甲乙M形硬质轻杆，处于保持平衡状态。由于悬挂的两个重物质量相等，则作用在M形硬质轻杆两端的上的拉力相等，则杠杆示意图分别如下图：
甲硬质轻杆，根据杠杆平衡条件可得Gl1=Gl2，则l1=l2；乙硬质轻杆，同理可得Gl3=Gl4，则l3=l4；用手使两个右端的重物略微下降一小段距离后，则杠杆示意图分别如下图：
由于轻杆端点的位置不同，右端的重物略微下降一小段距离后，由力臂的变化图可知，甲硬质轻杆
l1′＜l1，l2′>l2
则
Gl1′＜Gl2′
所以，甲杆右端的重物继续下降，则不能恢复到原来平衡位置。乙硬质轻杆
l3′>l3，l4′＜l4
则
Gl3′>Gl4′
所以，乙杆左端的重物会下降，则能恢复到原来平衡位置。
故选B。
6．D
【详解】
A．由图可知，甲是定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B．乙是动滑轮，可以省力，不能改变力的方向，故B错误；
C．由题可知，，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力故C错误；
D．甲的额外只有克服摩擦，乙不仅要克服摩擦，还要克服动滑轮重力，故D正确。
故选D。
7．
【详解】
以索塔与桥面的交点为支点，左侧拉索的拉力为动力，汽车对桥的压力为阻力，当载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔的过程中，阻力臂逐渐减小，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知左侧拉索拉力大小一直减小，故B正确。
故选B。
8．A
【详解】
A．裁纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意；
B．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故B不符合题意；
C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
9．B
【详解】
A．秤盘上不放重物且无秤砣时，提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡，则O为其重心（也为杆秤的支点）；此时秤盘中无重物，若把秤砣悬挂在O点处，因秤砣对杆秤的拉力过支点，其力臂为0，杆秤仍平衡，由此可知该杆秤的零刻度线应该标在O点，故A正确，不符合题意；
B．无论杆秤粗细是否均匀，秤的刻度线分布都是均匀的，因为无论杆秤粗细是否均匀，由杠杆平衡条件可知
G×OB=m′g×OA
即
mg×OB=m′g×OA
所用秤砣质量为0.5kg，则
因是一个定值，所以OB与m′成正比，故B错误，符合题意；
C．由杠杆平衡条件可得
G×OB=m′g×OA
即
m′=
所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故C正确，不符合题意；
D．将秤砣移至B点，秤砣重为
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
由杠杆平衡条件可得
G×OB=m′g×OA
即
5×20cm=m′×10N/kg×4cm
解得m′=2.5kg，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．A
【详解】
根据杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
可知
m鱼gOA= mgOB
即
m鱼g8cm= 0.2kgg40cm
则
m鱼=1.0kg
故A正确，符合题意，BCD错误，不符合题意。
故选A。
11．A
【详解】
由题意可知，所提升物体的重力和所用动力的比值为
说明所用机械能够省力，则使用的机械不可能为定滑轮，如果用动滑轮或者滑轮组所提升物体的重力和所用动力的比值为整数。
故选A。
12．A
【详解】
A．食品夹子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意；
B．撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
13．C
【详解】
A．定滑轮实质是一个等臂杠杆，既不省力也不费距，但是可以改变力的方向，故A错误；
B．动滑轮实质是一个省力杠杆，最多能省一半力；但由力的大小和移动的距离共同决定，故B错误；
C．滑轮组结合了动滑轮和定滑轮的优点，既有定滑轮的改变力的方向，也有动滑轮的省力，故C正确；
D．作用在杠杆的动力和阻力分别在支点的两侧时，此时两个力的方向也有可能相同，故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
重力是由于地球吸引使物受到的力，杠杆的转动对其重力不产生影响，故转动过程中重力不
变；力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。由于G不变，在棒与竖直方向的夹角由θ增大到θ′的过程中，G的力臂L2变大，F的力臂L1变小；根据杠杆平衡条件由FL1=GL2可得，F一定变大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
15．等臂 力的方向 省力
【详解】
[1]定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，属于等臂杠杆。
[2][3]由于定滑轮是等臂杠杆，所以，其动力等于阻力，即使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。
16．等臂 省力 15
【详解】
[1][2][3]由图可知，A滑轮轴固定不动，则A是定滑轮，它本质是一个等臂杠杆，不省力，也不省距离，不计绳重、滑轮重与摩擦
F1=G=15N
B滑轮轴随物体一起运动，所以B是动滑轮，它本质是一个省力杠杆。
17．250 不变
【详解】
[1]要使轻杆水平平衡，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知
G×OA＝F×OB
将题中数据代入解得，人应施加的拉力为
[2]当轻杆在图中虚线位置平衡时，倾斜后力臂都变小，但由相似三角形的知识可知，两力臂的比值不变，仍为5：4，且A端物块的重力不变，故由杠杆的平衡条件可知人的拉力不变。
18．20 10 20 2
【详解】
[1][2]这是一个动滑轮，拉力F与弹簧测力计都在同一根绳子上，绳子可以大小不变的传递拉力，所以拉力F的大小等于弹簧测力计1的示数
F=F示1=10N
忽略滑轮自重和绳与滑轮间的摩擦，使用动滑轮省力一半，则拉力F的大小为弹簧测力计2的示数的一半
所以弹簧测力计2的示数
F示2=2F=2×10N=20N
[3]物体A在水平方向上受到弹簧测力计2的拉力F示2和摩擦力f，由于物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，所以摩擦力f与F示2是平衡力
f=F示2=20N
[4]使用动滑轮，绳子末端移动的距离为物体移动距离的2倍，所以绳自由端（末端）的速度
v=2v物=2×1m/s=2m/s
19．3 6
【详解】
[1]由图示知，在不计绳子、滑轮的质量及绳子与滑轮间的摩擦时，物体A受到绳子的拉力
F1=GB=×6N=3N
此时A匀速向右直线运动，则A受到的摩擦力与绳子的拉力是一对平衡力，所以
f1=F1=3N
[2]在A上加一个水平向左的拉力F时，A向左做匀速直线运动，此时A在水平方向上的三个力：向左的拉力、绳子向右的拉力及向右的摩擦力，是平衡力，所以向左的拉力
F=F1+f1=3N+3N=6N
20．受非平衡力 不变 0 3
【详解】
（1）[1]“神舟十号”宇航员在轨飞行时，其运动方向时刻在发生改变，因此受非平衡力作用。
[2]质量不随位置改变而改变，所以质量不变。
（2）[3]正方体容器盛满水时水的体积
V水=(0.1m)3=1×10-3m3
容器内水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水和容器的总重力
G=(m容+m水)g=(0.2kg+1kg)×10N/kg=12N
在A点用F=4N的力竖直向下拉木杆时，由杠杆的平衡条件可得
F×OA=FB×OB
可得
所以容器对桌面的压力
F=G-FB=12N-12N=0N
[4]容器对桌面的压强为300Pa时，桌面受到的压力
F压=pS=300Pa×(0.1m)2=3N
此时杠杆B端受到的拉力
FB′=G-F压=12N-3N=9N
由杠杆的平衡条件可得
F′×OA=FB′×OB
可得
21．指甲刀是有三个杠杆组成的，杠杆FGH属于省力杠杆；杠杆CBA和杠杆EDA属于费力杠杆．
【解析】解：指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成：
①撬棒是FGH，以G为支点，动力作用在F上，阻力作用在H上，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
②镊子是CBA杠杆，支点A点，动力作用在G点，阻力作用在C点和和EDA杠杆，支点A点，动力作用在D点，阻力作用在E点，这两个杠杆组成的，使用时都是动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
点睛：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；
22．（1）；见解析；（2）不能平衡；答案见解析
【详解】
（1）设杠杆的中点为O，杠杆与水平方向的夹角为θ，由于杠杆质量分布均匀，且左右两部分等长，因此杠杆左右两部分重力G1=G2，重心分别在两部分的中点处，分别设为O1和O2，则易知OO1=OO2，左右两部分重力的力臂
l1=OO1cos，l2=OO1cos
因此
L1=L2
因此有
G1L1=G2L2
满足杠杆平衡条件，因此杠杆在该位置仍能平衡。
（2）不能平衡，转过一定角度释放的瞬间，木板只受重力和细线的拉力的作用，重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上；此时木板的重心不在悬点的正下方，重力和细线的拉力不在一条直线上，不是一对平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡。
23．见解析
【详解】
自行车龙头（方向把）设计得宽大——省力杠杆，轻松控制方向；自行车轮胎上刻有花纹——增大接触面的粗糙程度，增大摩擦力，防止打滑。（合理即可酌情给分）
24．见解析所示
【解析】题目:小明用动力臂是1m,阻力臂是0.2m的杠杆撬起重4000N的石头,所用的动力至少是多少
解题过程: ,动力臂,阻力臂
【点睛】知道动力、阻力、动力臂、阻力臂中的三个量,利用杠杆的平衡条件求第四个量,据此编写题目并求解。
25．见解析所示
【解析】
【详解】
（1）自行车的轮盘是一个轮轴，骑自行车时，当两个脚踏板转到水平位置时，动力臂最长，所以动力最小，脚踏的力的作用效果将最好。
（2）车未停稳时，人处于运动状态，下车时，脚在外力作用时，由运动变静止；人的上身由于惯性要保持的原来运动状态，所以向前运动，容易使人摔倒。
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