第4章机械和功4.1简单机械 沪教版物理八年级下册(含解析)

沪教版八下 第4章机械和功 4.1简单机械
一、单项选择题（共8小题）
1. 图是用撬棒撬石头的情景，选项图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是
A. B.
C. D.
2. 中国人是使用筷子的专家，如图所示将 这支筷子作为杠杆分析。 点为支点，食指指头对筷子上的 点的压力 （垂直于筷子）是动力，食物对筷子上的 点的挤压力 （垂直于筷子）是阻力，动力 的力臂是
A. B. C. D.
3. 如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码，则
A. 左端下降 B. 右端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断
4. 下列应用中，属于省力杠杆的是
A. 手握铅笔写字 B. 汽水瓶起盖器的使用
C. 用筷子夹菜 D. 用大扫帚扫地
5. 如图所示，在处于水平平衡的杠杆 点，挂上 个钩码（每个钩码的质量为 ），若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆 点的力最小为（ 取 ）
A. B. C. D.
6. 关于定滑轮、动滑轮，下列说法正确的是
A. 定滑轮的实质是一个省力杠杆
B. 使用定滑轮不省力、省距离、不能改变力的方向
C. 动滑轮是一个等臂杠杆（竖直向上拉绳提升重物）
D. 动滑轮一定费一倍距离，不能改变力的方向，不一定省一半力（竖直向上拉绳提升重物）
7. 如图所示的工具在使用时，其实质属于费力杠杆的是
A.
羊角锤拔钉
B.
核桃夹
C.
撬棒
D.
食品夹
8. 如图所示，日常生活或生产实践中使用的机械，能抽象为斜面的是　　
A.
汽车方向盘
B.
桔槔
C. 盘山公路
D.
铁葫芦
二、填空题（共9小题）
9. 物体重 ，如果用一个定滑轮匀速提起它，需要用 的力；如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它，需要用 的力（不计摩擦及滑轮自重）。
10. 一根 棒，在 ，这根硬棒就是杠杆。杠杆是最简单的机械之一。
11. 在图中属于省力杠杆的是 ，属于费力杠杆的是 ，属于等臂杠杆的是 。（均选填字母）
12. 杠杆的平衡条件是 ，字母表示式为 。
13. 如图所示，杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点 自由转动，其上相邻刻线间的距离相等。若在杠杆上 点挂 个重均为 的钩码，在 点挂 个重均为 的钩码，杠杆 （选填“能”或“不能”）保持水平平衡。
14. 阻力臂是动力臂 倍的杠杆是 （填“省力”或“费力”）杠杆；如果作用在该杠杆上的动力是 牛，则当阻力为 牛时，杠杆能够平衡。
15. 学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它能改变力的方向，但 （填“能”或“不能”）省力。
16. 滑轮组是由 滑轮和 滑轮组成的，使用滑轮组时，与动滑轮相连有几段绳子吊着物体，提起重物所用的力就是重力的 。
17. 人们在生产劳动的过程中表现出了非凡的创造性和聪明才智。如图甲是使用扳手拧螺母，它其实是一个 ，当作用在手柄上一个力 ，则拧开螺母的力 （填“＞”“=”或“＜”）。如图乙是工人师傅将货物搬运到车上的情形，工人师傅这么做利用的科学知识是 。
三、实验题（共3小题）
18. 实验桌上备有：带支架的杠杆 个，杠杆上相邻刻线间距离均为 ，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图所示；所受重力均为 的钩码一盒（ 个），量程为 的弹簧测力计 个。小英利用上述器材，研究杠杆平衡条件。她得出结论：在阻力一定时，杠杆的动力臂变长，动力就变小。请你选用上述器材设计一个实验，证明小英的结论不正确。要求：
（1）简述实验步骤（提示：可画图辅助说明）；
（2）根据实验现象简要说明小英的结论不正确。
19. 在“探究杠杆平衡条件”的实验时：
（1）先要调节好杠杆在水平位置平衡，目的是：
①消除杠杆自重对平衡的影响；
②方便直接读出 的长度；
（2）如图甲所示，小刘同学在调节前发现杠杆静止时，左端下沉，可将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置静止平衡；
（3）如图乙所示，小刘同学在杠杆左侧挂了 个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，在右侧 点处应挂 个同样规格的钩码。
20. 某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，如图所示，弹簧秤同时显示了钩码在各种情况下受到的拉力。请根据实验现象及相关条件，归纳得出初步结论。
（1）比较图（）、（）可知： 。
（2）比较图（）、（）、（）可知： 。
四、作图题（共3小题）
21. 如图所示的曲棒 可绕 点的转轴转动，请画出要使曲棒 在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。
22. 长方体木块 置于水平地面上静止，如图所示，有一个力施加在它上面使 端能被抬离地面，请画出所施加的最小的力及其力臂。
23. 有一辆小车，在 点受到与水平方向成 角斜向左上方的拉力，在图中画出这个拉力的示意图。
五、简答题（共4小题）
24. 请根据图所示的情景，仿照示例写出两条有价值的信息。
示例：小明使用的滑轮组中绳子的根数为 根。
信息 ： 。
信息 ： 。
25. 一个大头针的质量大约是 。小莉同学想用天平测量出大头针的质量，但所用的天平游码所在的标尺的分度值为 。请你帮助小莉，利用这台天平称出一个大头针的质量。
26. 请你设计两种方案并分别在图中标出钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡。
27. 卢浦大桥是完全采用焊接工艺连接的大型拱桥，如长虹卧波，飞架在黄浦江上，如图所示。大桥全长 米，大桥桥面高 米，其中直线引桥长达 米，请用学过的知识解释大桥为什么要修建这么长的引桥。
六、计算题（共2小题）
28. 如图是某学校厕所储水槽的装置示意图， 为一金属杆， 端系有一根细绳， 为活塞，与 端通过细绳相连。活塞 因受到水的压力而将出水口堵住，当用力向下拉动金属杆的 端时，活塞 被拉起使槽内的水冲下。已知 、 两点间的水平距离为 厘米， 、 两点间的水平距离为 厘米。当活塞 刚被拉起时，细绳 上的拉力为 牛，求此时作用在 端竖直向下的拉力大小。
29. 年汶川地震发生后，在搜救被困人员过程中重型吊车发挥了重要作用。如图（）所示，重型吊车需要将一块巨大的钢筋混凝土块的一端吊起，该钢筋混凝土块长 米，重力约为 牛。钢丝绳固定于距离混凝土块右端 米处，如图（）所示，求钢丝绳受到的拉力。（钢丝绳重力不计，钢筋混凝土块的重心在其中心）
七、综合应用题（共1小题）
30. “身体细长，兄弟成双，只会吃菜，不会喝汤。”想必读完了上面的谜语，你早就猜出我的名字了吧，我就是筷子。中国是我的诞生地，我已经有 多岁了，别看我身材小，我的身上却蕴含着丰富的物理知识噢，著名物理学家李政道博士称赞我说：“筷子，如此简单的两根东西，却精妙绝伦地应用了物理学上的杠杆原理。”研究发现：长期使用我可以使手指灵活，阻止和延缓脑细胞退化，有益于身心健康。在人类文明史上，我可是一项了不起的发明噢。
阅读上述文字后，请 名同学组成一个小组，完成下列课题（），并自选课题（）中的一个内容进行调查研究。
（1）课题（）：筷子的使用方法除了下图所示外还有很多，请做一个关于筷子使用方法的小调查，用杠杆原理分析筷子夹物的道理，并说出这此使用方法的特点。
（2）课题（）：中国是文明古国，礼仪之邦，使用筷子的礼仪有很多。现代生活中一次性筷子随处可见，给我们的生活带来了许多方便，但一次性筷子的大量生产与使用，也给我们的环境带来了巨大的压力。请同学们做一个关于“筷子的礼仪”或”一次性筷子的危害”的小调查，三周后各小组完成一个课题报告并进行交流。
答案
1. A
【解析】力臂应当是支点到力的作用线的距离。B中阻力方向错误，阻力是阻碍杠杆转动的力，应当是向下，B错误；C、D中动力臂、阻力臂错误，C、D错误。
2. C
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离。由图可知， 与动力 的作用线是垂直的，故 为力臂。
3. A
【解析】设一个钩码的重为 ，一个格为 ，
原来杠杆：，处于平衡状态，
现在在两侧各去掉一个钩码后，左边 ，右边 ，左边的力和力臂的乘积大，杠杆不再平衡、左端下降。
4. B
5. D
6. D
【解析】定滑轮的实质是一个等臂杠杆，既不省力，也不省距离，但可以改变力的方向，则A选项错误、B选项错误。
竖直向上拉绳提升重物时，动滑轮的动力臂等于阻力臂的二倍，是一个省力杠杆。竖直向上拉绳提升重物时，在忽略绳重、动滑轮重及摩擦的前提下，动滑轮省一半力；在不忽略绳重、动滑轮重及摩擦的前提下，动滑轮不一定省力，甚至有可能费力，但动滑轮一定费一倍距离、不能改变力的方向，则C选项错误、D选项正确。
7. D
【解析】A.羊角锤拔钉时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B.核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C.撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D.食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
8. C
【解析】【分析】要解决此题，需要掌握各个简单机械的特点。轮轴、滑轮的实质都是变形的杠杆，斜面与它们有本质的区别。
【解析】解：、由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。汽车的方向盘相当于轮轴，所以错误。
、桔槔相当于杠杆，所以错误。
、盘山公路在高度不变的情况下，增大了行程，从而更省力，所以是斜面。所以正确。
、将定滑轮和动滑轮组合使用，组成滑轮组，铁葫芦是滑轮组，所以错误；
故选：。
【点评】此题主要考查了斜面与其它机械的区别，将所学的物理知识与生活实际相联系。
9. ；
10. 硬；力的作用下能绕着固定点 转动
11. abch；efg；d
【解析】a. 独轮车在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
b. 起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
c. 图示钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
d. 天平在使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；
e. 镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
f. 缝纫机的脚踏板在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
g. 曲臂时，小臂的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
h. 撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，
可见，属于省力杠杆的是abch；属于费力杠杆的是efg；属于等臂杠杆的是d。
12. 动力 动力臂 阻力 阻力臂；
13. 不能
【解析】由题意可知，杠杆上 点钩码的总重 ， 点钩码的总重 ，
设杠杆相邻刻线间的距离为 ，则 ，，
则杠杆两侧力与力臂的乘积分别为：，，
所以 ，则杠杆不能保持水平平衡。
14. 费力；
【解析】根据杠杆的分类，阻力臂大于动力臂的杠杆是费力杠杆；由杠杆平衡条件，动力 动力臂 阻力 阻力臂可知，当阻力臂是动力臂的 倍时，动力是阻力的 倍，所以当动力是 牛时，阻力是 牛。
15. 定；不能
16. 定滑轮；动滑轮；几分之一
【解析】滑轮组是由定滑轮和动滑轮组成的，使用滑轮组时，与动滑轮相连有几段绳子吊着物体，提起重物所用的力就是重力的几分之一。
17. 轮轴；>；斜面省力
【解析】图甲中的扳手可以看成是一个轮轴，当动力作用在轮上时可以省力，即在手柄处用一个较小的力可以在螺母处产生一个较大的力。图乙中的装置是一个斜面，使用它可以省力。
18. （1） 实验步骤：
①将带支架的杠杆放在水平桌面上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
②如图甲所示，
将 个重为 的钩码，挂在支点左侧 处，将弹簧测力计钩在支点左侧的 处。竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数（动力 ）。记录 、 的数据。
③按图乙所示，
将 个重为 的钩码，挂在支点左侧 处，将弹簧测力计钩在支点左侧 处。竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数（动力 ）。记录 、 的数据。
（2） 实验现象及简要说明：
现象：，。
说明：在阻力一定时，杠杆的动力臂变长，动力变大。所以，小英的结论不正确。
19. （1） 力臂
（2） 右
（3）
20. （1） 使用动滑轮（缓慢提起相同重物）能省力，但不能改变用力的方向
（2） 使用动滑轮（缓慢）提起相同重物时，两线之间夹角越大，所用拉力越大
21. 如图所示
【解析】由题意知，最长的力臂为 ，连接 、 ，又因为重物对杠杆的拉力使杠杆沿顺时针转动，所以 应使杠杆沿逆时针转动，因此 应作用在 点，方向垂直于 向上。
22.
23.
24. 信息 ：使用滑轮组可以省力，又可以改变力的方向。
信息 ：使用了由三个动滑轮和三个定滑轮组成的滑轮组。
25. 取出 个（或更多）大头针，用天平测出其质量 ，再用 除以 就可以求出一个大头针的质量。
26. 设一个钩码重力为 ，杠杆上一个格为 ，
杠杆左边受到的力 ，其力臂 ，杠杆左边力和力臂的乘积：；
为使杠杆平衡，杠杆右边力和力臂的乘积：；
方案一：杠杆右边受到的力 ，其力臂 ，杠杆右边力和力臂的乘积：；
方案二：杠杆右边受到的力 ，其力臂 ，杠杆右边力和力臂的乘积：；
如图所示：
方案三：
杠杆右边受到的力 ，其力臂 ，杠杆右边力和力臂的乘积：。
27. 在斜面高度一定时，斜面越长越省力，所以大桥要修建长长的引桥。这是通过增加斜面长度来实现省力的目的。
28. 牛
【解析】根据杠杆的定义，金属杆 可以看作一个杠杆，支点在 点，杠杆的动力臂 和阻力臂 如图所示。
厘米，，阻力 牛，由杠杆的平衡条件 得，作用在 端竖直向下的拉力
。
29. 牛
【解析】杠杆平衡时如图所示，根据题意：，，。
由杠杆平衡条件 得：
。
30. （1） 略
（2） 略