第12章：简单机械 练习题（有解析） 2021-2022学年下学期河北省人教版物理八年级期末试题选编

第12章：简单机械 练习题
一、单选题
1．（2022春·河北保定·八年级统考期末）关于杠杆，下列说法中正确的是（　　）
A．杠杆一定是一根直棒
B．杠杆的力臂一定在杠杆上
C．从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂
D．作用在杠杆上的动力和阻力的方向一定相反
2．（2022春·河北保定·八年级统考期末）以下工具：①钢丝钳；②镊子；③扳手；④扫帚；⑤钓鱼竿；⑥瓶盖起子。在正确使用情况下属于省力杠杆的是（　　）
A．①③⑥ B．②④⑤ C．①④⑤ D．②③⑥
3．（2022春·河北沧州·八年级统考期末）小字用尚未标注刻度值的自制杆秤来估测物体的质量，秤砣上标示其自身质量为300g，没有测量物时，杆秤刚好水平平衡（如图1所示）；当挂上物体后，把秤砣的吊绳放置在杆秤的M处时，杆秤也水平平衡（如图2所示），粗略估测物体的质量，合理的是（　　）
A．300g B．400g C．600g D．900g
4．（2022春·河北秦皇岛·八年级统考期末）用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如图所示，则（　　）
A． B． C． D．
5．（2022春·河北保定·八年级统考期末）如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ）
A．甲是动滑轮，使用时不能省力 B．乙是动滑轮，使用时可以省力
C．甲是定滑轮，使用时可以省力 D．乙是定滑轮，使用时不能省力
6．（2022春·河北沧州·八年级统考期末）下列关于简单机械的理解，正确的是（ ）
A．使用动滑轮不一定省力 B．吃饭时，筷子是个省力杠杆
C．使用杠杆，就是为了省力 D．使用定滑轮不省力，但可以省距离
7．（2022春·河北秦皇岛·八年级统考期末）清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（　　）
A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功
C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功
8．（2022春·河北保定·八年级统考期末）关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　）
A．功率越大，做功越快，机械效率越大
B．做功越少，功率越小，机械效率越小
C．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
D．机械效率越大，表明它做的功越多
9．（2022春·河北沧州·八年级统考期末）在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（　　）
A．用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块时拉力和摩擦力是一对平衡力
B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C．斜面的粗糙程度对机械效率没有影响
D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小
二、多选题
10．（2022春·河北唐山·八年级统考期末）在探究“杠杆平衡条件”实验中，在杠杆两侧挂上数量不等的钩码，移动钩码使杠杆在如图所示的水平位置平衡。以下能让杠杆在水平位置再次平衡的是（　　）
A．左右两端的钩码下方，各增加一个钩码
B．左右两端各减少一个钩码，且右侧钩码右移一格
C．去掉左边一个钩码后把右边的平衡螺母向左调
D．左边增加一个钩码且把右边的钩码向右移动一格
11．（2022春·河北保定·八年级统考期末）如图，轻质杠杆OA中点通过细线悬挂一个重力为60N的物体，在A端施加一竖直向上的拉力F，杠杆在水平位置平衡，下列有关说法正确的是（ ）
A．此杠杆为省力杠杆
B．使杠杆逆时针转动的是拉力F
C．保持拉力F的方向不变，将杠杆从A位置缓慢提升到B位置，拉力F将减小
D．杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为 30N
12．（2022春·河北唐山·八年级统考期末）如图所示是某场馆建设中的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在10s 内匀速上升了 2m，已知物体A重 200N，该工人重 500N，两个滑轮质量相等，此时滑轮组的机械效率为80%。关于该过程下列说法正确的是（不计滑轮组的绳重和摩擦）（　　）
A．每个动滑轮的重力为50N B．工人对水平地面压力为375N
C．人对绳子拉力的功率为100W D．滑轮组对支架的拉力为 425N
13．（2022春·河北石家庄·八年级统考期末）如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组（大滑轮的重力G大为小滑轮重力G小的2倍），在相同时间内把两个相同重物G匀速提升相同高度，两滑轮组的绳端拉力分别为F1、F2，绳重及摩擦忽略不计。下列说法正确的是（　　）
A．绳端拉力F1和F2做的功相等
B．若物体重力G=4G小，则绳端拉力F1>F2
C．甲、乙滑轮组提升物体所做的额外功之比为3：2
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率高
三、填空题
14．（2022春·河北邯郸·八年级统考期末）如图是一款指甲剪，其中______（选填“ABC”、“OBD”或“OED”）是省力杠杆，OBD的支点为______点。使用指甲剪时上面刀刃受到阻力的方向是______（选填“向上”或“向下”）的。
15．（2022春·河北石家庄·八年级统考期末）花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端，便可以轻松地剪断树枝．这时修枝剪刀属于________（选填“省力”或“费力”）杠杆，它的支点在________（选填“A”、“B”或“C”）点．使用时，若在轴上加润滑油，则可以________（选填“增大”或“减小”）杠杆的机械效率．
16．（2022春·河北唐山·八年级统考期末）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时需经过障碍物。当推车前轮遇到障碍物A时，售货员向_________（选填“上”或“下”）用力，支点是_________（选填“前轮”或“后轮”）；如果该力为竖直方向，请你在图中画出该力的示意图并画出它的力臂_________。
17．（2022春·河北承德·八年级统考期末）如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中使用甲滑轮的好处是 ___________。其中乙滑轮的自由端F2上升4m，则物体升高 ___________m；不计滑轮和绳子的重力及摩擦，若拉力F1=F2，则G1___________G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
四、作图题
18．（2022春·河北唐山·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点．请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图，并作出F2的力臂l2．
( )
19．（2022春·河北保定·八年级期末）如图所示，画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点、方向和力臂l1。
20．（2022春·河北廊坊·八年级统考期末）如图，O为杠杆ABO支点，请画出该杠杆的动力臂l1和所受阻力F2的示意图。
21．（2022春·河北唐山·八年级统考期末）如图，请在图中作出动力臂l1和阻力F2。
22．（2022春·河北石家庄·八年级统考期末）在图中画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法.
( )
23．（2022春·河北沧州·八年级统考期末）按图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力。
五、实验题
24．（2022春·河北保定·八年级统考期末）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，小字所在的实验小组做了如图两组实验，实验中所用钩码的重力为G。
（1）首先调好杠杆在水平位置平衡，然后挂上钩码，并用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置再次平衡（如图甲所示），弹簧测力计的示数为_______N，由此可以推导出：钩码的重力G=_______N；
（2）把测力计顺时针转动至图乙位置时，杠杆仍保持水平位置平衡；
①在图乙中画出测力计拉力的力臂l。______
②图乙中的测力计的示数_______图甲中的测力计示数（选填“大于”或“小于”），是因为_______；
（3）学习了杠杆知识后，小组成员将一个胡萝卜分成了两部分，如图所示，根据杠杆平衡的条件可得出：A端胡萝卜相比B端胡萝卜_______（选填“更重些”、“一样重”或“更轻些”）。
25．（2022春·河北石家庄·八年级统考期末）“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上。杠杆停在如图甲所示的位置。
（1）为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向______（填 “左”或“右”）移动；
（2）调节好的杠杆，如图乙，用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡，若每个钩码重为2N，则弹簧测力计的读数为______N；
（3）如图丙，当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时，用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变______；
（4）小明想利用杠杆测石块密度，在溢水杯中装满水，如图丁所示，将石块缓慢浸没在水中。让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A中水的体积______石块的体积（选填“>”“=”或“<”）；
（5）（拓展）将石块从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B中，将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置恢复平衡，如图戊所示，此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小桶重力，则石块密度的测量值为______kg/m3；若考虑小桶重力，石块的实际密度将比上述测量值______（选填偏大、不变、偏小）。
26．（2022春·河北邯郸·八年级统考期末）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
（1）实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是______；若出现如图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向______（填“左”或“右”）调节；
（2）实验中，小亮多次调节左端钩码的位置，并移动右侧钩码的位置，如图乙所示，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做了，小亮认为实验结论就具有普遍性了，他这样的操作，______（填“完全”或“不完全”）符合实验要求。有一个小组在实验时，杠杆所放的桌面没水平，有一点倾斜，但是实验操作都是规范的，这种情况下得到的实验数据______（填“会”或“不会”）受到影响；
（3）如图丙所示，已知每个钩码的质量均为50g，用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，始终保持杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时，测力计示数为______N；弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数将______（填“变大”“不变”或“变小”）。（g取10N/kg）
27．（2022春·河北邯郸·八年级统考期末）某实验小组进行“测量滑轮组的机械效率”的实验，同时“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关。
实验次序 实验装置 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/m 机械效率η
1 甲 1 0.1 0.6 0.2 83.3%
2 乙 1 0.1 0.4 0.4 62.5%
3 丙 2 0.1 0.65 0.4
4 甲 1 0.2 0.6 0.4 83.3%
（1）他们按照如图所示的装置进行实验，其中乙、丙实验用的是同一滑轮组。在实验过程中，应____拉动弹簧测力计；
（2）他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为___；
（3）对比分析第___次实验数据可知，同一滑轮组的机械效率与提升的物重有关；
（4）对比分析第1、4次实验数据可知，同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度___。（选填“有关”或“无关”）
28．（2022春·河北保定·八年级统考期末）小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：
A．对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关
为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表：
实验次序 斜面倾角 物重G/N 拉力F/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 有用功W有/J 总功 W总/J 斜面机械效率η
1 30° 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60%
2 30° 5 4.2 0.6 1.2 3 5.04
3 42° 3 2.8 0.8 1.2 2.4 3.36 71%
（1）在实验过程中，应沿斜面向上 _____拉动木块，此时的绳子对物体的拉力和斜面对木块的摩擦力 _____（选填“是”或“不是”）平衡力；
（2）第2次实验中斜面的机械效率η=_____；
（3）对比实验1、2的数据可以用来验证猜想 _____，细心的小明发现第2次实验中的额外功大于第1次实验中的额外功，你认为可能是 _____变大的原因造成的；
（4）对比1、3两次实验数据，可初步得出的结论是 _____。
六、计算题
29．（2022春·河北唐山·八年级统考期末）小越设计了用轻质杠杆打捞一匀质规则圆柱体重物M（如图所示）。物体M重为60N，高为10cm，悬挂在杠杆左端A点。g取10N/kg，求：
（1）当M的上表面与水面相平时，水对M下表面的压强是多少？
（2）小越在右端B点施加竖直向下25N的拉力时，杠杆水平平衡则绳子对M的拉力为多少？
（3）杠杆水平平衡时，物体M受到的浮力为多少？
（4）物体M的底面积是多少？
30．（2022春·河北保定·八年级统考期末）某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在水平面上质量为100kg的物体，物体受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）拉绳的速度是多少m/s？
（2）动滑轮的重力是多少N？
（3）若摩擦力增大到800N，则拉力的大小是多少N？
31．（2022春·河北沧州·八年级统考期末）用如图所示的滑轮组，把一个重为360N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升1m，所用拉力为200N，求：
（1）物体上升的速度为多少m/s？
（2）拉力做功的功率是多少W？
（3）滑轮组的机械效率
32．（2022春·河北邯郸·八年级统考期末）如图所示，工人的重力为640N，与地面的接触面积为4×10-2m2，他用滑轮组竖直向上匀速提升重物，所用拉力F的大小为150N。重为360N的货物上升2m，所用时间为20s（不计绳重和摩擦）。求：
（1）提升货物前，工人对高台的压强；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为多少。
33．（2022春·河北秦皇岛·八年级统考期末）如图所示，一建筑工人用80N拉绳子的力通过滑轮组将210N的重物匀速提高2m，不计摩擦及绳重。求：
（1）工人使用滑轮组时做的有用功为多少？
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）拉力做的总功；
（4）滑轮组的机械效率为多少？
（5）动滑轮的重力是多少？
参考答案：
1．C
【详解】A．杠杆的形状不是固定的，例如剪刀、筷子等都是杠杆，故A错误；
B．只有杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向在竖直方向上时，力臂才在杠杆上，故B错误；
C．力臂是从支点到力的作用线的距离，所以从支点到阻力作用线的距离叫做动力臂，故C正确；
D．当支点位于一侧时，动力和阻力的方向相反，当支点位于中间时，动力和阻力方向相同，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】省力杠杆时动力臂大于阻力臂的杠杆，在正确使用的情况下，钢丝钳、扳手和瓶盖起子都是动力臂大于阻力臂的杠杆，都是省力杠杆；镊子、扫帚和钓鱼竿都是动力臂小于阻力臂的杠杆，是费力杠杆。
故选A。
3．D
【详解】由图知，提绳是支点，秤砣到支点的距离大约是物体到支点距离的3倍。根据杠杆的平衡条件
m物gL=m砣g3L
所以
m物=3m砣=3×300g=900g
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4．B
【详解】定滑轮的实质是个等臂杠杆，不省力，只能改变用力的方向，因此朝不同方向用力，力的大小都等于提升的物重，物重不变，则三个力的大小相等。故ACD错误；B正确。
故选B。
5．B
【详解】根据定滑轮和动滑轮的特点可知，甲是定滑轮，不省力，但能改变力的方向，乙是动滑轮，能省一半的力，但不能改变力的方向，故ACD错误，B正确。
故选B。
6．A
【详解】A．一般情况而言是会省力,但假设动滑轮比物体重得多，那么提升物体的拉力有可能大于直接提升重物的力，例如：正常使用一个动滑轮时，假设提升的物体重10N，动滑轮重60N，则提升物体的拉力大小为35N(不计绳重和摩擦)，比直接提升重物费力，故A正确；
B．吃饭时，手对筷子的力是动力，食物对筷子的力是阻力，此种情况下，动力臂比阻力臂短，所以筷子是个费力杠杆，故B错误；
C．我们使用杠杆有时是为了省力，有时是为了省距离，故C错误；
D．定滑轮实质是个等臂杠杆，既不省力也不省距离，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】师傅不小心把水桶弄进水里，目的是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功为总功，故ABC错误；D正确。
故选D。
8．C
【详解】功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量，功率大小与做功多少和时间有关；机械效率是有用功与总功的比值．
A、功率大，说明做功快，但不能说明机械效率越大，故A错误；
B、功率大小与做功多少和时间无关，做功少，功率不一定小，机械效率不一定小，故B错误；
C、功率越大，反映做功越快，与机械效率无关，故C正确；
D、机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定多，故D错误；
故选C．
9．B
【详解】A．木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，由于重力使物体有下滑的趋势，所以，要使物体匀速上升，拉力应大于摩擦力，拉力和摩擦力不是一对平衡力，故A错误；
B．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，故B正确；
C．在斜面倾斜程度一定时，斜面粗糙程度越大，克服摩擦做的额外功越多，机械效率越低，故C错误；
D．斜面的倾斜程度越小，越省力，沿斜面所用的拉力越小，故D错误。
故选B。
10．BD
【详解】A．设杠杆上每格长度是l，每个钩码的重力是G，支点两边各增加一个钩码，左侧力臂与力的乘积为
右侧力臂与力的乘积为
力和力臂的乘积不相等，杠杆不平衡，故A不符合题意；
B．左右两端各减少一个钩码，且右侧钩码右移一格，左侧力臂与力的乘积为
右侧力臂与力的乘积为
力和力臂的乘积相等，杠杆平衡，故B符合题意；
C．去掉左边一个钩码后，探究过程中不能移动平衡螺母使杠杆平衡，故C不符合题意；
D．左边增加一个钩码且把右边的钩码向右移动一格，左侧力臂与力的乘积为
右侧力臂与力的乘积为
力和力臂的乘积相等，杠杆平衡，故D符合题意。
故选BD。
11．ABD
【详解】A．杠杆在水平位置平衡，此时从图中可知，动力臂比阻力臂长，根据杠杆的分类可知此时是升力杠杆，故A正确；
B．由图题意可知，使杠杆逆时针转动的是拉力F，下面所挂的物体重力是阻力，故B正确；
C．当保持拉力F的方向不变，将杠杆从A位置缓慢提升到B位置，由于阻力大小没变，动力臂和阻力臂的比值也没有变，故拉力F大小也不变，故C错误；
D．杠杆处于水平位置平衡时，根据杠杆平衡条件
所以拉力F的大小为 30N，故D正确。
故选ABD。
12．ABD
【详解】A．由图可知滑轮组用2段绳子提起物体，不计绳重和摩擦，由滑轮组的机械效率可得，拉力F的大小
由公式可得，动滑轮的重力
故A正确；
B．工人重力为500N，工人拉绳子的力为125N，则绳子拉工人的力也是125N，则工人对地面的压力
F压=G-F=500N-125N=375N
故B正确；
C．滑轮组用2段绳子承担物重，故绳子移动的距离
S=2h=2×2m=4m
拉力做的功
W=Fs=125N×4m=500J
拉力的功率
故C错误；
D．支架受到滑轮组的拉力
F支=nF+G定=3×125N+50N=425N
故D正确。
故选ABD。
13．BD
【详解】A．相同重物提升相同高度，即有用功相同，甲、乙滑轮组动滑轮重力不同，乙动滑轮重，即乙滑轮组的额外功多，绳端拉力F1和F2做的功为总功，所以F2做功多，故A错误；
B．大滑轮的重力G大为小滑轮重力G小的2倍，若物体重力G=4G小，则绳端拉力
F1>F2，故B正确；
C．相同时间内把两个相同重物G匀速提升相同高度，滑轮上升高度也相同，对动滑轮重力做的功是额外功，大滑轮的重力G大为小滑轮重力G小的2倍，甲、乙滑轮组中动滑轮重力比为2:3，提升物体所做的额外功之比为2:3，故C错误；
D．甲、乙滑轮组的机械效率公式
可得机械效率影响因素为物重与轮重，当物重相同时，轮越重，机械效率越低，因此甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率高，故D正确。
故选BD。
14． ABC O 向上
【详解】[1][2]杠杆ABC支点在B点，动力作用点在A点，阻力作用点在C点，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；杠杆OBD和杠杆OED支点都在O点，阻力作用点都在D点，动力作用点分别在B点和E点，动力臂均小于阻力臂，均属于费力杠杆。
[3]上刀刃给下面的指甲一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，所以指甲给刀刃一个向上的力。
15． 省力 B 增大
【详解】如图的剪刀属于杠杆，支点是B点，修枝剪刀把手的末端，即动力作用在A点，阻力作用在C点，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆；
使用时，若在轴上加润滑油，可以减小轴的摩擦，从而减小额外功，可以增大杠杆的机械效率．
16． 下 后轮
【详解】[1][2]当推车前轮遇到障碍物A时，若售货员向上施力，只能把后轮抬高，所以为了能使前轮抬高越过障碍物，必须向下施力，此时C点不动，即支点为后轮。
[3]如果该力为竖直方向，则过支点C点作动力F1的作用线的垂线，即动力F1的力臂l1。如图所示
17． 可以改变作用力方向 2 小于
【分析】（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
（2）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半力多费1倍距离。
【详解】如图所示甲为定滑轮，乙为动滑轮。
[1]图中使用甲滑轮的好处是，可以改变作用力方向。
[2]动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半力多费1倍距离，乙滑轮的自由端F2上升4m，则物体升高2m。
[3]定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，故
F1=G1
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，故
则
G2=2F2
故
G118．
【详解】阻力和阻力臂不变，动力臂越长，动力越长，由图可知，力F1作用在B点时，力臂OB最大，此时力F1最小，过支点作力F2作用线的垂线段，即可做出力臂l2，如图所示；
19．
【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，由图知OB比OA长，所以OB作动力臂最长，过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F1的方向，如图所示：
20．
【详解】杠杆受到的动力臂为支点到动力作用线的距离，由图得，杠杆受到的动力为绳子过A点沿绳子方向的力，过支点O做动力作用线的垂线，支点O到垂足之间的距离为动力臂l1，阻力F2为重物过B点对杠杆的竖直向下的拉力，如图所示：
21．
【详解】过支点O作F1的作用线的垂线段，即为动力臂l1，过B点沿绳向下作出阻力F2，如图所示：
22．
【详解】图中只有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则由3段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法；绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：
23．见解析
【详解】由省力要求知道左图中，应n＝2，绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过定滑轮即可，如下图
由省力要求知道中图,应n＝3，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮即可，如下图
由省力要求知道右图中，应n＝4，绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过定滑轮，依次绕过即可，如下图
24． 0.8 2 大于 见详解 更重些
【详解】（1）[1]如图甲所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以弹簧测力计的示数为0.8N。
[2]设每格长度为L，则拉力的力臂为l1=5L，钩码的重力G的力臂l2=2L，根据杠杆平衡条件可得
F1l1=Gl2
解得钩码的重力为
（2）[3]过支点作拉力的作用线的垂线，即为拉力的力臂l，如图所示：
[4][5]与图甲测力计相比，图乙测力计倾斜拉动杠杆时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大，所以图乙测力计示数变大。
（3）[6]根据杠杆的平衡条件可得
因为OAGB，A 端胡萝卜相比B端胡萝卜更重些。
25． 左 2.4 大 = 偏大
【详解】（1）[1]由图可知，右侧偏重，为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向左移动。
（2）[2]调节好的杠杆，如图乙，用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡，根据杠杆平衡条件可知
则弹簧测力计的读数为
（3）[3]如图丙，当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时，动力臂减小，用力使杠杆在水平位置处于平衡，阻力臂、阻力不变，则弹簧测力计的示数将会变大。
（4）[4]石块缓慢浸没在水中，石块将水挤出，让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A中水的体积与石块的体积相同。
（5）[5]将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置恢复平衡，如图戊所示，若不考虑小桶重力，根据杠杆平衡条件可知
又由可知
联立可得
[6]若考虑小桶重力，根据杠杆平衡条件可知
可知测量石块的质量偏大，体积测量不变，石块的实际密度将比上述测量值偏大。
26． 实验时便于测量力臂 右 不完全 不会 0.4 变大
【详解】（1）[1]因钩码的重力是竖直向下的，对杠杆的拉力也是竖直向下的，实验前调节杠杆在水平位置平衡，此时力臂刚好与杠杆重合，便于测量力臂。
[2]由甲图可知，杠杆左边低，右边高，说明左边重，应将杠杆的平衡螺母向右调。
（2）[3]小亮多次测量只是改变了钩码的位置，即改变了力臂的大小，但没有改变力的大小，因此实验结论并不具有普遍性，他这样的操作，不完全符合实验要求。
[4]虽然杠杆所放的桌面没水平，有一点倾斜，但实验中杠杆仍在水平位置平衡，受力的方向仍是竖直向下的，因此这种情况下得到的实验数据不会受到影响。
（3）[5]由图丙可知，杠杆在A点受到阻力的大小为
F1=G=nmg=2×50g×10N/kg=0.1kg×10N/kg=1N
设杠杆上相邻两刻度间的距离为a，则阻力臂l1=2a。当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时，动力臂l2=5a。由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
1N×2a=F2×5a
解得
F2=0.4N
弹簧测力计的示数为0.4N。
[6]弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂不变时，动力臂变小，动力变大，所以弹簧测力计的示数将变大。
27． 匀速 76.9% 2、3 无关
【详解】（1）[1]实验时要匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小。
（2）[2]由 知道，丙实验中滑轮组的机械效率
（3）[3]探究滑轮组的机械效率与被提升物重的关系时，应控制其他因素不变，只改变物体的重力，由表格数据知道，应比较2、3两次实验。
（4）[4]比较第1、4次实验数据知道，同一滑轮组提起的物体重力相同时，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
28． 匀速直线 不是 60% A 斜面对物体的摩擦力 见解析
【详解】（1）[1]为了保证弹簧测力计的示数稳定，应沿斜面向上匀速直线拉动木块。
[2]沿斜面向上匀速拉动物体时，在斜面方向上物体受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的摩擦力，竖直向下的重力。在这三个力作用下物体处于平衡状态，所以物体所受到的拉力和斜面对物体的摩擦力不是一对平衡力。
（2）[3]由表中数据可知，第2次实验中斜面的机械效率
（3）[4]对比1、2两次实验的数据，控制的是斜面倾角相同，改变的是物体的重力，因此是探究斜面的机械效率与物体重力的关系，即验证的是猜想A。
[5]沿着斜面拉物体时，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功，由表中1、2两次的数据可知，1、2两次斜面的倾角不变，第2次物体的重力大于第1次物体的重力，因此第2次物体对斜面的压力大于第1次物体对斜面的压力，由滑动摩擦力的影响因素可知，第2次物体受到斜面的摩擦力大于第1次物体受到斜面的摩擦力，由W额=fs可知，第2次的额外功大于第1次的额外功。
（4）[6]对比1、3两次实验的数据，控制的是物体的重力相同，改变的是斜面倾角，且斜面倾角越大，机械效率越高，故可得出结论：当物体的重力相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。
29．（1）1×103Pa；（2）50N；（3）10N；（4）0.01m2
【详解】解：（1）当M的上表面与水面相平时，M下表面所处的深度为
水对M下表面的压强
（2）小越在右端B点施加竖直向下25N的拉力时，杠杆水平平衡，则
即有
解得，，即绳子对M的拉力为50N。
（3）杠杆水平平衡时，物体M受到的浮力
（4）由可得，物体M排开水的体积为
则物体M的底面积为
答：（1）当M的上表面与水面相平时，水对M下表面的压强是1×103Pa；
（2）杠杆水平平衡则绳子对M的拉力为50N；
（3）杠杆水平平衡时，物体M受到的浮力为10N；
（4）物体M的底面积是0.01m2。
30．（1）0.6m/s；（2）40N；（3）280N
【详解】解：（1）由图知，动滑轮由3段绳子承担，则绳子拉力通过的距离
s=3h=3×2m=6m
拉绳的速度：
=0.6m/s
（2）不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，动滑轮由3段绳子承担，拉力F是摩擦力和动滑轮重的三分之一，即，则动滑轮的重力
G动=3F-f =3×80N-200N=40N
（3）若摩擦力f’=800N，则拉力
=280N
答：（1）拉绳的速度是0.6m/s；
（2）动滑轮的重力是40N；
（3）若摩擦力增大到800N，则拉力的大小是280N。
31．（1）0.1m/s；（2）60W；（3）60%
【详解】解：（1）时间t=10s，物体上升的距离h=1m，物体上升的速度为
（2）拉力的大小F=200N，由图可知绳子段数为3，绳子自由端移动的距离为
s=3h=31m=3m
则拉力做功的功率为
（3）滑轮组的有用功为
W有=Gh=360N1m=360J
拉力做的总功为
W总=Fs=200N3m=600J
滑轮组的机械效率为
答：（1）物体上升的速度为0.1m/s；
（2）拉力做功的功率是60W；
（3）滑轮组的机械效率为60%。
32．（1）16000Pa；（2）45W；（3）80%；（4）270N
【详解】解：（1）提升货物前，工人对高台的压强
（2）拉力做功为
W=Fs=150N×2m×3=900J
拉力的功率为
（3）拉力做的有用功为
W有用=Gh=360N×2m=720J
滑轮组的机械效率为
（4）动滑轮自重为
G动=nF-G=3×150N-360N=90N
由机械效率定义可知
则仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为
答：（1）提升货物前，工人对高台的压强为16000Pa；
（2）拉力的功率为45W；
（3）滑轮组的机械效率80%；
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为270N。
33．（1）420J；（2）6m；（3）480J；（4）87.5%；（5）30N
【详解】解：（1）工人做的有用功
（2）滑轮组中由3根绳子承担物重，则则绳端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
（3）拉力做的总功
（4）滑轮组的机械效率
（5）动滑轮的重力
G动=3F-G物=3×80N-210N=240N-210N=30N
答：（1）工人使用滑轮组时做的有用功为420J；
（2）绳子自由端移动的距离是6m；
（3）拉力做的总功480J；
（4）滑轮组的机械效率为87.5%；
（5）动滑轮的重力是30N。