第12章：简单机械 期末试题选编（含解析) 2021-2022学年辽宁省人教版物理八年级下学期

第12章：简单机械
一、单选题
1．（2022春·辽宁大连·八年级统考期末）生活中处处有科学，日常生活中的许多物品和工具在使用过程中应用到杠杆原理。以下日常工具，在使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．托盘天平 B．筷子
C．核桃钳 D．食品夹
2．（2022春·辽宁沈阳·八年级统考期末）如图所示，用同一个滑轮以两种不同的方式分别拉同一物体在水平面上做匀速直线运动，所用拉力分别是F1、F2，绳末端移动的距离分别为S1、S2不计绳重、滑轮重及轮轴间的摩擦，则（　　）
A．F1>F2 B．F1＜F2 C．S1=S2 D．S1>S2
3．（2022春·辽宁沈阳·八年级校考期末）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　）
A．物体做功越多，功率一定越大
B．机器的功率越小，机械效率一定越低
C．功率不同的机器，做的功一定不相等
D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
4．（2022春·辽宁抚顺·八年级统考期末）如图所示，体重为700N的工人用滑轮组把重为300N的货物在4s内匀速提高2m，拉力为200N，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．工人拉力做功的功率为200W
B．滑轮组的机械效率为50%
C．工人对地面的压力为700N
D．工人用该滑轮组最多能提升1200N的货物
二、多选题
5．（2022春·辽宁盘锦·八年级统考期末）有一根质地均匀杠杆, 在中点支起,两边挂上砝码后, 恰能平衡在水平位置, 如图所示。那么，在下列几种情况下, 还能使杠杆保持平衡的是（ ）
A．左、右两边的砝码各向里移动1格
B．左边增加一个钩码，右边的砝码向外移动1格
C．左右两边的砝码各减少一半
D．左右两边的砝码各向外移动1格
6．（2022春·辽宁沈阳·八年级统考期末）各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。如图所示有甲、乙和丙三把剪刀，下列有关说法中正确的是（　　）
A．剪断铁片应该使用甲剪刀
B．剪刀的刃口做得锋利是为了增大压力
C．使用丙剪刀剪树枝，可以省力，但是费距离
D．放在水平桌面上静止的剪刀，桌面对它的支持力跟它受到的重力是一对平衡力
7．（2022春·辽宁丹东·八年级校考期末）下列四种简单机械在使用过程中，可以省距离的是（　　）
A．用拖布拖地面 B．用扳手拧螺丝
C．旗杆顶端滑轮 D．手机自拍杆
8．（2022春·辽宁本溪·八年级统考期末）如图所示滑轮组，不计绳重和滑轮的摩擦，若用100N的力使重为500N的物体水平匀速移动30m用时1min，此时滑轮组的效率为80%，下列说法正确的是（　　）
A．拉力做的功是9000J
B．有用功的功率为250W
C．物体与地面的摩擦力大小是240N
D．动滑轮重为60N
9．（2022春·辽宁沈阳·八年级统考期末）工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g＝10N/kg，则下列说法正确的是（　　）
A．工人做的总功为900J B．工人做功的功率为80W
C．货物沿斜面滑动时所受摩擦力为100N D．此斜面的机械效率为75%
三、填空题
10．（2022春·辽宁沈阳·八年级统考期末）如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个20N的重物，加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。
（1）当F1竖直向上时，F1的大小为 ___________N；
（2）当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力F1的大小变化是 ___________（选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）。
11．（2022春·辽宁锦州·八年级统考期末）如图所示为某同学在家锻炼身体的情景。锻炼时，以脚尖O点为支点，手臂弯曲、伸直交替进行。此时人体相当于___________ 杠杆。若脚尖O离墙壁越远，手掌对墙壁的压力就越___________。
12．（2022春·辽宁抚顺·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点处挂一个重为20N的物体，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，且OB：AB=2：1.则 F=______N，它是______杠杆。
13．（2022春·辽宁锦州·八年级统考期末）实心物体A由a物质制成。实心物体B由b物质制成。物体A和物体B的体积相同。a、b两种物质的质量与体积的关系如图甲所示。把物体A挂在滑轮组下，如图乙所示，___________（选填“左”或“右”）边的滑轮为动滑轮。若使滑轮组处于静止状态，则虚线框内应悬挂___________个B物体（绳重、滑轮重均忽略不计）。
14．（2022春·辽宁大连·八年级统考期末）如图所示，放在水平桌面上的物体A重100N，通过滑轮与一个重20N的物体B连接在一起，滑轮重10N，物体B匀速下落，若不计细绳重及轮轴间摩擦，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为___________N。若想物体B匀速上升，至少需要___________N的外力水平向左拉动物体A。
15．（2022春·辽宁辽阳·八年级统考期末）如图所示。甲是一块重为4N的磁体，吸附在铁质黑板B上，并通过轻绳A（不计绳重及绳和轮间的摩擦）与重为10N的铜块乙连接在一起，此时乙恰好能匀速向下运动，则甲受到黑板B摩擦力的大小为________N。小明将轻绳A剪断，甲在静止之前受到黑表B摩擦力的大小为________N。甲静止时受到摩擦力为________N。
16．（2022春·辽宁抚顺·八年级统考期末）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。
17．（2022春·辽宁朝阳·八年级统考期末）如图为修建地铁时搬运建筑材料的机械示意图，此滑轮组在2min内将质量为0.48t的建筑材料匀速提升12m，此过程中拉力做的功为7.92×104 J，则拉力为______N，该滑轮组的机械效率为______，要提高该装置的机械效率可以采取的措施有______。（写出一条即可）（不计绳重及摩擦）
四、作图题
18．（2022春·辽宁锦州·八年级统考期末）在图中画出杠杆OBA受到的阻力F2以及动力臂l1、阻力臂l2的示意图。
19．（2022春·辽宁大连·八年级统考期末）如图甲，扫地时，扫帚可以看做杠杆，O为支点，作用在A点的动力为F1。在图乙中画出动力臂l1和地面对扫帚的摩擦阻力F2（B为作用点）
20．（2022春·辽宁丹东·八年级校考期末）如图所示，（1）画出此杠杆受到的阻力F2的示意图；（2）画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力F1的示意图并画出该力的力臂l1。
21．（2022春·辽宁丹东·八年级统考期末）如图，有三个滑轮，请在图中画出最省力且又能改变动力方向的绳子绕法。
( )
五、实验题
22．（2022春·辽宁大连·八年级统考期末）小明想测量某石块的密度，但手边没有天平和量筒，只有杠杆和刻度尺，经过仔细钻研，他利用浮力知识并借助水、烧杯、细线和一个重物，测出了该石块的密度。
（1）实验步骤如下，请将空白处补充完整：
①为了方便测量力臂，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在___________位置平衡；
②在杠杆两端分别挂上重物和石块，调节他们的位置至A、B，使杠杆再次平衡如图所示，用刻度尺测得悬点B到支点的距离为l1；
③保持石块的悬点位置A不变，将石块___________，调整重物的悬点位置至C点，使杠杆又一次平衡，则C点应该在B点的___________（选填“左”或“右”）侧，用刻度尺测量OC的长度l2；
（2）测得石块密度的表达式ρ=___________（用字母，l1、l2表示）；
（3）保持A点的位置一定，对于重物的重力大小有什么要求？___________
23．（2022春·辽宁朝阳·八年级统考期末）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，此时杠杆处于______状态（“平衡”或“不平衡”），则应将左端的平衡螺母向______调节，也可把右端的平衡螺母向______调节，或者同时调左右两端平衡螺母，直到______，目的是______；
（2）如图乙，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂______个相同的钩码：当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，此时杠杆在水平位置______（“能”或“不能”）保持平衡；
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将______；小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆的平衡条件______；（文字描述）
（4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时拉力F的力臂大小为______cm，弹簧测力计示数大小为______N。
24．（2022春·辽宁大连·八年级统考期末）已知斜面的机械效率与斜面粗糙程度、倾斜程度有关。在探究“斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系”时，所用的实验装置如图所示。
（1）该实验还需要的测量工具是______；
（2）拉动测力计时，拉力的方向应与斜面______；（选填“平行”或“不平行”）
（3）实验时，保持斜面的倾斜角度不变，在粗糙程度不同的斜面上匀速拉木块。用木板做斜面时拉为F木；用铺上棉布的木板做斜面时拉力为F棉；用铺上毛巾的木板做斜面时拉力为F毛。实验表明三个拉力的大小关系为F木三个粗糙程度不同的斜面的机械效率为η木______η棉______η毛；（选填“>”“＝”或“<”）
（4）在实验中，与匀速拉动木块比较，若加速拉动木块到斜面顶端，则测得的机械效率将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。其原因是______。
25．（2022春·辽宁抚顺·八年级统考期末）下图为“测滑轮组机械效率”实验所用的装置，每个钩码总重2N，每个滑轮等重均为0.7N，测量实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4 5 6
对应装置 甲 乙 丙 丁 戊
钩码重 2 4 4 4 4 6
钩码上升高度 0.1 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.0 1.6 1.2 1.5 1.7 2.0
绳端移动距离s/m 0.3 0.3 0.5 0.4 0.3 0.8
机械效率 66.7 83.3 66.7 78.4 75.0
（1）若不计绳重，则钩码静止时，甲图中的拉力是__________N；
（2）为了准确测出甲滑轮组的机械效率，应竖直向上__________拉动弹簧测力计使钩码上升；
（3）戊装置比乙装置多使用一个滑轮，目的是为了__________；
（4）第3次实验测得滑轮组的机械效率为__________%（计算结果保留到0.1%）。从表中数据可分析出第6次实验是用__________图装置完成的实验；
（5）通过第1次实验和第2次实验的数据分析，用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，克服物重所做的有用功变__________（选填“多”或“少”）；
（6）通过第2次实验和第3次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率__________；
（7）若不计绳重，第5次实验中克服摩擦所做的额外功为__________。
六、计算题
26．（2022春·辽宁丹东·八年级统考期末）一辆质量是3.5t的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1000N，汽车沿水平方向匀速移动了1m，滑轮组的机械效率为90%。求：
(1)拉力F做的总功。
(2)有用功为多大。
(3)汽车受到的阻力大小。
27．（2022春·辽宁盘锦·八年级统考期末）工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W．（g取10N/kg）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重．
28．（2022春·辽宁朝阳·八年级统考期末）体重为800N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体G，当物体以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为500N，滑轮组的机械效率为60%（不计摩擦及绳重）。求：
（1）拉力F的功率；
（2）物体的重力；
（3）小聪能提起的最大物重。
七、简答题
29．（2022春·辽宁大连·八年级统考期末）如图甲所示是个压核桃的钳子，其中OAB可以看成是一个杠杆，其简化示意图如图乙所示，O点是支点，F2为作用在A点的阻力。
（1）分析说明压核桃的钳子属于什么类型的杠杆？
（2）从动力和阻力定义角度，分析说明作用在B点的动力方向沿MN向上还是向下？
参考答案：
1．C
【详解】A．天平使用时动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故A不符合题意；
B．筷子使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意；
C．核桃钳使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意；
D．食品夹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C。
2．A
【详解】如题可知，同一物体在水平面上做匀速直线运动，假设物块与地面之间的摩擦力为f，不计绳重、滑轮重及轮轴间的摩擦，F1处于绳端，左图为定滑轮，所以F1=f，右图为动滑轮，所以，所以F1＞F2，在物体移动相同距离的情况下，动滑轮绳端移动的距离大于定滑轮绳端移动的距离，故S1＜S2。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】A．功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；
B．机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；
C．由W＝Pt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；
D．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】A．由图可知，承担货物重力绳子的段数n=2，绳端移动距离
s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=200N×4m=800J
拉力的功率
故A正确；
B．提高货物所做的有用功
W有=Gh=300N×2m=600J
滑轮组的机械效率
故B错误；
C．提高货物时，工人受到竖直向下的重力与绳子对工人竖直向上的拉力、地面对人的支持力平衡，绳对工人的拉力与工人对绳的拉力是一对相互作用力，两力大小相等，由力的平衡可知，人的重力
G人=F+F支
工人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，所以工人对地面的压力
F压=F支=G人-F=700N-200N=500N
故C错误；
D．不计绳重及摩擦，当提高300N的货物时，动滑轮重力
G动=nF-G=2×200N-300N=100N
工人对绳端拉力最大等于人的重力，即
F大=G人=700N
所以工人用该滑轮组能提升货物的最大重力
G大=nF大-G动=2×700N-100N=1300N
故D错误。
故选A。
5．BC
【详解】A．左右两边砝码向里各移动一个格，假设每个钩码为1N，每个格子为1m，根据杠杆的平衡条件可知，变成了
杠杆不再平衡，向右端下沉，故A不符合题意；
B．左边增加一个钩码，右边的砝码向外移动1格，假设每个钩码为1N，每个格子为1m，根据杠杆的平衡条件可知，变成了
杠杆保持平衡，故B符合题意；
C．左右两边的砝码各减少一半，假设每个钩码为1N，每个格子为1m，根据杠杆的平衡条件可知，变成了
杠杆保持平衡，故C符合题意；
D．左右两边的砝码各向外移动1格, 假设每个钩码为1N，每个格子为1m，根据杠杆的平衡条件可知，变成了
杠杆不再平衡，向左端下沉，故D不符合题意。
故选BC。
6．ACD
【详解】A．甲剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，并且全是金属、硬度大，适合用于剪断铁片，故A正确；
B．剪刀的刃口做得锋利是为了在压力一定时，减小受力面积，增大压强，故B错误；
C．丙剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，在剪树枝时省力，但费距离，故C正确；
D．放在水平桌面上静止的剪刀，桌面对它的支持力跟它受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故D正确。
故选ACD。
7．AD
【详解】A．用拖布拖地面，拖布杆的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故A符合题意；
B．用扳手拧螺丝时，扳手的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故B不符合题意；
C．旗杆顶端的滑轮为定滑轮，其实质是等臂杠杆，不省力、不省距离，故C不符合题意；
D．手机自拍杆在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故D符合题意。
故选AD。
8．ACD
【详解】A．由图可知，通过动滑轮的绳子股数为n=3，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的功，即总功为
故A正确；
B．因为滑轮组的效率为80%，根据可得，有用功为
有用功的功率为
故B错误；
C．滑轮组对物体所做的功，即为有用功，设绳子对物体的力为F绳物，则有
由于物体匀速移动，处于平衡状态，水平方向受到绳子对它的拉力F绳物和摩擦力f是一对平衡力，大小相等，故有
故C正确；
D．不计绳重和滑轮的摩擦，由可得，动滑轮的重力为
故D正确。
故选ACD。
9．BCD
【详解】A．工人做的总功为
W总＝Fs＝400N×3m＝1200J
故A错误；
B．工人做功的功率
故B正确；
CD．做的有用功为
W有＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×1.5m＝900J
斜面的机械效率为
所做额外功为
W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J
则货物与斜面的摩擦力
故CD正确。
故选BCD。
10． 10 先变小后变大
【详解】（1）[1]O为支点，当F1竖直向上时，由杠杆平衡条件得
G×0.5×OA=F1×OA
解得
（2）[2]由下图所示：
可知当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，由力臂的定义，动力臂先变大后变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先变小后变大。
11． 省力 大
【详解】[1]动力为墙壁对手的支持力，阻力为人的重力，以脚尖O点为支点，墙壁对手的支持力的方向与脚尖O竖直距离为动力臂，人体重力的方向与脚尖O水平距离为阻力臂，此时动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆。
[2]脚尖O离墙壁越远，墙壁对手的支持力的方向与脚尖O竖直距离变小，即动力臂变小；人体重力的方向与脚尖O水平距离变大，即阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知，墙壁对手的支持力变大，即手掌对墙壁的压力变大。
12． 30 费力
【详解】[1]根据杠杆平衡条件可知
则
[2]由于动力臂小于阻力臂，故它是费力杠杆。
13． 左 2
【详解】[1]左边的滑轮可随物体A一起运动，所以左边的滑轮为动滑轮。
[2]由甲图可得a物质的密度
b物质的密度
物体A和物体B的体积相同，则物体A和物体B的重力之比
随物体A一起运动的动滑轮上有2股绳，所以每股绳子上拉力
则虚线框内应悬挂B物体的个数
14． 50 100
【详解】[1]物体A在水平桌面上向右做匀速运动，处于平衡状态，A受到水平向右的拉力和摩擦力是平衡力，由二力平衡条件可得，物体A在水平方向上受到向左的摩擦力
f=F拉
因滑轮重及滑轮与细绳之间的摩擦不计，且上面的滑轮为定滑轮，下面的滑轮为倒置的动滑轮，则由力的平衡条件可知物体A受到向右的拉力
F拉=2GB+G轮=2×20N+10N=50N
[2]物体A与水平桌面间的摩擦力
f=F拉=50N
因摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，所以，向左运动时，压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变，由力的平衡条件可得向左拉动物体A的力大小为
F=f+F拉=50N+50N=100N
15． 6 6 4
【详解】[1]由图可知，图中为一定滑轮，定滑轮只改变拉力的方向，不改变拉力的大小。对甲进行受力分析可知，甲受竖直向下的重力、黑板B对其竖直向下的摩擦力f和绳子对其竖直向上的拉力，故甲受到黑板B的摩擦力
[2]小明将轻绳A剪断，甲在静止之前，接触面粗糙、受到的压力程度不变，则受到的滑动摩擦力不变，为6N。
[3]甲在静止时，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，二力平衡，故甲静止时受到摩擦力
16． 3×103 75 % 省力
【详解】[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此
[2]总功等于推力做的功，因此
所以，机械效率为
[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。
17． 2200 72.7% 增大提升建筑材料的重力
【详解】[1]由图可知，滑轮组承担重量的绳子股数为n=3，则绳子自由端移动的距离为
由可得，拉力的大小为
[2]拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
[3]不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为
据此可知，若使用原来的滑轮组，动滑轮重力不变，在额外功一定时，通过增大提升建筑材料的重力来增大有用功，可以提高滑轮组的机械效率；若提升同样的建筑材料，在有用功一定时，可以通过减小动滑轮重力来减小额外功，可以提高滑轮组的机械效率。
18．
【详解】物体对杠杆的拉力为阻力，方向竖直向下，作用点在杠杆A点上，由此作出阻力F2；O为杠杆的支点，由支点O作F1、F2作用线的垂线，垂线段长为动力臂l1和阻力臂l2。如图所示：
19．
【详解】动力F1的作用是使杠杆沿逆时针方向转动，而阻力F2的作用是阻碍其转动，所以F2的方向与F1相反，标出从支点O到动力作用线的距离，即为动力臂L1；如图所示：
20．
【详解】因为物体的重力会阻碍杠杆的运动，所以阻力F2的方向竖直向下，由杠杆平衡条件可得
在阻力和阻力臂的大小不变时，动力臂越长，动力越小，所以将支点和A点连接起来，然后作这条连线的垂线，此时力臂最长，动力最小。如下图所示：
21．
【详解】由于要求既可以省力又可以改变力的方向，所以绳子自由端拉力的方向必须向下，则绳子从动滑轮上面的挂钩开始绕起，如图所示：
。
22． 水平 缓慢浸没在水中，水不溢出且石块不碰烧杯底部 左 根据杠杆的平衡条件，阻力臂大于动力臂，故重物的重力应大于石块的重力大小
【详解】（1）①[1]为了方便测量力臂大小，则需要调节杠杆两端的平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。
③[2][3]左端石块的力臂不变，当石块浸没在水中时，水不溢出且石块不碰烧杯底部，石块受到浮力作用，对杠杆左端的拉力减小，要使杠杆水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可知，右端重物重力不变，则重物的重力要减小，则C点应该在B点的左侧。
（2）[4]设重物重力为G，石块重力为，石块密度为，体积为V，如图杠杆在水平位置平衡，则有
则有
石块浸没在水中时，对杠杆左端的拉力减小，此时杠杆平衡，则有
测得石块密度的表达式为
（3）[5]根据杠杆的平衡条件可知，阻力臂大于动力臂，故重物的重力应大于石块的重力大小。
23． 平衡 右 右 杠杆在水平位置平衡 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 6 不能 变大 动力×动力臂=阻力×阻力臂 4 3
【详解】（1）[1]当物体处于平衡状态时，总保持静止或匀速运动状态不变，所以杠杆静止时运动状态没有改变，所以处于平衡状态。
[2][3][4][5]杠杆左端下沉，右端上翘，平衡螺母要向上翘的右端移动，可以向右调节左端的平衡螺母，也可以向右调节右端的平衡螺母，或者同时向右调节调左右两端平衡螺母，才能使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆的重心在支点上，可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
（2）[6]设杠杆每个格的长度为，每个钩码的重力为，根据杠杆的平衡条件可得
解得，需挂个钩码。
[7]若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧的力与力臂的乘积为
右侧的力与力臂的乘积为
因为
杠杆不能平衡，右端下降。
（3）[8]保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变时，动力F将变大。
[9]分析实验数据后可知，杠杆左侧的力与力臂的乘积等于右侧的力与力臂的乘积，所以杠杆的平衡条件为
动力×动力臂=阻力×阻力臂
（4）[10]当弹簧测力计在C点斜向上拉与水平方向成角杠杆，由数学知识，拉力F的力臂大小为
[11]根据杠杆的平衡条件可得
弹簧测力计示数大小为
24． 刻度尺 平行 > > 偏小 见解析
【详解】（1）[1]实验中需要测量物体沿斜面运动的距离和物体上升的高度，用到刻度尺。
（2）[2]拉力沿着斜面向上拉动木块做匀速直线运动，木块受力平衡，即拉力方向与斜面平行，且要拉着木块做匀速直线运动。
（3）[3][4]木块沿斜面运动的距离和上升的高度相同，三个拉力的大小关系为
F木由
可知斜面的机械效率的关系
η木>η棉>η毛
（4）[5][6]重物重力和提升高度不变，有用功不变，加速拉动物体，弹簧测力计的拉力变大，斜面长度不变，拉力所做的总功偏大，由可知机械效率偏小。
25． 0.9 匀速 改变力的方向 66.7 丁 多 越低 0.04
【详解】（1）[1]由甲图可知，承担物体有效的绳子段数n1=3，若不计绳重，则钩码静止时，绳端拉力为
（2）[2]只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数，故为准确测出滑轮组的机械效率，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升。
（3）[3]由甲装置和丙装置可知，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由
可知两者的机械效率相同。戊装置比乙装置多使用一个定滑轮，目的是为了改变力的方向。
（4）[4]第3次中承担物体绳子段数n3=5，实验测得滑轮组的机械效率为
[5]由表中数据，根据
可得承担物体有效段数为
由图示滑轮组可知，第6次实验是用丁图装置完成的实验。
（5）[6]由W=Gh可知，用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，克服物重所做的有用功变多。
（6）[7]通过第2次实验和第3次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。
（7）[8]由表中第5次实验数据可知，承担物体绳子的段数为n5=3，由s5=n5h5得提升物体升高的高度为
有用功为
W有5=G5h5=4N×0.1m=0.4J
总功为
W总5=F5s5=1.7N×0.3m=0.51J
额外功为
W额5= W总5- W有5=0.51J-0.4J=0.11J
若不计绳重，额外功由克服动滑轮重和摩擦产生，克服动滑轮重做的功为
W动5=G动5h5=0.7N×0.1m=0.07J
则克服摩擦做的功为
W = W额5- W动5=0.11J-0.07J=0.04J
26．（1）；（2）；（3）2700N
【详解】解：(1)由图知n=3，绳自由端移动的距离
s=3
拉力F做的总功
W总=Fs=1000N
(2)由得
(3)因为， 汽车受到的阻力
f===2.7N
答：(1)拉力F做的总功是；
(2)有用功为；
(3)汽车受到的阻力是2.7N。
27．（1）900J；（2）75%；（3）720N．
【详解】(1)货物的重力：G=mg=45kg×10N/kg=450N；有用功：W有用=Gh=450N×2m=900J；
(2)拉力做的总功：W总=Pt=120W×10s=1200J；滑轮组的机械效率：；
(3)由图可知n=3，已知额外功占总功的20%，则此时的机械效率η′=1-20%=80%；此时的机械效率：，所以提升物体的重力：G=η′nF=80%×3×300N=720N．
28．（1）150W；（2）900N；（3）1800N
【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的速度
拉力的功率为
滑轮组的机械效率
则物体的重力
由
可得，动滑轮的重力为
因小聪对绳子的最大拉力不大于自身的重力，即最大拉力为
所以，小聪能提起的最大物重为
答：拉力的功率为；
物体的重力为；
小聪能提起的最大物重为。
29．（1）见解析；（2）见解析
【详解】解：（1）支点O到力F2的阻力臂l2小于支点O到动力的力臂l1，根据杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
可知，因为力臂
l1＞ l2
所以力
F1＜F2
所以核桃的钳子为省力杠杆。
（2）因为阻力为阻碍杠杆转动的力，由于作用在A点的阻力F2方向向右上，所以杠杆应向下转动，所以作用在B点的动力方向应沿MN向下。