第12章：简单机械 期末试题选编（含解析）2021-2022学年山东省人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 第12章：简单机械 期末试题选编（含解析）2021-2022学年山东省人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-22 12:39:17 | ||
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文档简介
第12章：简单机械
一、单选题
1．（2022春·山东济宁·八年级统考期末）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂（左图）的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂（杠杆），但它有7个关节，长度可达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．羊角锤 B．起子
C．食品夹 D．扳手
2．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（ ）
A．a B．b C．c D．d
3．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（ ）
A．不变 B．变小 C．变大 D．先变大后变小
4．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）用如图所示的四种方式匀连提升同一物体（不计机械自重和摩擦），其中最费力的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）如图所示，水平桌面上放一个重400N的物体，水平拉力F的大小为40N，若不计绳、滑轮的重力及摩擦，当物体以0.5m/s的速度匀速移动时，物体与桌面之间的摩擦力和绳子自由端移动的速度分别为（ ）
A．40N，1m/s B．80N，2m/s C．80N，1m/s D．200N，2m/s
6．（2022春·山东泰安·八年级统考期末）用如图所示的滑轮，拉力沿不同方向将一重物提起（不计摩擦），那么用的拉力大小是（ ）
A．F1大 B．F2大 C．F3大 D．一样大
7．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快
8．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）如图，工人师傅用两种不同的滑轮装置把同一物体提升相同的高度（G动 < G物），若不计绳重和摩擦，则（ ）
A．绳子自由端的拉力F甲 < F乙 B．工人师傅做的总功W甲 > W乙
C．滑轮的机械效率η甲 > η乙 D．绳子自由端移动的距离s甲 > s乙
9．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊架的质量为50kg；工人以及工具的总重为600N，绳子自由端的拉力的大小为500N。在电动机拉力的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉动的速度为0.2m/s
B．整个装置的机械效率为73.3%
C．若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过900N
D．装置动滑轮的重力为200N
10．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）如图所示，斜面的长为高的4倍，物体恰能在斜面上匀速下滑，下滑一段距离的过程中，该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时，斜面的机械效率为（ ）
A．20% B．25% C．50% D．75%
11．（2022春·山东泰安·八年级统考期末）用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s。已知物体A重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W。下列说法正确的是（ ）
①绳子自由端移动的距离为2m
②拉力F做的功为300J
③滑轮组的机械效率为80%
④相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体，滑轮组的机械效率变大
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有③④正确 D．只有②③④正确
二、填空题
12．（2022春·山东威海·八年级统考期末）如图是吉他的变音夹，两手柄绕点转动，用力按压手柄时弹簧被压缩，说明力可以改变物体的___________，手柄属于___________杠杆。
13．（2022春·山东东营·八年级统考期末）在人体中有许许多多杠杆，甚至踮一下脚尖都是人体杠杆在起作用。如图所示，人以O为支点，通过小腿腓肠肌用力，踮起脚尖，按杠杆的分类，这是一个________杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）。小明体重为600N，当小明踮起脚尖时，假设重力作用线恰好通过“杠杆”中心，则两腿肌肉共用力至少________N。
14．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，物体A在水平桌面上，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，动滑轮重力为2 N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为______N。若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为______N。
15．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为________N；不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦，若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．（2022春·山东德州·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·山东济宁·八年级统考期末）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是0.5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。（g=10N/kg）求：拉力F在30s内所做的功___________；整个装置的机械效率___________。
三、作图题
18．（2022春·山东东营·八年级统考期末）如图所示，活塞式抽水机AOB部分可视为杠杆，O为支点，请画出作用在手柄A点动力F1的动力臂l1和B点所受阻力F2的示意图。
19．（2022春·山东德州·八年级统考期末）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂l1的示意图。
20．（2022春·山东聊城·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂，请在图中画出F1的示意图及F2的力臂l2。
21．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如下图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景，请在图中画出绳子的绕法，使滑轮组达到最省力的效果。
四、实验题
22．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂______个钩码，仍可使其在水平位置平衡；
（3）用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂l1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积______（选填“相等”或“不等”），其原因是______。
23．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：
次数 钩码重/N 钩码上升的距离/m 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/m 机械效率
第1次 2 0.05 1 0.15 66.7%
第2次 4 0.05 1.7 0.15
第3次 6 0.05 0.15 83.3%
（1）在实验操作中应该使用钩码缓慢__________上升；
（2）求进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为_______（结果精确到0.1%）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为_____N，克服物重做的有用功是_____J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的结论是：_________。若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，则机械效率变__________。
24．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）某班同学在“测量斜面的机械效率”实验时，所用实验器材有：长木板、支架、弹簧测力计、刻度尺、重力为5.4N木块（带挂钩）如图甲所示，将长木板和支架搭成长1.0m、高0.2m的斜面，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块。
（1）如图乙所示，此时弹簧测力计对木块的拉力为______N；
（2）将木块匀速拉到斜面顶端，有用功为______，总功为______，斜面的机械效率为______；
（3）木块与斜面的摩擦力为______N。
25．（2022春·山东淄博·八年级统考期末）某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 0.74
2 4 0.1 1.8 0.3 0.74
3 8 0.1 3.1 0.3 0.86
4 8 0.1 2.5 0.4
（1）实验中应沿竖直方向 ___________缓慢拉动弹簧测力计；
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 ___________（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 ___________对滑轮组机械效率的影响；
（3）根据表中第4次实验数据是用图 ___________做的实验，机械效率是 ___________；
（4）通过比较 ___________两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（填实验次数的序号）
（5）通过比较 ___________两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组机械效率与绳子段数无关。比较 ___________两次实验数据得出，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；（填实验次数的序号）
（6）若不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮重力是 ___________N；
（7）测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动距离 ___________（填“可以不测量”或“一定要测量”）；
（8）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。分析表中数据，你认为这句话是 ___________（填“正确”或“错误”）的。
五、简答题
26．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）请模仿样例格式，从材料原文中摘抄出涉及到物理知识的内容，并写出对应的物理知识或规律（要求：不得与样例重复。物理知识或规律仅限于第六章第五节摩擦力、第六节牛顿第一定律、惯性；第七章压强、第八章浮力、第九章简单机械、功、第十章机械能及其转化内容）：
救援中的物理知识
在轮船翻沉救援过程中，救援队抵达轮船翻沉现场后，首先进行水下摸索搜救工作，潜水员进入深水区时，需穿好潜水装备，之后救援队利用多台装有多个滑轮组的起吊机器，把船体打捞出水面。在清理船舱时，搜救员利用重锤砸开损坏变形的门窗，用撬棒撬开堵塞通道的重物，为了进一步进行水下搜救，救援队利用起吊机器，把船体脱离出事水域。专家建议：如乘客意外落水，一定要穿好救生衣迅速离开船体，以防被漩涡再次吸入船只。同时应仰起头，保持身体倾斜，借助救生衣的强大浮力，慢慢浮出水面，浮上水面后，不要将手举出水面，要放在水下划水，使头部保持在水面以上。
序号 材料原文 物理知识或规律
样例 以防被漩涡再次吸入船只 流体流速越大的位置压强越小
①
②
③
六、计算题
27．（2022春·山东日照·八年级统考期末）码头上的工作人员利用如图所示的轻质杠杆将一桶淡水从地面转移到船上。如图所示，此时杠杆刚好保持水平，挂在A端的桶重100N，内部底面积为0.05m2。一桶内装有800N的水，水深1m，重660N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触总面积为0.04m2，OA∶OB=1∶3。 水=1.0×103kg/m3。g取10N/kg。求：
（1）水对桶底的压强；
（2）水对桶底的压力；
（3）人对杠杆B端的拉力；
（4）人对地面的压强。
28．（2022春·山东济宁·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）匀速拉动放在同一水平面上的物体，物体的质量为100kg，动滑轮的重力为40N，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）物体受到的摩擦力；
（2）拉绳的速度。
29．（2022春·山东德州·八年级统考期末）图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，不计绳重及摩擦，卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。
（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力F；
（2）求动滑轮受到的重力G动。
30．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功；
（2）求在1~3s内拉力做功的功率；
（3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。
31．（2022春·山东济宁·八年级统考期末）如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：
（1）工人对物体做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。
32．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求：
（1）滑轮对物体A做的功；
（2）动滑轮的质量；
（3）动滑轮的机械效率；
（4）工作台面对卷扬机的支持力。
33．（2022春·山东泰安·八年级统考期末）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。问：
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
七、综合题
34．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）如图所示，一个边长为80cm的正方体重力为640N，放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来。（不计摩擦及绳重；机械系统和绳子强度足够大，不会断裂）求：
（1）人还没有用力拉之前，重物对地面的压强为多大？
（2）要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。
（3）用（2）的绕法，此人匀速提起640N的正方体时，人对绳子的实际拉力为220N，若人的体重为600N，那么他用此滑轮组提升物体的重力最大为多少牛顿？他提升物体重力最大时，滑轮组的机械效率为多大（保留小数点后一位）？
35．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，自行车手闸可以看作一个杠杆，当图中手对车闸的作用力F1=10N时：
(1)由图可知自行车手闸可看成一个_____杠杆；
(2)求刹车拉线受到力F2的大小为多少_____？
参考答案：
1．C
【详解】由图中可知，该机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
羊角锤、起子、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．B
【详解】根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变，动力的力臂最大时，动力最小，所以用力沿b方向关闭水龙头时，动力臂最大，用力最小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．C
【详解】在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F OA=G l，当OA、G不变时，l越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大．C符合题意，选项ABD不符合题意．
4．A
【详解】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则没有额外功。选项A中为动滑轮，拉力F1=2G；选项B中为定滑轮，拉力F2=G；选项C中滑轮组有效绳子段数n=3，则拉力F3= ；选项D中有用功等于总功，斜面长为高的2倍，则
W有=W总
Gh=F4s
Gh=F4×2h
解得F4=。综上分析可知，F1最大、最费力。
故选A。
5．C
【详解】由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，若不计绳、滑轮的重力及摩擦，物体与桌面间的摩擦力
f=2F=2×40N=80N
绳子自由端移动的速度
v=2v物=2×0.5m/s=1m/s
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
6．D
【详解】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。
故选D。
【点睛】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，是一道基础题。
7．D
【详解】A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；
B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，故B错误；
C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C错误；
D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】A．由图可知，甲用的是定滑轮，不计绳重和摩擦，则F甲=G物；乙用的是定滑轮，则
因为G动 < G物，所以F甲 F乙，故A不符合题意；
B．由题意可知，把同一物体提升相同的高度，甲图中，师傅做的总功为
W甲=W有=G物h
乙图中，师傅做的总功为
W乙=W有+W额= G物h+ G动h
则W甲 W乙，故B不符合题意；
C．由题意可知，甲乙做的有用功相同，乙有对动滑轮做额外功，即乙做的有用功占总功的比值小于甲做有用功占总功的比值，所以滑轮的机械效率η甲 > η乙，故C符合题意；
D．甲使用定滑轮，不省力，不费力，不省距离，也不费距离，即s甲=h，乙使用动滑轮，省力，但费距离，即s乙=2h，所以s甲 s乙，故D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】由图得，滑轮组
A．绳子自由端移动的距离为
绳子自由端拉动的速度为
故A错误；
B．整个装置的机械效率为
故B错误；
CD．吊篮的重力为
由得，装置动滑轮的重力为
若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过
故C正确，D错误。
故选C。
10．C
【详解】设斜面高为h，则斜面长s=4h，物体在斜面上匀速下滑过程中克服重力做的功W有=Gh，由题意知重力做的功和克服阻力做的功相等，即
fs=Gh
用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时所做的总功
W总=W额+W有=fs+Gh=2Gh
斜面的机械效率为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
11．D
【详解】①由可得，物体水平向左匀速运动的距离
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离
故①错误；
②由可得，拉力F做的功
故②正确；
③拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
故③正确；
④相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体，由可知，物体的重力变大，对水平地面的压力变大，则物体受到的摩擦力变大，由可知，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，即滑轮组的机械效率变大，故④正确。
综上可知，只有②③④正确，故D正确，ABC错误。
故选D。
12． 形状 省力
【详解】[1]用力按压手柄时弹簧被压缩，形状改变，说明力可以改变物体的形状。
[2]由图可知，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
13． 省力 300
【详解】[1]由题意知，此杠杆的动力是小腿腓肠肌的作用力，而阻力是人体自身的重力，O点为支点，动力臂大于阻力臂，所以是一个省力杠杆。
[2]重力作用线恰好通过杠杆中心，则动力臂等于阻力臂的二倍，据杠杆的平衡条件有
F×2l=600N×l
解得，两腿肌肉最小的用力
F=300N
14． 5 10
【详解】[1]当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，物体A所受的摩擦力
[2]当A向左做匀速直线运动使，A处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上绳子对A向右的拉力；滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为
绳子对A的拉力不变，，A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为
15． 150 不变
【详解】[1]将动滑轮与物体当成一个整体，该整体受到了向左的3段绳子的拉力，因此物体A受到的拉力为150N，还受到了向右的地面给其的摩擦力，因物体A沿水平地面做匀速直线运动，故物体A和动滑轮处于平衡状态，摩擦力与总拉力是平衡力，故摩擦力的大小为150N。
[2]由于A与地面的摩擦力属于滑动摩擦力，只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体速度无关，故摩擦力的大小不变。
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． 2.25×104 80%
【详解】[1]车移动的距离
s车=v车t=0.5m/s×30s=15m
由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离
s=ns车=3×15m=45m
拉力做的总功
W总=Fs=500N×45m=2.25×104J
[2]车的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
因为摩擦力为车重力的0.08倍，所以车受到地面的摩擦力
f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N
有用功
W有=fs车=1200N×15m=1.8×104J
滑轮组的机械效率
18．
【详解】动力臂为支点到动力作用线的垂直距离，故过O点向动力F1作垂线；过B点作竖直向上的力，即阻力F2；综上，作图如下所示。
19．
【详解】先确定最长的力臂，即连接OA，则最长的动力臂为l1，然后过动力作用点A，做垂直于l1的作用力F1，如图所示：
20．
【详解】由力臂的定义可知，力臂为支点到力的作用线的垂线段，故过l1的右端点作垂线段，即为力F1的方向，因力F2的方向垂直向下，故力F1的方向应斜向上，杠杆才能保持平衡，力F1作用在杠杆上，过支点作力F2的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示
21．
【详解】由图示知道 ，此滑轮组绕线时，可将绳子固定在定滑轮上，此时承重绳子为2根；还可将绳子固定在动滑轮上，此时承重绳子为3根。要使滑轮组最省力，应将绳子固定在动滑轮上，连线如下
22． 左 6 相等
【详解】（1）[1]调节杠杆在水平位置平衡时，杠杆左端偏高，说明杠杆右侧偏重，则应将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件 有
解得
在B点挂6个钩码，仍可使其在水平位置平衡。
（3）[3][4]图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，原因是左侧钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积不变，要想使杠杆平衡，右侧的拉力与力臂的乘积需等于左侧拉力与其力臂的乘积；即左侧拉力与其力臂的乘积不变时，右侧拉力与其力臂的乘积成反比，表达式为
23． 匀速 78.4% 2.4 0.3 见解析 大
【详解】（1）[1]在实验过程中，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，保证弹簧测力计的示数不变。
（2）[2]由表格第2次数据，滑轮组的机械效率为
（3）[3][4]由图丙可知，弹簧测力计的示数是2.4N，克服物重做的有用功
W有′=G′h=6N×0.05m=0.3J
（4）[5]从实验数据看，在钩码上升的高度相同的情况下，钩码越重，滑轮组的机械效率越大，这说明滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，物体越重，机械效率越大。
[6]若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，此时所做的额外功会减小，有用功不变，则机械效率将变大。
24． 1.8 1.08J 1.8J 60% 0.72
【详解】（1）[1]由图知道，测力计分度值为0.2N，此时弹簧测力计对木块的拉力为1.8N。
（2）[2][3]根据题意知道，将木块匀速拉到斜面顶端，做的有用功和总功分别是
W有＝Gh＝5.4N×0.2m＝1.08J
W总=Fs=1.8N×1m=1.8J
[4]由知道，斜面的机械效率
（3）[5]将木块匀速拉到斜面顶端，则额外功
W额＝W总﹣W有＝1.8J-1.08J＝0.72J
由W额＝fs知道，木块所受摩擦力
25． 匀速 不正确 摩擦 丁 80% 2、3 1、2 3、4 1.4 可以不测量 错误
【详解】（1）[1]在测量滑轮组机械效率的实验中，应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，这样保证滑轮组处于平衡状态，且便于读出测力计的示数。
（2）[2][3]若在静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，他的想法不正确；原因是没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。
（3）[4]用丁图进行实验，可以看出绳子段数为4段，则绳端移动距离
s=nh=4×0.1m=0.4m
[5]滑轮组的机械效率
（4）[6]研究同一滑轮组提升重物时，滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时，要控制其它因素相同，只改变提升物体的重力，故通过比较2、3可得出滑轮组机械效率与物重的关系。
（5）[7]在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑轮组相同、物重相同，而绳子绕法不同，因此比较1和2两次实验即可得出结论；
[8]通过比较3、4两次实验数据知，提升物体的重力相同，而丙中动滑轮的重力小于丁中动滑轮的重力和，丙的机械效率较大，故可得出的结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低）。
（6）[9]不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮重力
G动=2F﹣G=2×2.7N﹣4N=1.4N
（7）[10]使用弹簧测力计可以测量出物体的重力；已知提升重物绳子的段数n，根据效率公式
可知，可以不测量钩码上升的高度和绳端移动距离，只需要用弹簧测力计测量出拉力的大小就能计算出效率。
（8）[11]根据3、4两组数据可知，第4组实验中滑轮组由4段绳子承担物重，提升相同的重物时，第4组比第3组更省力，但第4组的机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法是错误的。
26．见详解
【详解】①潜水员进入深水区时，需穿好潜水装备，深度越深，液体压强越大；②用撬棒撬开堵塞通道的重物时，撬棒是一个省力杠杆，能够省力；③借助救生衣的强大浮力，慢慢浮出水面，由阿基米德原理可知，救生衣排开水的体积越大，人体所受到的浮力越大；④救援队利用多台装有多个滑轮组的起吊机器，把船体打捞出水面，滑轮组可以省力，也可以改变力的方向。综上所述，故答案为：
序号 材料原文 物理知识或规律
样例 以防被漩涡再次吸入船只 漩涡越大的位置，液体压强越小
① 潜水员进入深水区时，需穿好潜水装备 深度越深，液体压强越大
② 借助救生衣的强大浮力，慢慢浮出水面 排水体积越大，浮力越大
③ 用撬棒撬开堵塞通道的重物 省力杠杆
④ 多台装有多个滑轮组的起吊机器，把船体打捞出水面 滑轮组既能省力，又能改变力的方向
27．（1）1.0×104Pa；（2）500N；（3）300N；（4）9000Pa
【详解】解：（1）水对桶底的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1.0×104Pa
（2）由可得，水对桶底的压力为
（3）由杠杆平衡条件可得
则拉力为
（4）地面对人的支持力为
由于力的作用是相互的，所以人对地面的压力为
F压=F支=360N
人对地面的压强为
答：（1）水对桶底的压强为1.0×104Pa；
（2）水对桶底的压力为500N；
（3）人对杠杆B端的拉力为300N；
（4）人对地面的压强为9000Pa。
28．（1）200N；（2）0.6m/s
【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效段数
n=3
设绳子作用在滑轮组动滑轮上的竖直向下的拉力为T，因不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，作用在绳子自由端的拉力为
故
T=3F-G动 =3×80N-40N=200N
由力的作用是相互的，故动滑轮对绳子的拉力也为200N。固定在地面上的滑轮为定滑轮，因不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，使用定滑轮不省力，故绳子作用在物体上的水平拉力
F拉=200N
由于物体在水平地面上做匀速直线运动，故绳子对物体的水平拉力和物体受到的摩擦力为一对平衡力，大小相等，即物体受到的摩擦力
f=F拉=200N
（2）10秒内把物体拉动的距离为2m，则绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×2m=6m
拉绳的速度为
答：（1）物体受到的摩擦力为200N；
（2）拉绳的速度为0.6m/s。
29．（1）450N；（2）50N。
【详解】解：（1）由图乙可知，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s时，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F=450N。
（2）由图可知，承担动滑轮绳子的股数n=2，因为不计绳重及摩擦时绳子自由端的拉力
所以动滑轮受到的重力
答：（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力为450N；
（2）求动滑轮受到的重力为50N。
30．（1）675J；（2）1200W；（3）80%
【详解】解：（1）在0~1s内，由图乙可知，拉力F1=450N，绳子自由端移动的距离为
s1=nh1=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为
W总1=F1s1=450N×1.5m=675J
（2）在1~3s内，由图乙可知，拉力F2=400N，由图丙可知，物体上升的速度为v=1.0m/s，拉力做功的功率为
（3）在1~3s内，物体上升的高度为
h2=vt=1.0m/s×2s=2m
故克服物体重力做的功为
W有=Gh2=960N×2m=1920J
绳子自由端移动的距离为
s2=nh2=3×2m=6m
拉力做的功为
W总2=F2s2=400N×6m=2400J
滑轮组的机械效率为
答：（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，此过程中拉力做了675J的功；
（2）在1~3s内拉力做功的功率为1200W；
（3）在1~3s内滑轮组的机械效率是80%。
31．（1）800J；（2）100W；（3）90%
【详解】解：（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离
s=2h
克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
（2）拉力F移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力F所做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
拉力做功的功率
（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是
将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功
所做的总功
由知道 ，此滑轮组的机械效率
答：（1）工人对物体做的有用功800J；
（2）拉力F做功的功率100W；
（3）将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率90%。
32．（1）1800J；（2）50kg；（3）90%；（4）3000N
【详解】解：（1）滑轮对物体A做的有用功
W有=Gh=4500N×0.4m=1800J
（2）卷扬机拉力做的总功
W总=Pt=1000W×2s=2000J
则额外功
W额=W总-W有=2000J-1800J=200J
不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
动滑轮的质量
（3）动滑轮的机械效率
（4）卷扬机的重力
G卷=m卷g=50kg×10N/kg=500N
由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×0.4m=0.8m
卷扬机的拉力
卷扬机受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和工作台面对卷扬机的支持力的共同作用，处于静止状态，由力的平衡条件可知，工作台面对卷扬机的支持力
F支=G卷+F=500N+2500N=3000N
答：（1）滑轮对物体A做的功是1800J；
（2）动滑轮的质量是50kg；
（3）动滑轮的机械效率是90%；
（4）工作台面对卷扬机的支持力是3000N。
33．(1) 120W；(2) 200N；(3) 88.9%
【详解】(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离
拉力做的功
拉力的功率
(2)由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
所以
(3)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
由可得，提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
答：(1)拉力的功率是120W；
(2)动滑轮受到的重力为200N；
(3)滑轮组机械效率最大值是88.9%。
34．（1）1.0×103pa；（2） ；（3）1780N，98.9%
【详解】解：（1）重物的底面积
S=L2=（80×10-2m）2=0.64m2
重物对地面的压强
（2）要想使人所用的拉力最小，应从动滑轮的钩子开始绕线，最终使线连到人手处。
（3）此滑轮组n=3，动滑轮重力
当拉力等于人的重力时，拉力最大，提升物体的重力最大
滑轮组的机械效率
答：（1）人还没有用力拉之前，重物对地面的压强为1.0×103pa；
（3）他用此滑轮组提升物体的重力最大为1780N，滑轮组的机械效率为98.9%。
35． 省力 40N
【详解】(1)[1]由图知，在使用手闸的过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
(2)[2]由杠杆平衡条件可得，所以拉线受到的拉力
刹车拉线受到力F2的大小为40N。
一、单选题
1．（2022春·山东济宁·八年级统考期末）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂（左图）的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂（杠杆），但它有7个关节，长度可达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．羊角锤 B．起子
C．食品夹 D．扳手
2．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（ ）
A．a B．b C．c D．d
3．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（ ）
A．不变 B．变小 C．变大 D．先变大后变小
4．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）用如图所示的四种方式匀连提升同一物体（不计机械自重和摩擦），其中最费力的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）如图所示，水平桌面上放一个重400N的物体，水平拉力F的大小为40N，若不计绳、滑轮的重力及摩擦，当物体以0.5m/s的速度匀速移动时，物体与桌面之间的摩擦力和绳子自由端移动的速度分别为（ ）
A．40N，1m/s B．80N，2m/s C．80N，1m/s D．200N，2m/s
6．（2022春·山东泰安·八年级统考期末）用如图所示的滑轮，拉力沿不同方向将一重物提起（不计摩擦），那么用的拉力大小是（ ）
A．F1大 B．F2大 C．F3大 D．一样大
7．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快
8．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）如图，工人师傅用两种不同的滑轮装置把同一物体提升相同的高度（G动 < G物），若不计绳重和摩擦，则（ ）
A．绳子自由端的拉力F甲 < F乙 B．工人师傅做的总功W甲 > W乙
C．滑轮的机械效率η甲 > η乙 D．绳子自由端移动的距离s甲 > s乙
9．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊架的质量为50kg；工人以及工具的总重为600N，绳子自由端的拉力的大小为500N。在电动机拉力的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉动的速度为0.2m/s
B．整个装置的机械效率为73.3%
C．若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过900N
D．装置动滑轮的重力为200N
10．（2022春·山东枣庄·八年级统考期末）如图所示，斜面的长为高的4倍，物体恰能在斜面上匀速下滑，下滑一段距离的过程中，该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时，斜面的机械效率为（ ）
A．20% B．25% C．50% D．75%
11．（2022春·山东泰安·八年级统考期末）用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s。已知物体A重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W。下列说法正确的是（ ）
①绳子自由端移动的距离为2m
②拉力F做的功为300J
③滑轮组的机械效率为80%
④相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体，滑轮组的机械效率变大
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有③④正确 D．只有②③④正确
二、填空题
12．（2022春·山东威海·八年级统考期末）如图是吉他的变音夹，两手柄绕点转动，用力按压手柄时弹簧被压缩，说明力可以改变物体的___________，手柄属于___________杠杆。
13．（2022春·山东东营·八年级统考期末）在人体中有许许多多杠杆，甚至踮一下脚尖都是人体杠杆在起作用。如图所示，人以O为支点，通过小腿腓肠肌用力，踮起脚尖，按杠杆的分类，这是一个________杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）。小明体重为600N，当小明踮起脚尖时，假设重力作用线恰好通过“杠杆”中心，则两腿肌肉共用力至少________N。
14．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，物体A在水平桌面上，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，动滑轮重力为2 N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为______N。若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为______N。
15．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为________N；不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦，若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．（2022春·山东德州·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·山东济宁·八年级统考期末）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是0.5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。（g=10N/kg）求：拉力F在30s内所做的功___________；整个装置的机械效率___________。
三、作图题
18．（2022春·山东东营·八年级统考期末）如图所示，活塞式抽水机AOB部分可视为杠杆，O为支点，请画出作用在手柄A点动力F1的动力臂l1和B点所受阻力F2的示意图。
19．（2022春·山东德州·八年级统考期末）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂l1的示意图。
20．（2022春·山东聊城·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂，请在图中画出F1的示意图及F2的力臂l2。
21．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如下图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景，请在图中画出绳子的绕法，使滑轮组达到最省力的效果。
四、实验题
22．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂______个钩码，仍可使其在水平位置平衡；
（3）用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂l1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积______（选填“相等”或“不等”），其原因是______。
23．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：
次数 钩码重/N 钩码上升的距离/m 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/m 机械效率
第1次 2 0.05 1 0.15 66.7%
第2次 4 0.05 1.7 0.15
第3次 6 0.05 0.15 83.3%
（1）在实验操作中应该使用钩码缓慢__________上升；
（2）求进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为_______（结果精确到0.1%）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为_____N，克服物重做的有用功是_____J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的结论是：_________。若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，则机械效率变__________。
24．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）某班同学在“测量斜面的机械效率”实验时，所用实验器材有：长木板、支架、弹簧测力计、刻度尺、重力为5.4N木块（带挂钩）如图甲所示，将长木板和支架搭成长1.0m、高0.2m的斜面，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块。
（1）如图乙所示，此时弹簧测力计对木块的拉力为______N；
（2）将木块匀速拉到斜面顶端，有用功为______，总功为______，斜面的机械效率为______；
（3）木块与斜面的摩擦力为______N。
25．（2022春·山东淄博·八年级统考期末）某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 0.74
2 4 0.1 1.8 0.3 0.74
3 8 0.1 3.1 0.3 0.86
4 8 0.1 2.5 0.4
（1）实验中应沿竖直方向 ___________缓慢拉动弹簧测力计；
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 ___________（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 ___________对滑轮组机械效率的影响；
（3）根据表中第4次实验数据是用图 ___________做的实验，机械效率是 ___________；
（4）通过比较 ___________两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（填实验次数的序号）
（5）通过比较 ___________两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组机械效率与绳子段数无关。比较 ___________两次实验数据得出，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；（填实验次数的序号）
（6）若不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮重力是 ___________N；
（7）测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动距离 ___________（填“可以不测量”或“一定要测量”）；
（8）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。分析表中数据，你认为这句话是 ___________（填“正确”或“错误”）的。
五、简答题
26．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）请模仿样例格式，从材料原文中摘抄出涉及到物理知识的内容，并写出对应的物理知识或规律（要求：不得与样例重复。物理知识或规律仅限于第六章第五节摩擦力、第六节牛顿第一定律、惯性；第七章压强、第八章浮力、第九章简单机械、功、第十章机械能及其转化内容）：
救援中的物理知识
在轮船翻沉救援过程中，救援队抵达轮船翻沉现场后，首先进行水下摸索搜救工作，潜水员进入深水区时，需穿好潜水装备，之后救援队利用多台装有多个滑轮组的起吊机器，把船体打捞出水面。在清理船舱时，搜救员利用重锤砸开损坏变形的门窗，用撬棒撬开堵塞通道的重物，为了进一步进行水下搜救，救援队利用起吊机器，把船体脱离出事水域。专家建议：如乘客意外落水，一定要穿好救生衣迅速离开船体，以防被漩涡再次吸入船只。同时应仰起头，保持身体倾斜，借助救生衣的强大浮力，慢慢浮出水面，浮上水面后，不要将手举出水面，要放在水下划水，使头部保持在水面以上。
序号 材料原文 物理知识或规律
样例 以防被漩涡再次吸入船只 流体流速越大的位置压强越小
①
②
③
六、计算题
27．（2022春·山东日照·八年级统考期末）码头上的工作人员利用如图所示的轻质杠杆将一桶淡水从地面转移到船上。如图所示，此时杠杆刚好保持水平，挂在A端的桶重100N，内部底面积为0.05m2。一桶内装有800N的水，水深1m，重660N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触总面积为0.04m2，OA∶OB=1∶3。 水=1.0×103kg/m3。g取10N/kg。求：
（1）水对桶底的压强；
（2）水对桶底的压力；
（3）人对杠杆B端的拉力；
（4）人对地面的压强。
28．（2022春·山东济宁·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）匀速拉动放在同一水平面上的物体，物体的质量为100kg，动滑轮的重力为40N，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）物体受到的摩擦力；
（2）拉绳的速度。
29．（2022春·山东德州·八年级统考期末）图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，不计绳重及摩擦，卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。
（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力F；
（2）求动滑轮受到的重力G动。
30．（2022春·山东菏泽·八年级统考期末）利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功；
（2）求在1~3s内拉力做功的功率；
（3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。
31．（2022春·山东济宁·八年级统考期末）如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：
（1）工人对物体做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。
32．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求：
（1）滑轮对物体A做的功；
（2）动滑轮的质量；
（3）动滑轮的机械效率；
（4）工作台面对卷扬机的支持力。
33．（2022春·山东泰安·八年级统考期末）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。问：
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
七、综合题
34．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）如图所示，一个边长为80cm的正方体重力为640N，放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来。（不计摩擦及绳重；机械系统和绳子强度足够大，不会断裂）求：
（1）人还没有用力拉之前，重物对地面的压强为多大？
（2）要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。
（3）用（2）的绕法，此人匀速提起640N的正方体时，人对绳子的实际拉力为220N，若人的体重为600N，那么他用此滑轮组提升物体的重力最大为多少牛顿？他提升物体重力最大时，滑轮组的机械效率为多大（保留小数点后一位）？
35．（2022春·山东临沂·八年级统考期末）如图所示，自行车手闸可以看作一个杠杆，当图中手对车闸的作用力F1=10N时：
(1)由图可知自行车手闸可看成一个_____杠杆；
(2)求刹车拉线受到力F2的大小为多少_____？
参考答案：
1．C
【详解】由图中可知，该机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
羊角锤、起子、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．B
【详解】根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变，动力的力臂最大时，动力最小，所以用力沿b方向关闭水龙头时，动力臂最大，用力最小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．C
【详解】在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F OA=G l，当OA、G不变时，l越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大．C符合题意，选项ABD不符合题意．
4．A
【详解】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则没有额外功。选项A中为动滑轮，拉力F1=2G；选项B中为定滑轮，拉力F2=G；选项C中滑轮组有效绳子段数n=3，则拉力F3= ；选项D中有用功等于总功，斜面长为高的2倍，则
W有=W总
Gh=F4s
Gh=F4×2h
解得F4=。综上分析可知，F1最大、最费力。
故选A。
5．C
【详解】由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，若不计绳、滑轮的重力及摩擦，物体与桌面间的摩擦力
f=2F=2×40N=80N
绳子自由端移动的速度
v=2v物=2×0.5m/s=1m/s
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
6．D
【详解】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。
故选D。
【点睛】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，是一道基础题。
7．D
【详解】A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；
B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，故B错误；
C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C错误；
D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】A．由图可知，甲用的是定滑轮，不计绳重和摩擦，则F甲=G物；乙用的是定滑轮，则
因为G动 < G物，所以F甲 F乙，故A不符合题意；
B．由题意可知，把同一物体提升相同的高度，甲图中，师傅做的总功为
W甲=W有=G物h
乙图中，师傅做的总功为
W乙=W有+W额= G物h+ G动h
则W甲 W乙，故B不符合题意；
C．由题意可知，甲乙做的有用功相同，乙有对动滑轮做额外功，即乙做的有用功占总功的比值小于甲做有用功占总功的比值，所以滑轮的机械效率η甲 > η乙，故C符合题意；
D．甲使用定滑轮，不省力，不费力，不省距离，也不费距离，即s甲=h，乙使用动滑轮，省力，但费距离，即s乙=2h，所以s甲 s乙，故D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】由图得，滑轮组
A．绳子自由端移动的距离为
绳子自由端拉动的速度为
故A错误；
B．整个装置的机械效率为
故B错误；
CD．吊篮的重力为
由得，装置动滑轮的重力为
若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过
故C正确，D错误。
故选C。
10．C
【详解】设斜面高为h，则斜面长s=4h，物体在斜面上匀速下滑过程中克服重力做的功W有=Gh，由题意知重力做的功和克服阻力做的功相等，即
fs=Gh
用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时所做的总功
W总=W额+W有=fs+Gh=2Gh
斜面的机械效率为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
11．D
【详解】①由可得，物体水平向左匀速运动的距离
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离
故①错误；
②由可得，拉力F做的功
故②正确；
③拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
故③正确；
④相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体，由可知，物体的重力变大，对水平地面的压力变大，则物体受到的摩擦力变大，由可知，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，即滑轮组的机械效率变大，故④正确。
综上可知，只有②③④正确，故D正确，ABC错误。
故选D。
12． 形状 省力
【详解】[1]用力按压手柄时弹簧被压缩，形状改变，说明力可以改变物体的形状。
[2]由图可知，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
13． 省力 300
【详解】[1]由题意知，此杠杆的动力是小腿腓肠肌的作用力，而阻力是人体自身的重力，O点为支点，动力臂大于阻力臂，所以是一个省力杠杆。
[2]重力作用线恰好通过杠杆中心，则动力臂等于阻力臂的二倍，据杠杆的平衡条件有
F×2l=600N×l
解得，两腿肌肉最小的用力
F=300N
14． 5 10
【详解】[1]当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，物体A所受的摩擦力
[2]当A向左做匀速直线运动使，A处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上绳子对A向右的拉力；滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为
绳子对A的拉力不变，，A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为
15． 150 不变
【详解】[1]将动滑轮与物体当成一个整体，该整体受到了向左的3段绳子的拉力，因此物体A受到的拉力为150N，还受到了向右的地面给其的摩擦力，因物体A沿水平地面做匀速直线运动，故物体A和动滑轮处于平衡状态，摩擦力与总拉力是平衡力，故摩擦力的大小为150N。
[2]由于A与地面的摩擦力属于滑动摩擦力，只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体速度无关，故摩擦力的大小不变。
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． 2.25×104 80%
【详解】[1]车移动的距离
s车=v车t=0.5m/s×30s=15m
由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离
s=ns车=3×15m=45m
拉力做的总功
W总=Fs=500N×45m=2.25×104J
[2]车的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
因为摩擦力为车重力的0.08倍，所以车受到地面的摩擦力
f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N
有用功
W有=fs车=1200N×15m=1.8×104J
滑轮组的机械效率
18．
【详解】动力臂为支点到动力作用线的垂直距离，故过O点向动力F1作垂线；过B点作竖直向上的力，即阻力F2；综上，作图如下所示。
19．
【详解】先确定最长的力臂，即连接OA，则最长的动力臂为l1，然后过动力作用点A，做垂直于l1的作用力F1，如图所示：
20．
【详解】由力臂的定义可知，力臂为支点到力的作用线的垂线段，故过l1的右端点作垂线段，即为力F1的方向，因力F2的方向垂直向下，故力F1的方向应斜向上，杠杆才能保持平衡，力F1作用在杠杆上，过支点作力F2的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示
21．
【详解】由图示知道 ，此滑轮组绕线时，可将绳子固定在定滑轮上，此时承重绳子为2根；还可将绳子固定在动滑轮上，此时承重绳子为3根。要使滑轮组最省力，应将绳子固定在动滑轮上，连线如下
22． 左 6 相等
【详解】（1）[1]调节杠杆在水平位置平衡时，杠杆左端偏高，说明杠杆右侧偏重，则应将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件 有
解得
在B点挂6个钩码，仍可使其在水平位置平衡。
（3）[3][4]图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，原因是左侧钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积不变，要想使杠杆平衡，右侧的拉力与力臂的乘积需等于左侧拉力与其力臂的乘积；即左侧拉力与其力臂的乘积不变时，右侧拉力与其力臂的乘积成反比，表达式为
23． 匀速 78.4% 2.4 0.3 见解析 大
【详解】（1）[1]在实验过程中，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，保证弹簧测力计的示数不变。
（2）[2]由表格第2次数据，滑轮组的机械效率为
（3）[3][4]由图丙可知，弹簧测力计的示数是2.4N，克服物重做的有用功
W有′=G′h=6N×0.05m=0.3J
（4）[5]从实验数据看，在钩码上升的高度相同的情况下，钩码越重，滑轮组的机械效率越大，这说明滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，物体越重，机械效率越大。
[6]若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，此时所做的额外功会减小，有用功不变，则机械效率将变大。
24． 1.8 1.08J 1.8J 60% 0.72
【详解】（1）[1]由图知道，测力计分度值为0.2N，此时弹簧测力计对木块的拉力为1.8N。
（2）[2][3]根据题意知道，将木块匀速拉到斜面顶端，做的有用功和总功分别是
W有＝Gh＝5.4N×0.2m＝1.08J
W总=Fs=1.8N×1m=1.8J
[4]由知道，斜面的机械效率
（3）[5]将木块匀速拉到斜面顶端，则额外功
W额＝W总﹣W有＝1.8J-1.08J＝0.72J
由W额＝fs知道，木块所受摩擦力
25． 匀速 不正确 摩擦 丁 80% 2、3 1、2 3、4 1.4 可以不测量 错误
【详解】（1）[1]在测量滑轮组机械效率的实验中，应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，这样保证滑轮组处于平衡状态，且便于读出测力计的示数。
（2）[2][3]若在静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，他的想法不正确；原因是没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。
（3）[4]用丁图进行实验，可以看出绳子段数为4段，则绳端移动距离
s=nh=4×0.1m=0.4m
[5]滑轮组的机械效率
（4）[6]研究同一滑轮组提升重物时，滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时，要控制其它因素相同，只改变提升物体的重力，故通过比较2、3可得出滑轮组机械效率与物重的关系。
（5）[7]在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑轮组相同、物重相同，而绳子绕法不同，因此比较1和2两次实验即可得出结论；
[8]通过比较3、4两次实验数据知，提升物体的重力相同，而丙中动滑轮的重力小于丁中动滑轮的重力和，丙的机械效率较大，故可得出的结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低）。
（6）[9]不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮重力
G动=2F﹣G=2×2.7N﹣4N=1.4N
（7）[10]使用弹簧测力计可以测量出物体的重力；已知提升重物绳子的段数n，根据效率公式
可知，可以不测量钩码上升的高度和绳端移动距离，只需要用弹簧测力计测量出拉力的大小就能计算出效率。
（8）[11]根据3、4两组数据可知，第4组实验中滑轮组由4段绳子承担物重，提升相同的重物时，第4组比第3组更省力，但第4组的机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法是错误的。
26．见详解
【详解】①潜水员进入深水区时，需穿好潜水装备，深度越深，液体压强越大；②用撬棒撬开堵塞通道的重物时，撬棒是一个省力杠杆，能够省力；③借助救生衣的强大浮力，慢慢浮出水面，由阿基米德原理可知，救生衣排开水的体积越大，人体所受到的浮力越大；④救援队利用多台装有多个滑轮组的起吊机器，把船体打捞出水面，滑轮组可以省力，也可以改变力的方向。综上所述，故答案为：
序号 材料原文 物理知识或规律
样例 以防被漩涡再次吸入船只 漩涡越大的位置，液体压强越小
① 潜水员进入深水区时，需穿好潜水装备 深度越深，液体压强越大
② 借助救生衣的强大浮力，慢慢浮出水面 排水体积越大，浮力越大
③ 用撬棒撬开堵塞通道的重物 省力杠杆
④ 多台装有多个滑轮组的起吊机器，把船体打捞出水面 滑轮组既能省力，又能改变力的方向
27．（1）1.0×104Pa；（2）500N；（3）300N；（4）9000Pa
【详解】解：（1）水对桶底的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1.0×104Pa
（2）由可得，水对桶底的压力为
（3）由杠杆平衡条件可得
则拉力为
（4）地面对人的支持力为
由于力的作用是相互的，所以人对地面的压力为
F压=F支=360N
人对地面的压强为
答：（1）水对桶底的压强为1.0×104Pa；
（2）水对桶底的压力为500N；
（3）人对杠杆B端的拉力为300N；
（4）人对地面的压强为9000Pa。
28．（1）200N；（2）0.6m/s
【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效段数
n=3
设绳子作用在滑轮组动滑轮上的竖直向下的拉力为T，因不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，作用在绳子自由端的拉力为
故
T=3F-G动 =3×80N-40N=200N
由力的作用是相互的，故动滑轮对绳子的拉力也为200N。固定在地面上的滑轮为定滑轮，因不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，使用定滑轮不省力，故绳子作用在物体上的水平拉力
F拉=200N
由于物体在水平地面上做匀速直线运动，故绳子对物体的水平拉力和物体受到的摩擦力为一对平衡力，大小相等，即物体受到的摩擦力
f=F拉=200N
（2）10秒内把物体拉动的距离为2m，则绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×2m=6m
拉绳的速度为
答：（1）物体受到的摩擦力为200N；
（2）拉绳的速度为0.6m/s。
29．（1）450N；（2）50N。
【详解】解：（1）由图乙可知，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s时，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F=450N。
（2）由图可知，承担动滑轮绳子的股数n=2，因为不计绳重及摩擦时绳子自由端的拉力
所以动滑轮受到的重力
答：（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力为450N；
（2）求动滑轮受到的重力为50N。
30．（1）675J；（2）1200W；（3）80%
【详解】解：（1）在0~1s内，由图乙可知，拉力F1=450N，绳子自由端移动的距离为
s1=nh1=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为
W总1=F1s1=450N×1.5m=675J
（2）在1~3s内，由图乙可知，拉力F2=400N，由图丙可知，物体上升的速度为v=1.0m/s，拉力做功的功率为
（3）在1~3s内，物体上升的高度为
h2=vt=1.0m/s×2s=2m
故克服物体重力做的功为
W有=Gh2=960N×2m=1920J
绳子自由端移动的距离为
s2=nh2=3×2m=6m
拉力做的功为
W总2=F2s2=400N×6m=2400J
滑轮组的机械效率为
答：（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，此过程中拉力做了675J的功；
（2）在1~3s内拉力做功的功率为1200W；
（3）在1~3s内滑轮组的机械效率是80%。
31．（1）800J；（2）100W；（3）90%
【详解】解：（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离
s=2h
克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
（2）拉力F移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力F所做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
拉力做功的功率
（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是
将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功
所做的总功
由知道 ，此滑轮组的机械效率
答：（1）工人对物体做的有用功800J；
（2）拉力F做功的功率100W；
（3）将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率90%。
32．（1）1800J；（2）50kg；（3）90%；（4）3000N
【详解】解：（1）滑轮对物体A做的有用功
W有=Gh=4500N×0.4m=1800J
（2）卷扬机拉力做的总功
W总=Pt=1000W×2s=2000J
则额外功
W额=W总-W有=2000J-1800J=200J
不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
动滑轮的质量
（3）动滑轮的机械效率
（4）卷扬机的重力
G卷=m卷g=50kg×10N/kg=500N
由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×0.4m=0.8m
卷扬机的拉力
卷扬机受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和工作台面对卷扬机的支持力的共同作用，处于静止状态，由力的平衡条件可知，工作台面对卷扬机的支持力
F支=G卷+F=500N+2500N=3000N
答：（1）滑轮对物体A做的功是1800J；
（2）动滑轮的质量是50kg；
（3）动滑轮的机械效率是90%；
（4）工作台面对卷扬机的支持力是3000N。
33．(1) 120W；(2) 200N；(3) 88.9%
【详解】(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离
拉力做的功
拉力的功率
(2)由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
所以
(3)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
由可得，提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
答：(1)拉力的功率是120W；
(2)动滑轮受到的重力为200N；
(3)滑轮组机械效率最大值是88.9%。
34．（1）1.0×103pa；（2） ；（3）1780N，98.9%
【详解】解：（1）重物的底面积
S=L2=（80×10-2m）2=0.64m2
重物对地面的压强
（2）要想使人所用的拉力最小，应从动滑轮的钩子开始绕线，最终使线连到人手处。
（3）此滑轮组n=3，动滑轮重力
当拉力等于人的重力时，拉力最大，提升物体的重力最大
滑轮组的机械效率
答：（1）人还没有用力拉之前，重物对地面的压强为1.0×103pa；
（3）他用此滑轮组提升物体的重力最大为1780N，滑轮组的机械效率为98.9%。
35． 省力 40N
【详解】(1)[1]由图知，在使用手闸的过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
(2)[2]由杠杆平衡条件可得，所以拉线受到的拉力
刹车拉线受到力F2的大小为40N。