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人教版八年级物理下册第十二章简单机械单元测试（含答案）
一、填空题
1．（2022八下·巴彦期末）当动力和阻力对杠杆的 效果互相抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡，在探究“杠杆的平衡条件”实验中，使杠杆在水平位置平衡目的是 。
2．（2022八下·屯昌期末）如图所示小明同学在探究杠杆的平衡条件，在B点用弹簧测力计拉杠杆保证杠杆在水平位置下平衡，每个钩码的重力为0.5N，弹簧测量计的施力方向是 ；所需力的大小为 N。
3．（2022八下·屯昌期末）小明想把被台风刮倒的树拉正．他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有 段绳子拉甲树．如果不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则小明对绳子的拉力至少为 N．
4．（2022八下·长春期末）如图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。设车箱和泥土的总重，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是 m，小新用竖直向上的 N的力才能把独轮车抬起。
5．（2022八下·永吉期末）《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂（chōng），如图，O为支点，F2为阻力（由锤头重力产生），阻力方向是 的，此时舂属于 杠杆。
6．（2022八下·朝阳期末）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）
二、单选题
7．（2022八下·泰安期末）如图，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N，则下列说法正确的是（忽略绳子的重力）（ ）
A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W
C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N
8．（2022八下·成都期末）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述的秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（ ）
①图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
②图中的B点为杠杆的支点
③“权”小于“重”时，A端一定上扬
④增大“重”时，应把“权”向A端移才能重新恢复水平平衡
A．只有①④ B．只有①② C．只有③④ D．只有②④
9．（2022八下·成都期末）以下估测符合实际的是（ ）
A．我们八年级下期物理课本受到的重力约为10N
B．将一枚鸡蛋举高1m做的功约5J
C．一个标准大气压大约能托起10m高的水柱
D．滑轮组的机械效率可以达到100%
10．（2022八下·长春期末）关于生活中发生的现象，下列说法正确的是（ ）
A．重力的方向始终是垂直向下的
B．使用筷子夹菜，筷子是省力杠杆
C．用吸管将杯中饮料吸入嘴中是利用了大气压
D．飞机在空中飞行时，其机翼下方空气流速比上方空气流速大
11．（2022八下·乐亭期末）如图，在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。下列说法正确的是（ ）
A．运动过程中重物受到三个力的作用
B．运动过程中，拉力做的总功为6J
C．重物受到的摩擦力为0.5N
D．斜面的机械效率为85%
12．（2022八下·新抚期末）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
13．（2022八下·乐亭期末）用如图滑轮组，在绳子的自由端施力，将重物匀速提高1m，重物重30N，每个滑轮重15N。若不计摩擦与绳重，拉力为（ ）
A．10N B．15N C．20N D．25N
14．（2022八下·乐亭期末）如图所示，分别用力F1、F2、F3使杠杆在同一位置保持平衡。已知F1竖直向上，F2与杠杆垂直，F3水平向右，关于这三个力的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．沿F1方向的力最小 B．沿F2方向的力最小
C．沿F3方向的力最小 D．三个力的大小相等
三、作图题
15．（2022八下·成都期末）我们应养成随手关水龙头的好习惯，如图甲所示的水龙头的手柄可简化为图乙所示的杠杆OA，其中O为支点，关水龙头时F2为手柄受到的阻力，请作出最小动力F1的示意图及其力臂l1。
16．（2022八下·泰安期末）请画出图中杠杆动力F的力臂l．
四、实验探究题
17．（2022八下·呼和浩特期末）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重0.5N。
（1）实验前，需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是 ；
（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂 个钩码才能使杠杆水平平衡；
（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为 N，方向 。
18．（2022八下·锦州期末）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
（1）实验时匀速向上拉动弹簧测力计，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N；
（2）第2次实验时所做的有用功为 J，额外功为 J，滑轮组的机械效率是 ；
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时， ，滑轮组的机械效率越高；
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是____。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
19．（2022八下·讷河期末）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 钧码重 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 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
（1）实验中应沿竖直方向 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”），因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响；
（3）用丁图所示装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整 ， ；
（4）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，滑轮组的机械效率与绳子股数无关（填实验次数的序号）；
（5）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）；
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： ．
五、计算题
20．（2022八下·泰安期末）如图，一个工人站立在水平地面上用滑轮组提升物体，已知物体的重力为480N，人对绳子竖直向下的拉力为200N时，物体匀速上升，此时工人对水平地面的压强为，双脚与地面的接触面积为500cm2，不计绳重和摩擦。求：
（1）动滑轮的重力；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人的重力。
21．（2022八下·屯昌期末）用图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s。求：
（1）对物体所做的有用功；
（2）拉力所做的总功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法。
答案解析部分
1．【答案】转动；便于测量力臂
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】杠杆的平衡状态是指当动力和阻力的作用效果相互抵消时，杠杆处于静止状态或匀速转动状态，所以当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆处于平衡状态。
实验时让杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。
【分析】动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆处于平衡状态；杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂大小。
2．【答案】竖直向下；3
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由图可知，支点在O点，保证杠杆在水平位置下平衡，A点施加的力的方向是竖直向下的，所以B点施加的力的方向也是竖直向下的。
设杠杆上每一小格的长度为l，根据杠杆的平衡条件可知
解得弹簧测力计的拉力。
【分析】杠杆上的动力使杠杆转动；根据杠杆的平衡条件，计算杠杆上力的大小。
3．【答案】2；150
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】如图用绳子拉甲树时，甲相当于一个动滑轮，此时有两段绳子拉甲树；不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则每段绳子承担的力是300N的一半，所以人对绳子的拉力至少为：F= F甲=×300N=150N．
【分析】动滑轮上有两股绳子，可以省力一半。
4．【答案】省力；1.6；300
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
由图可知动力作用在点时，支点在轮轴处，因此轮轴处到作用线的距离即F的力臂是l1=1.6m，重力的力臂l2=0.4m，由杠杆平衡条件得，竖直向上的力F为
【分析】动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；支点到动力作用线的距离叫动力臂；根据杠杆平衡条件，求出力的大小。
5．【答案】竖直向下；费力
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知，阻力是F2，阻力的方向竖直向下；从支点O向动力和阻力作用线分别做垂线段l1和l2，得到动力臂和阻力臂，如图所示
图中动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
【分析】由图可知，阻力是F2，阻力的方向竖直向下；动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
6．【答案】2200；72.7%；增大提升建筑材料的重力
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】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
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
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。
【分析】根据功和距离的比值， 计算力大小；根据重力和高度的乘积计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率；增大物体的重力或减小动滑轮的重力，可以提高机械效率。
7．【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A．拉力所做的功W总＝Fs＝150N×3m＝450J
A不符合题意；
B．拉力的功率P＝＝＝75W
B不符合题意；
C．有用功W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J
斜面的机械效率η＝×100%＝×100%≈66.7%
C不符合题意；
D．额外功W额＝W总﹣W有用＝450J﹣300J＝150J
由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力f＝＝＝50N
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据W总＝Fs，求出总功；根据，求出功率；根据W有用＝Gh及，求出机械效率；根据W额＝W总﹣W有用及W额＝fs，求出摩擦力。
8．【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】①由图可知“标”表示力臂，“本”表示力臂；“权”“重”分别表示动力和阻力；②图中的O点为杠杆的支点；③由图可知“权”的力臂大于“重”的力臂，根据杠杆的平衡条件得，“权”小于“重”时，A端不一定上扬；④增大“重”时，根据杠杆的平衡条件得，在“权”不变时，向A端移才能重新恢复水平平衡，所以①④正确，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】作用在杠杆上的力分别是动力和阻力；根据杠杆的平衡条件，判断力的变化和力臂的变化。
9．【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算；大气压强的存在；机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．八年级下期物理课本的质量约为200g，课本的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
A不符合题意；
B．将一枚鸡蛋举高lm做的功约为W=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×1m=0.5J
B不符合题意；
C．一个标准大气压的数值约1.0×105Pa，大约能托起水柱的高度
C符合题意；
D．使用滑轮组时，总要做一些额外功，故其机械效率不可能达到100%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据常见物体的重力、做功多少、大气压大小、机械效率的理解，结合数据解答。
10．【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系；杠杆的分类
【解析】【解答】A．重力的方向是竖直向下的，A不符合题意；
B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，B不符合题意；
C．用力吸气时，吸管中的气压减小，饮料在大气压的作用下进入嘴里，C符合题意；
D．机翼的形状是“上凸下平”，在相同时间内上方空气通过时的路程大，所以机翼上方的空气流速比机翼下方大（机翼上方的压强小，下方的压强大，存在向上的压强和压力差，这样就产生了作用在机翼上的向上的升力），D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】重力的方向是竖直向下的；动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；吸管在大气压的作用下进入嘴里；流体中，流速大的位置压强小。
11．【答案】C
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A．将物体匀速拉到高处的过程中，物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力共4个力的作用，A不符合题意；
B．运动过程中，拉力做的总功为
B不符合题意；
C．运动过程中，拉力做的有用功
克服重物受到的摩擦力做的额外功为
由可得，物体受到的摩擦力为
C符合题意；
D．斜面的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】斜面上，物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力；根据W=Fs，求出总功；根据、及，可求出摩擦力；根据，可求出机械效率。
12．【答案】A
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】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
A符合题意；
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
B不符合题意；
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
C不符合题意；
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
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力和绳子移动的距离的乘积计算总功，根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；利用功和时间的比值， 计算功率；根据物体受到的力计算合力。
13．【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端的拉力大小为
ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据，求出拉力的大小。
14．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】如图所示：
阻力和阻力臂的乘积不变，三个方向施力，F2的力臂lOA最长，根据杠杆的平衡条件可知，F2用力最小。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】由杠杆平衡条件知道，动力最小时，必须使动力臂最长，力臂与力垂直。
15．【答案】解：如图所示：
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】由图乙可知，以O为支点，在F2和其力臂不变情况下，要使动力F1的最小，根据杠杆的平衡条件，F1的力臂最大，如下图所示
【分析】杠杆上最大的力臂是支点到力的作用点的连线，最小的力和最大的力臂 垂直。
16．【答案】解：如图所示：
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】反向延长F得到动力作用线，从支点O向动力
作用线作垂线段，即为动力F的力臂l，如图
所示：
【分析】力臂与对应的力的作用线垂直。
17．【答案】（1）消除杠杆自重对实验的影响
（2）3
（3）0.6；竖直向下
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）实验前，通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是为了消除杠杆自重对实验的影响；实验过程中通过移动钩码位置或增减钩码调节杠杆水平位置平衡，目的是便于测量力臂。
（2）由杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可得n×0.5N×2l=2×0.5N×3l
解得n=3
即需要在B点挂3个钩码才能使杠杆水平平衡。
（3）在图中C处施加的力F1的方向竖直向下、并使杠杆在水平位置平衡时，力臂OC最长，此时力F1最小，由杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可得F1×5l=2×0.5N×3l
故测力计示数F1=0.6N
【分析】（1）探究杠杆的平衡条件时，水平平衡的杠杆，消除了杠杆的自身重力对实验的影响；
（2）根据杠杆的平衡条件，结合杠杆上已知的力和力臂，计算未知的力；
（3）根据杠杆上的力和力臂，计算拉力大小。
18．【答案】（1）0.6
（2）0.075；0.045；62.5%
（3）重物越重
（4）B
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）由图中弹簧测力计可以看出分度值为0.1N，由指针指示位置可以读出示数为0.6N。
（2）由表中数据可求所做的有用功W有=Gh=1.5N×0.05m=0.075J
做的总功W总=Fs=0.8N×0.15m=0.12J
则做的额外功W额= W总- W有=0.12J-0.075J=0.045J
滑轮组的机械效率
（3）由表中1、2、3次实验的数据发现，随着重物重力增大，滑轮组的机械效率也增大，所以可得使用同一滑轮组提升重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越高。
（4） A．增大绳重，会增大额外功，使滑轮组的机械效率降低，A不符合题意；
B．减轻动滑轮重，会减小额外功，使滑轮组的机械效率增大，B符合题意；
C．加快物体提升的速度，对有用功和额外功的大小没有影响，所以滑轮组的机械效率不变，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）根据测力计指针位置，测量力的大小；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；总功和有用功的差，计算额外功；
（3）同一滑轮组提升重物时，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高；
（4）增大物体重力或减小动滑轮重力大小，可以提高机械效率。
19．【答案】（1）匀速
（2）不正确；摩擦
（3）0.4；80%
（4）1.2
（5）2、3
（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力的大小；
(2)弹簧测力计静止时，由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，此时读出的测力计示数偏小，从而使测得的机械效率偏大，故此想法不正确；
(3)丁图中，绳子的股数为n=4，绳子自由端移动距离：
s=nh=4×0.1m=0.4m，
滑轮组的机械效率：η====80%；
(4)由表中数据知实验1、2、3中绳子的股数分别为2、3、3；再结合钩码的重力知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时，要控制提升物体的重力相同，只改变绳子的股数，故应比较1、2两次实验数据；
(5)研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时，要控制滑轮个数相同，绳子的股数相同，只改变物体的重力，故应比较2、3两次实验数据；
(6)3、4两次实验对应的是图丙，图丁两装置，发现提升的重物相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
【分析】（1）匀速拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力的大小；
（2）)弹簧测力计静止时，由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，此时读出的测力计示数偏小，从而使测得的机械效率偏大；
（3）根据η==，求出机械效率；
（4）研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时，要控制提升物体的重力相同，只改变绳子的股数；
（5）研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时，要控制滑轮个数相同，绳子的股数相同，只改变物体的重力；
（6）提升的重物相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
20．【答案】（1）解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为120N；
（2）解：滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率为80%；
（3）解：由可得，工人对水平地面的压力为
因工人对水平地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力，即，所以，工人的重力为
答：工人的重力为700N。
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强的大小及其计算；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出动滑轮重；
（2）根据公式，可求出机械效率；
（3）根据公式F=pS及G人=F压+F，可求出重力。
21．【答案】（1）解：由题意可知，物体的重力为480N，提升了3m，则对物体所做的有用功
对物体所做的有用功为1440J。
答：对物体所做的有用功为1440J
（2）解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数，重物提升了3m，则绳子自由端移动的距离
绳子自由端移动的距离为9m；所用拉力F为200N，拉力所做的总功
拉力所做的总功为1800J。
答：拉力所做的总功为1800J；
（3）解：由（1）解析可知，物体所做的有用功为1440J，拉力所做的总功为1800J，则滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率为80%。
答：滑轮组的机械效率为80%；
（4）解：提升物体的重力可以增大有用功，减小摩擦、减小动滑轮的重力可以减小额外功，这些都可以提高滑轮组的机械效率。
答：提高滑轮组机械效率的方法：增大物体的重力（或减小摩擦、减小动滑轮重力）。
【知识点】机械效率的计算；增大或减小机械效率的方法；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积，计算做功多少；
（2）根据力和距离的乘积计算总功；
（3）有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（4）增大物体的重力或减小动滑轮的重力，可以提高机械效率。
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人教版八年级物理下册第十二章简单机械单元测试（含答案）
一、填空题
1．（2022八下·巴彦期末）当动力和阻力对杠杆的 效果互相抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡，在探究“杠杆的平衡条件”实验中，使杠杆在水平位置平衡目的是 。
【答案】转动；便于测量力臂
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】杠杆的平衡状态是指当动力和阻力的作用效果相互抵消时，杠杆处于静止状态或匀速转动状态，所以当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆处于平衡状态。
实验时让杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。
【分析】动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆处于平衡状态；杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂大小。
2．（2022八下·屯昌期末）如图所示小明同学在探究杠杆的平衡条件，在B点用弹簧测力计拉杠杆保证杠杆在水平位置下平衡，每个钩码的重力为0.5N，弹簧测量计的施力方向是 ；所需力的大小为 N。
【答案】竖直向下；3
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由图可知，支点在O点，保证杠杆在水平位置下平衡，A点施加的力的方向是竖直向下的，所以B点施加的力的方向也是竖直向下的。
设杠杆上每一小格的长度为l，根据杠杆的平衡条件可知
解得弹簧测力计的拉力。
【分析】杠杆上的动力使杠杆转动；根据杠杆的平衡条件，计算杠杆上力的大小。
3．（2022八下·屯昌期末）小明想把被台风刮倒的树拉正．他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有 段绳子拉甲树．如果不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则小明对绳子的拉力至少为 N．
【答案】2；150
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】如图用绳子拉甲树时，甲相当于一个动滑轮，此时有两段绳子拉甲树；不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则每段绳子承担的力是300N的一半，所以人对绳子的拉力至少为：F= F甲=×300N=150N．
【分析】动滑轮上有两股绳子，可以省力一半。
4．（2022八下·长春期末）如图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。设车箱和泥土的总重，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是 m，小新用竖直向上的 N的力才能把独轮车抬起。
【答案】省力；1.6；300
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
由图可知动力作用在点时，支点在轮轴处，因此轮轴处到作用线的距离即F的力臂是l1=1.6m，重力的力臂l2=0.4m，由杠杆平衡条件得，竖直向上的力F为
【分析】动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；支点到动力作用线的距离叫动力臂；根据杠杆平衡条件，求出力的大小。
5．（2022八下·永吉期末）《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂（chōng），如图，O为支点，F2为阻力（由锤头重力产生），阻力方向是 的，此时舂属于 杠杆。
【答案】竖直向下；费力
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知，阻力是F2，阻力的方向竖直向下；从支点O向动力和阻力作用线分别做垂线段l1和l2，得到动力臂和阻力臂，如图所示
图中动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
【分析】由图可知，阻力是F2，阻力的方向竖直向下；动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
6．（2022八下·朝阳期末）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）
【答案】2200；72.7%；增大提升建筑材料的重力
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】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
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
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。
【分析】根据功和距离的比值， 计算力大小；根据重力和高度的乘积计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率；增大物体的重力或减小动滑轮的重力，可以提高机械效率。
二、单选题
7．（2022八下·泰安期末）如图，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N，则下列说法正确的是（忽略绳子的重力）（ ）
A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W
C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N
【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A．拉力所做的功W总＝Fs＝150N×3m＝450J
A不符合题意；
B．拉力的功率P＝＝＝75W
B不符合题意；
C．有用功W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J
斜面的机械效率η＝×100%＝×100%≈66.7%
C不符合题意；
D．额外功W额＝W总﹣W有用＝450J﹣300J＝150J
由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力f＝＝＝50N
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据W总＝Fs，求出总功；根据，求出功率；根据W有用＝Gh及，求出机械效率；根据W额＝W总﹣W有用及W额＝fs，求出摩擦力。
8．（2022八下·成都期末）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述的秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（ ）
①图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
②图中的B点为杠杆的支点
③“权”小于“重”时，A端一定上扬
④增大“重”时，应把“权”向A端移才能重新恢复水平平衡
A．只有①④ B．只有①② C．只有③④ D．只有②④
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】①由图可知“标”表示力臂，“本”表示力臂；“权”“重”分别表示动力和阻力；②图中的O点为杠杆的支点；③由图可知“权”的力臂大于“重”的力臂，根据杠杆的平衡条件得，“权”小于“重”时，A端不一定上扬；④增大“重”时，根据杠杆的平衡条件得，在“权”不变时，向A端移才能重新恢复水平平衡，所以①④正确，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】作用在杠杆上的力分别是动力和阻力；根据杠杆的平衡条件，判断力的变化和力臂的变化。
9．（2022八下·成都期末）以下估测符合实际的是（ ）
A．我们八年级下期物理课本受到的重力约为10N
B．将一枚鸡蛋举高1m做的功约5J
C．一个标准大气压大约能托起10m高的水柱
D．滑轮组的机械效率可以达到100%
【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算；大气压强的存在；机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．八年级下期物理课本的质量约为200g，课本的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
A不符合题意；
B．将一枚鸡蛋举高lm做的功约为W=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×1m=0.5J
B不符合题意；
C．一个标准大气压的数值约1.0×105Pa，大约能托起水柱的高度
C符合题意；
D．使用滑轮组时，总要做一些额外功，故其机械效率不可能达到100%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据常见物体的重力、做功多少、大气压大小、机械效率的理解，结合数据解答。
10．（2022八下·长春期末）关于生活中发生的现象，下列说法正确的是（ ）
A．重力的方向始终是垂直向下的
B．使用筷子夹菜，筷子是省力杠杆
C．用吸管将杯中饮料吸入嘴中是利用了大气压
D．飞机在空中飞行时，其机翼下方空气流速比上方空气流速大
【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系；杠杆的分类
【解析】【解答】A．重力的方向是竖直向下的，A不符合题意；
B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，B不符合题意；
C．用力吸气时，吸管中的气压减小，饮料在大气压的作用下进入嘴里，C符合题意；
D．机翼的形状是“上凸下平”，在相同时间内上方空气通过时的路程大，所以机翼上方的空气流速比机翼下方大（机翼上方的压强小，下方的压强大，存在向上的压强和压力差，这样就产生了作用在机翼上的向上的升力），D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】重力的方向是竖直向下的；动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；吸管在大气压的作用下进入嘴里；流体中，流速大的位置压强小。
11．（2022八下·乐亭期末）如图，在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。下列说法正确的是（ ）
A．运动过程中重物受到三个力的作用
B．运动过程中，拉力做的总功为6J
C．重物受到的摩擦力为0.5N
D．斜面的机械效率为85%
【答案】C
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A．将物体匀速拉到高处的过程中，物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力共4个力的作用，A不符合题意；
B．运动过程中，拉力做的总功为
B不符合题意；
C．运动过程中，拉力做的有用功
克服重物受到的摩擦力做的额外功为
由可得，物体受到的摩擦力为
C符合题意；
D．斜面的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】斜面上，物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力；根据W=Fs，求出总功；根据、及，可求出摩擦力；根据，可求出机械效率。
12．（2022八下·新抚期末）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
【答案】A
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】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
A符合题意；
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
B不符合题意；
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
C不符合题意；
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
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力和绳子移动的距离的乘积计算总功，根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；利用功和时间的比值， 计算功率；根据物体受到的力计算合力。
13．（2022八下·乐亭期末）用如图滑轮组，在绳子的自由端施力，将重物匀速提高1m，重物重30N，每个滑轮重15N。若不计摩擦与绳重，拉力为（ ）
A．10N B．15N C．20N D．25N
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端的拉力大小为
ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据，求出拉力的大小。
14．（2022八下·乐亭期末）如图所示，分别用力F1、F2、F3使杠杆在同一位置保持平衡。已知F1竖直向上，F2与杠杆垂直，F3水平向右，关于这三个力的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．沿F1方向的力最小 B．沿F2方向的力最小
C．沿F3方向的力最小 D．三个力的大小相等
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】如图所示：
阻力和阻力臂的乘积不变，三个方向施力，F2的力臂lOA最长，根据杠杆的平衡条件可知，F2用力最小。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】由杠杆平衡条件知道，动力最小时，必须使动力臂最长，力臂与力垂直。
三、作图题
15．（2022八下·成都期末）我们应养成随手关水龙头的好习惯，如图甲所示的水龙头的手柄可简化为图乙所示的杠杆OA，其中O为支点，关水龙头时F2为手柄受到的阻力，请作出最小动力F1的示意图及其力臂l1。
【答案】解：如图所示：
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】由图乙可知，以O为支点，在F2和其力臂不变情况下，要使动力F1的最小，根据杠杆的平衡条件，F1的力臂最大，如下图所示
【分析】杠杆上最大的力臂是支点到力的作用点的连线，最小的力和最大的力臂 垂直。
16．（2022八下·泰安期末）请画出图中杠杆动力F的力臂l．
【答案】解：如图所示：
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】反向延长F得到动力作用线，从支点O向动力
作用线作垂线段，即为动力F的力臂l，如图
所示：
【分析】力臂与对应的力的作用线垂直。
四、实验探究题
17．（2022八下·呼和浩特期末）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重0.5N。
（1）实验前，需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是 ；
（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂 个钩码才能使杠杆水平平衡；
（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为 N，方向 。
【答案】（1）消除杠杆自重对实验的影响
（2）3
（3）0.6；竖直向下
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）实验前，通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是为了消除杠杆自重对实验的影响；实验过程中通过移动钩码位置或增减钩码调节杠杆水平位置平衡，目的是便于测量力臂。
（2）由杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可得n×0.5N×2l=2×0.5N×3l
解得n=3
即需要在B点挂3个钩码才能使杠杆水平平衡。
（3）在图中C处施加的力F1的方向竖直向下、并使杠杆在水平位置平衡时，力臂OC最长，此时力F1最小，由杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可得F1×5l=2×0.5N×3l
故测力计示数F1=0.6N
【分析】（1）探究杠杆的平衡条件时，水平平衡的杠杆，消除了杠杆的自身重力对实验的影响；
（2）根据杠杆的平衡条件，结合杠杆上已知的力和力臂，计算未知的力；
（3）根据杠杆上的力和力臂，计算拉力大小。
18．（2022八下·锦州期末）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
（1）实验时匀速向上拉动弹簧测力计，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N；
（2）第2次实验时所做的有用功为 J，额外功为 J，滑轮组的机械效率是 ；
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时， ，滑轮组的机械效率越高；
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是____。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
【答案】（1）0.6
（2）0.075；0.045；62.5%
（3）重物越重
（4）B
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）由图中弹簧测力计可以看出分度值为0.1N，由指针指示位置可以读出示数为0.6N。
（2）由表中数据可求所做的有用功W有=Gh=1.5N×0.05m=0.075J
做的总功W总=Fs=0.8N×0.15m=0.12J
则做的额外功W额= W总- W有=0.12J-0.075J=0.045J
滑轮组的机械效率
（3）由表中1、2、3次实验的数据发现，随着重物重力增大，滑轮组的机械效率也增大，所以可得使用同一滑轮组提升重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越高。
（4） A．增大绳重，会增大额外功，使滑轮组的机械效率降低，A不符合题意；
B．减轻动滑轮重，会减小额外功，使滑轮组的机械效率增大，B符合题意；
C．加快物体提升的速度，对有用功和额外功的大小没有影响，所以滑轮组的机械效率不变，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）根据测力计指针位置，测量力的大小；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；总功和有用功的差，计算额外功；
（3）同一滑轮组提升重物时，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高；
（4）增大物体重力或减小动滑轮重力大小，可以提高机械效率。
19．（2022八下·讷河期末）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 钧码重 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 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
（1）实验中应沿竖直方向 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”），因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响；
（3）用丁图所示装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整 ， ；
（4）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，滑轮组的机械效率与绳子股数无关（填实验次数的序号）；
（5）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）；
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： ．
【答案】（1）匀速
（2）不正确；摩擦
（3）0.4；80%
（4）1.2
（5）2、3
（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力的大小；
(2)弹簧测力计静止时，由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，此时读出的测力计示数偏小，从而使测得的机械效率偏大，故此想法不正确；
(3)丁图中，绳子的股数为n=4，绳子自由端移动距离：
s=nh=4×0.1m=0.4m，
滑轮组的机械效率：η====80%；
(4)由表中数据知实验1、2、3中绳子的股数分别为2、3、3；再结合钩码的重力知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时，要控制提升物体的重力相同，只改变绳子的股数，故应比较1、2两次实验数据；
(5)研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时，要控制滑轮个数相同，绳子的股数相同，只改变物体的重力，故应比较2、3两次实验数据；
(6)3、4两次实验对应的是图丙，图丁两装置，发现提升的重物相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
【分析】（1）匀速拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力的大小；
（2）)弹簧测力计静止时，由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，此时读出的测力计示数偏小，从而使测得的机械效率偏大；
（3）根据η==，求出机械效率；
（4）研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时，要控制提升物体的重力相同，只改变绳子的股数；
（5）研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时，要控制滑轮个数相同，绳子的股数相同，只改变物体的重力；
（6）提升的重物相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
五、计算题
20．（2022八下·泰安期末）如图，一个工人站立在水平地面上用滑轮组提升物体，已知物体的重力为480N，人对绳子竖直向下的拉力为200N时，物体匀速上升，此时工人对水平地面的压强为，双脚与地面的接触面积为500cm2，不计绳重和摩擦。求：
（1）动滑轮的重力；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人的重力。
【答案】（1）解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为120N；
（2）解：滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率为80%；
（3）解：由可得，工人对水平地面的压力为
因工人对水平地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力，即，所以，工人的重力为
答：工人的重力为700N。
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强的大小及其计算；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出动滑轮重；
（2）根据公式，可求出机械效率；
（3）根据公式F=pS及G人=F压+F，可求出重力。
21．（2022八下·屯昌期末）用图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s。求：
（1）对物体所做的有用功；
（2）拉力所做的总功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法。
【答案】（1）解：由题意可知，物体的重力为480N，提升了3m，则对物体所做的有用功
对物体所做的有用功为1440J。
答：对物体所做的有用功为1440J
（2）解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数，重物提升了3m，则绳子自由端移动的距离
绳子自由端移动的距离为9m；所用拉力F为200N，拉力所做的总功
拉力所做的总功为1800J。
答：拉力所做的总功为1800J；
（3）解：由（1）解析可知，物体所做的有用功为1440J，拉力所做的总功为1800J，则滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率为80%。
答：滑轮组的机械效率为80%；
（4）解：提升物体的重力可以增大有用功，减小摩擦、减小动滑轮的重力可以减小额外功，这些都可以提高滑轮组的机械效率。
答：提高滑轮组机械效率的方法：增大物体的重力（或减小摩擦、减小动滑轮重力）。
【知识点】机械效率的计算；增大或减小机械效率的方法；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积，计算做功多少；
（2）根据力和距离的乘积计算总功；
（3）有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（4）增大物体的重力或减小动滑轮的重力，可以提高机械效率。
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