第十二章 简单机械 单元复习题（含解析） 2022－2023学年下学期重庆市八年级物理期末试题选编
文档属性
| 名称 | 第十二章 简单机械 单元复习题（含解析） 2022－2023学年下学期重庆市八年级物理期末试题选编 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-27 17:04:51 | ||
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文档简介
第十二章 简单机械 单元复习题
一、单选题
1．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图所示，下列简单机械在使用时可以省力的是（ ）
A． 天平 B． 鱼竿
C． 扫帚 D． 动滑轮
2．（2023下·重庆梁平·八年级统考期末）在探究杠杆平衡条件的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．杠杆的横梁不在水平位置静止时，它不处于平衡状态
B．杠杆的横梁不在水平位置平衡时就进行实验操作，探究不出杠杆的平衡条件
C．杠杆的横梁在水平位置平衡时，动力和阻力的方向必须是竖直向下的
D．杠杆的横梁若能绕水平轴匀速转动时，它处于平衡状态
3．（2023下·重庆永川·八年级统考期末）如图所示，工人师傅用图示的杠杆撬动石头，则此杠杆（ ）
A．费力且费距离 B．费力但省距离
C．省力且省距离 D．省力但费距离
4．（2023下·重庆大足·八年级统考期末）如图展示了几种我国古代劳动人民的智慧成果，其中都涉及到一定的物理知识。对此下列说法中正确的是（ ）
A．火箭点火后产生的气体对火箭的作用力与火箭对气体的作用力是一对平衡力
B．拉开的弓将箭射出的过程中，弓的重力势能转化为箭的动能
C．孔明灯在匀速直线上升的过程中机械能保持不变
D．我国古代最早的“炮”——“抛石机”，它是费力杠杆
5．（2023下·重庆江津·八年级统考期末）如图所示是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（ ）
A．ABC是一个省力杠杆
B．DEO是一个等臂杠杆
C．D处刀刃较薄，可以增大压力
D．杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦
6．（2023下·重庆江津·八年级统考期末）如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A． B． C． D．
7．（2023下·重庆大足·八年级统考期末）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人竖直向上拉动绳子，使货物以的速度匀速上升20s。已知工人体重为600N，货物重为1200N，动滑轮重为300N。不计滑轮组的绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．工人做的有用功为240J
B．工人的拉力为400N
C．拉力的功率为150W
D．工人对水平台面的压力为600N
8．（2023下·重庆合川·八年级统考期末）如图（甲）所示，每个滑轮的质量均为，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，水平桌面粗糙。当物体B的质量为m时，物体B竖直向下运动的图像如图（乙）所示；当用一个水平向左的力（图中未画出）拉物体A时，物体A向左做直线运动的图像如图（丙）所示，，则下列判断正确的是（ ）
A．物体B受到的重力为10N
B．当物体A向左运动时，受到的摩擦力为16N，方向水平向右
C．当物体A向左运动时，拉力F做功的功率为
D．当物体B向下运动5s时，物体B的重力做功为56J
9．（2023下·重庆长寿·八年级统考期末）如图所示，下列各事例中利用动滑轮的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）图所示，用滑轮组将重300N的重物在10s内匀速竖直提升1m，动滑轮重50N，不计绳重、摩擦和空气阻力，则（ ）
A．绳子自由端拉力大小为150N
B．滑轮组的机械效率约为85.7%
C．提升重物的过程中所做的有用功为350J
D．只将重物变成400N时，滑轮组的机械效率不变
11．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图所示的滑轮组悬挂在水平钢架上，小南站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，小南施加拉力F的大小为400N。已知物体A重720N，小北重500N，不计绳重和摩擦，关于该过程下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s B．地面对该工人的支持力为200N
C．动滑轮重80N D．该滑轮组提升物体的机械效率为60%
12．（2023下·重庆南川·八年级统考期末）关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械做功越多，功率就越大
B．机械的功率越大，机械效率就越高
C．减小摩擦，可使机械效率达到
D．机械效率越高，有用功和总功的比值越大
二、填空题
13．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆可绕中点O转动，质量为10kg、边长为10cm的正方体置于水平地面上，并用轻质细线与杠杆左端A处连接。当在杠杆右端B处施加一个F= N的竖直拉力时，杠杆在水平位置平衡，且正方体对地面的压力恰好为零；若保持力F大小和方向不变，将其向左移到OB中点C处时，正方体对地面的压强p= Pa。
14．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）如图是钓鱼竿的简化示意图，手的力作用在A点，绕支点O将钓鱼竿在竖直面内顺时针转动，将鱼拉出水面。钓鱼竿可看作一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。要使钓起鱼时相对更省力一些，钓鱼者两只手之间的距离 OA应 （选填“增大”或“减小”）一些。
15．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）用如图所示的甲、乙、丙、丁四个装置匀速提升同一重物，图中每个滑轮的质量相同，不计绳重和摩擦，最省力的是 装置， 的机械效率最高。
16．（2023下·重庆江津·八年级统考期末）用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A，使物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f=600N，小强所用水平拉力F=250N，小强做的有用功为 J，该装置的机械效率为 （不计绳和滑轮重）。
17．（2023下·重庆南岸·八年级统考期末）小雨同学设计了如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，在轻质杠杆AB的A端悬挂一个质量为2.0kg的空桶，AO:OB=3:1。将质量分布均匀，重为180N的异形工件M通过细线与B端相连，已知M的上下两部分均为正方体，且边长之比为1:2。此时，杠杆在水平位置平衡，且M对地面的压强为3000Pa，不考虑机械的摩擦，此时细线对M的拉力为 N；若在M的下部沿竖直方向截去部分，并将其放入空桶中，使M对地面的压强变为原来的，则截去部分的质量为 kg。
18．（2023下·重庆南川·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆固定在支架上，O为支点。，M是边长10cm的正方体，通过细线和杠杆的A点相连，距O点40cm的C点固定了托盘N，N重为20N，此时M对地面的压强为，则M的重力为 N。现将M从左右沿竖直方向分别切掉相同的体积并放入托盘N中，整个杠杆仍然在原位置保持平衡，此时M对地面的压强变为零，则M剩余部分体积占原总体积的比例为 （用分数表示）。
19．（2023下·重庆江北·八年级统考期末）如图所示，小北为了把重为450N的货物提升到1.5m高的地方，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物，不计绳重和摩擦，甲、乙两种方式中， 可以省力，若乙方式中滑轮组的机械效率为90%，小北所用拉力为 N。
20．（2023下·重庆南岸·八年级统考期末）如图所示，用动滑轮提起重物。若重物为900N，工人用F=500N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4m，则拉力所做的功为 J，此动滑轮机械效率为 。
三、作图题
21．（2023下·重庆大足·八年级统考期末）如图是美式磁吸静音分体门锁，请你画出图中门手柄所受压力F的力臂。
22．（2023下·重庆梁平·八年级统考期末）为了使杠杆平衡，现在A点施加一个拉力F，请画出拉力最小时F的示意图。
23．（2023下·重庆万州·八年级统考期末）如图所示，以笔代线组装成最省力的滑轮组。
四、实验题
24．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）某实验小组通过实验“探究杠杆的平衡条件”。以下是部分实验过程：
（1）将杠杆及支架放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下， 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是 ；
序号 FA/N LA/cm FB/N LB/cm
① 2 3 2 3
② 3 3 3 3
③ 4 3 4 3
（2） 接下来， 如图所示， 在杠杆两侧A、B处挂钩码，使杠杆在水平位置平衡。多次实验，记录数据如上表所示（每个钩码重1 N，杠杆质量不计且刻度分布均匀）。通过数据分析， 认为只有满足 且 杠杆才能平衡。你认为该结论是 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）若在图中杠杆左侧A处再挂2个相同的钩码（即A处共4个钩码），那么应该将右侧B处的2个钩码向右移动 格，杠杆才会在水平位置再次平衡；
（4）如果在图中杠杆左侧 A处用一个弹簧测力计沿虚线方向拉杠杆，替代A 处所挂的2个钩码，并使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 2 N。
25．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图是创新实验小组的同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置，每个钩码重0.5N，均选用轻质杠杆。
实验次数
1 1.0 15 1.5 10
2 1.5 20 2.0 15
3 2.0 10 1.0 20
（1）将中点置于支架上，杠杆静止时右端下沉，应将杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平位置平衡。调平后，进行了三次实验，记录数据如表一，由表中数据可得出初步结论： （选填“=”或“≠”）（和分别表示支点O到和作用点的距离）。
（2）上面的结论是否适用于其他形状的杠杆呢？同学们找来如图乙所示的曲臂杠杆，不挂钩码时调节左端直杆在水平位置平衡，按照图甲的位置挂上与图甲相同的钩码，如图丙所示，发现杠杆不能在图乙位置平衡，说明上面结论 普遍性（选填“具有”或“不具有＂）。移动右侧钩码至图丁位置，杠杆重新恢复平衡，老师提示同学们尝试测量支点到力的作用线的距离l，看看有什么发现。
（3）同学们改变两边钩码数量，移动钩码，使杠杆重新在图乙位置平衡，记录、、和、、；重复以上操作，数据记录如下表：
实验次数
1 2.0 9 9 1.5 13.5 12
2 3.0 10 10 1.5 13.8 12
3 2.5 8 8 2.0 11.5 10
分析数据发现， ， （选填“=”或“≠＂），“支点到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中用物理量 来描述这个距离，比较和，和的大小可知（1）问中把杠杆调到水平位置的目的是便于 。最后同学们通过该实验认识到要得到具有普遍性的结论必须要 。
五、计算题
26．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）如图所示，一辆汽车水平匀速行驶，通过滑轮组将深井中的物体从井底拉至井口， 该过程中，轻绳均始终拉直。已知井深 10 m，物体重，汽车对轻绳的拉力 。物体体积及汽车所受阻力均忽略不计， 求：
（1） 将物体从井底刚好拉到井口过程中，汽车通过的路程；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若物体以1m/s 的速度匀速竖直上升，汽车牵引力的功率。
27．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，物体上升的时间为10s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中动滑轮的重力。
28．（2023下·重庆渝北·八年级统考期末）后疫情期间，为了强健体魄，小明自制了如图的健身器材，坚持锻炼身体。他在A端悬挂质量为10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO∶OB=3∶1，小明自身质量为50kg，始终双脚站在水平地面上，脚与地面总接触面积为400cm2，不计杆的自重。当杆在水平位置平衡时，求：
（1）小明对杆的拉力；
（2）小明对地面的压强。
（3）小明为了加大训练量，在A端挂上了一个更重的重物，他仍然在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置，静止时小明对地面的压强为3500Pa，求A端重物的重力。
29．（2023下·重庆潼南·八年级统考期末）如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
参考答案：
1．D
【详解】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力，也不费力，故A不符合题意；
B．鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．扫帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．用动滑轮提升重物的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A．杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态，杠杆的横梁不在水平位置静止时，它处于平衡状态，故A错误；
B．探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，可以减小杠杆自重对实验的影响，如果不在水平位置平衡，测量时会更加不方便，但并不是探究不出杠杆的平衡条件，故B错误；
C．杠杆在水平位置平衡，如果动力与阻力的方向竖直向下时，则动力臂与阻力臂均在杠杆上，便于力臂的测量，但力臂并非一定要在杠杆上，即动力与阻力不一定必须是竖直向下的，故C错误；
D．杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态，杠杆的横梁若能绕水平轴匀速转动时，它处于平衡状态，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动力小于阻力，即使用的是省力杠杆，省力杠杆省力但是一定费距离。
故选。
4．D
【详解】A．火箭点火后产生的气体对火箭的作用力与火箭对气体的作用力，二力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故A错误；
B．弓被拉弯具有弹性势能，弓在恢复的过程中将箭射出去，弓的弹性势能转化成箭的动能，故B错误；
C．孔明灯匀速直线上升过程中，质量不变，速度不变，高度增大，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C错误；
D．我国古代最早的“炮”——“抛石机”，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，它是费力杠杆，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】A．对于杠杆ABC，支点是B，则动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A正确。
B．对于杠杆DEO，支点是O，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B错误。
C．D处刀刃较薄，是在压力一定时，减小受力面积来增大压强，故C错误；
D．杠杆ABC上有粗糙的花纹，是在压力一定时，增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】由题意可知，滑轮的重和绳的摩擦不计，假设物体与地面的摩擦力为f，第一幅图中滑轮为定滑轮，不省力，则；第二幅图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则，第三幅图中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，使用时费力，则；所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
7．C
【详解】A．由题意得，货物上升的距离
有用功
故A错误；
B．由图可知，承担物重的绳子股数，由于不计滑轮组的绳重和摩擦，则有拉力
故B错误；
C．拉力的功率
故C正确；
D．由于工人拉绳子时处于平衡状态，则有水平台面对工人的支持力
又因为工人对水平台面的压力与水平台面对工人的支持力是相互作用力，则工人对水平台面的压力
故D错误。
故选C。
8．C
【详解】动滑轮的重力
A．由图甲可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，物体B竖直向下运动时，物体A在物体B的作用下在水平桌面上向右匀速运动，则物体A受到水平向左摩擦力f与水平向右的拉力相平衡，则
当用一个水平向左的力拉物体A时，物体A向左做直线运动，由于物体A受到的水平向右的摩擦力f和绳子的拉力作用，由于A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，此时摩擦力方向向右，根据物体A受力平衡可得向左的拉力
所以
故A错误；
B．当物体A向左运动时，受到水平向右的摩擦力，大小为
故B错误；
C．当物体A向左运动时，由图丙可知，物体A在2s内通过的路程，则拉力F做功为
拉力的功率
故C正确；
D．当物体B向下运动时，由图乙可知物体B下降的速度，根据可得下降的高度
则物体B的重力做的功
故D错误。
故选C。
9．D
【详解】ABC．由图可知三图中的滑轮，工作时滑轮的轴都不随物体一起运动，是定滑轮，故ABC不符合题意；
D．由图可知，滑轮工作时，轴会随物体一起运动，是动滑轮，故D符合题意。
故选D。
10．B
【详解】A．考虑到动滑轮的重量，绳子自由端的拉力大小
故A不符合题意；
B．将重物匀速竖直提升1m过程中，所做的有用功
总功
可求得滑轮组的机械效率
故B符合题意；
C．将重物匀速竖直提升1m过程中，所做的有用功
故C不符合题意；
D．增加重物的重量，滑轮组的机械效率会提高，故D不符合题意。
故选B。
11．C
【详解】A．由图知，承担重物绳子的段数n=2，由s=nh和可得，绳端速度
故A错误；
B．工人受到竖直向下的重力G、地面对工人竖直向上的支持力F支、绳子对工人竖直向上的拉力F拉，且
F拉=F=400N
这三个力平衡，所以地面对该工人的支持力
F支=G-F=500N-400N=100N
故B错误；
C．不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮重力
G动=nF-G=2×400N-720N=80N
故C正确；
D．滑轮组提升物体的机械效率
故D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．机械做功越多，所用的时间不明确，功率不一定越大，故A错误；
B．机械的功率越大做功越快，功率反映了物体做功的快慢，机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率与功率大小没有直接关系，故B错误；
C．使用任何机械，都不可避免的会做额外功，减小摩擦，也无法使机械效率都达到，故C错误；
D．机械效率越高，有用功在总功中所占比例越大，即有用功和总功的比值越大，故D正确。
故选D。
13． 100 5000
【详解】[1]O为杠杆的中点，当在B处施加一个竖直拉力F时，该杠杆为等臂杠杆，根据杠杆平衡条件可知，拉力F大小等于正方体所受重力，即
[2]若将力F大小、方向不变地移到C点，右侧力臂减小为原来的一半，根据杠杆平衡条件可知，此时A处拉力当为F的一半，即
正方体对地面的压力
对地面的压强
14． 费力 增大
【详解】[1]由于动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，钓鱼竿为费力杠杆。
[2]在阻力和阻力臂不变的情况下，要减小动力，可以增大动力臂，故可增大OA间的距离。
15． 丙 乙
【详解】[1]假设重物的重力为G，不计绳重和摩擦，甲装置为动滑轮，可以省一半力，即
乙装置为定滑轮，可以改变力的方向，不能省力，即F乙=G；丙装置为滑轮组，n=3，绳子自由端的拉力为
丁装置为滑轮组，n=2，绳子自由端的拉力为
因此最省力的应为丙装置。
[2]不计绳重和摩擦，对重物所做的功为有用功，对滑轮所做的功为额外功，因此根据
甲、丙、丁的机械效率相同，即
乙装置没有额外功，因此η乙=1。所以机械效率最大的是乙装置。
16． 3600 80%
【详解】[1]小强做的有用功
W有＝fsA＝600N×6m＝3600J
[2]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
s＝nsA＝3×6m＝18m
拉力所做的总功
W总＝Fs＝250N×18m＝4500J
该装置的机械效率
17． 60 0.5
【详解】[1]空桶重力为
GA=mg=2kg×10N/kg=20N
细线对杠杆的作用力等于空桶的重力，由杠杆平衡原理可知
OA×GA=OB×FB
细线对M的拉力为
[2]地面对M的支持力为
F支=GM-FB=180N-60N=120N
M对地面的压力与地面对M的支持力是一对相互作用力，大小相等，所以
F压=F支=120N
由可知，M的下部分底面积
则正方体M下半部分的棱长为0.2m，由于M上下两部分皆为正方体，且边长之比为1:2，所以上半部分的棱长为0.1m，则整个正方体M的体积为
V=(0.2m)3+(0.1m)3=9×10-3m3
由G=mg可知，M的质量
M的密度为
设截去部分质量为m切，截去部分的体积
则截去部分的底面积为
则物体M截去一部分后与地面的接触面积为
由题意可知，切割后M对地面的压强
①
由可知，此时M对地面的支持力
②
此时B端绳子的拉力为
FB'=(GM-m切g)-F支'③
由杠杆平衡原理可知
OA×(GA+m切g)=OB×FB'
解得
④
由①②③④解得，截去部分的质量m切=0.5kg。
18．
【详解】[1]N在C点时，由杠杆平衡条件得
即
解得，A点受到的力为
M对地面的压强；物体与地面的接触面积为
由可得物体M对地面的压力
根据物体间力的作用是相互的知，地面对M的支持力为40N，此时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，所以物体M的重力为
[2]现沿竖直方向将M切掉l的宽度两侧分别为宽度并放入托盘N中，切去部分的重力为，物体M的重力为
此时M对地面的压强变为零，物体对地面的压力为0，地面对物体M的支持力为，整个杠杆仍然在原位置保持平衡，根据杠杆的平衡条件知
所以
代入数据得
解得：，则M剩余部分体积占原总体积的比例为
19． 乙 250
【详解】[1]由图中可知，图甲中两个滑轮均为定滑轮，不能省力，图乙中为定滑轮和动滑轮构成的滑轮组，可以省力。
[2]由题意可知，物体的重力为G=450N，物体提升的高度为h=1.5m，故滑轮组所做的有用功为
W有=Gh=450N×1.5m=675J
因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×1.5m=3m
滑轮组的机械效率为η=90%，故可得滑轮组所做的总功为
由W=Fs可得，小北所用拉力为
20． 4000 90%
【详解】[1]由图可知，动滑轮上有两段绳子拉着重物，因为物体移动的距离为4m，所以绳子移动的距离为
根据公式
可知拉力所做的功为
[2]根据题意可知，克服重力做的有用功为
根据机械效率的公式
可知，此动滑轮机械效率为
21．
【详解】首先延长力F的作用线，然后由支点O向F的作用线作垂线，垂线段的长度即为F的力臂L如图所示：
22．
【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，图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，过A点沿垂直于OA向上的方向作出拉力最小时F的示意图，如下图所示：
23．
【详解】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的上挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮向上，如图所示。
24． 水平 便于测量力臂 错误 3 大于
【详解】（1）[1][2]实验中，将杠杆及支架放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下，要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样可以使力臂与杠杆重合，便于测量力臂。
（2）[3]由表格数据可知，只研究了且 的情况，没有研究力和力臂不等的情况，故得出的结论是错误的，正确的杠杆平衡条件是。
（3）[4]设应将B处的2个钩码向右移动n格，一格的长度为，由杠杆的平衡条件，可得
解得，即应将B处的2个钩码向右移动3格。
（4）[5]用一个弹簧测力计代替A处的2个钩码、沿虚线方向拉杠杆时，力臂会变短，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，拉力将增大，故弹簧测力计的示数将大于2N。
25． 左 = 不具有 ≠ = 力臂 测量力臂 多次测量
【详解】（1）[1]杠杆静止时右端下沉，应将杠杆两端的螺母向左调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平位置平衡。
[2]分析表格数据发现
F1s1=1.0N×15cm=1.5N×10cm=F2s2
F1s1=1.5N×20cm=2.0N×15cm=F2s2
F1s1=2.0N×10cm=1.0N×20cm=F2s2
故关系为
F1s1=F2s2
（2）[3]实验二已经证明了在水平位置的杠杆平衡条件，为了使结论更具有普遍性，还需要探究曲臂杠杆任意一端都不在水平位置；“力到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中用力臂的来描述支点到力作用线的距离；最后得出杠杆的平衡条件都是F1l1=F2l2。
（3）[4][5]分析表格数据发现
[6]“支点到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中用物理量力臂来描述这个距离。
[7][8]（1）问中把杠杆调到水平位置的目的是便于测量力臂，最后同学们通过该实验认识到要得到具有普遍性的结论必须要多次测量。
26．（1）30m；（2）；（3）
【详解】解：（1）由题知，汽车通过的路程
（2）从井底到井口过程中，汽车牵引力做功
滑轮组对物体所做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）汽车在单位时间t＝1s内行驶的路程为
汽车牵引力的功率
答：（1）汽车通过的路程为30m；
（2）滑轮组的机械效率为；
（3）汽车牵引力的功率为。
27．（1）0.3m/s；（2）90%；（3）90N
【详解】解：（1）已知，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，由图可知绳子的股数为3，工人拉绳子的速度为
（2）已知，工人拉力F的功率为90W，根据P=Fv可知，拉力为
滑轮组的机械效率为
（3）由
可得动滑轮的重力为
答：（1）工人拉绳子的速度为0.3m/s；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力为90N。
28．（1）300N；（2）5×103Pa：（3）120N
【详解】解：（1）不计杆的自重，小明双脚与地面接触面积
S=400cm2=4×10-2m2
重物的重力为
G物=m物g=10kg×10N/kg=100N
根据杠杆平衡条件可得
G物×AO=FB×BO
小明对杆的拉力为
（2）小明的重力为
G人=m人g=50kg×10N/kg=500N
因力的作用是相互的，则杆对小明的拉力
F拉=FB=300N
此时小明对地面的压力为
F压=F支=G人-F拉=500N-300N=200N
小明对地面的压强为
（3）在A端挂上一个更重的重物时，小明对地面的压力为
F压′=p′S=3500Pa×400×10-4m2=140N
由于物体间力的作用是相互的，所以地面对小明的支持力为
F支′=F压′=140N
杆对小明的拉力为
F拉′=G人-F支′=500N-140N=360N
由于物体间力的作用是相互的，则此时小明对杆的拉力为
FB′=F拉′=360N
根据杠杆平衡条件可得
G物′×AO=FB′×BO
此时重物的重力为
答：（1）小明对杆的拉力为300N；
（2）小明对地面的压强为5×103Pa；
（3）A端重物的重力为120N。
29．（1）90J；（2）10W；（3）90%
【详解】解：（1）物体移动距离为
由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，忽略绳重和滑轮间的摩擦，有
则物体受到的拉力为
对物体A做的有用功为
（2）绳子自由端的移动速度为
结合可得
（3）滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F对物体A做的有用功为90J；
（2）拉力F做功的总功率为10W；
（3）该滑轮组的机械效率为90%。
一、单选题
1．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图所示，下列简单机械在使用时可以省力的是（ ）
A． 天平 B． 鱼竿
C． 扫帚 D． 动滑轮
2．（2023下·重庆梁平·八年级统考期末）在探究杠杆平衡条件的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．杠杆的横梁不在水平位置静止时，它不处于平衡状态
B．杠杆的横梁不在水平位置平衡时就进行实验操作，探究不出杠杆的平衡条件
C．杠杆的横梁在水平位置平衡时，动力和阻力的方向必须是竖直向下的
D．杠杆的横梁若能绕水平轴匀速转动时，它处于平衡状态
3．（2023下·重庆永川·八年级统考期末）如图所示，工人师傅用图示的杠杆撬动石头，则此杠杆（ ）
A．费力且费距离 B．费力但省距离
C．省力且省距离 D．省力但费距离
4．（2023下·重庆大足·八年级统考期末）如图展示了几种我国古代劳动人民的智慧成果，其中都涉及到一定的物理知识。对此下列说法中正确的是（ ）
A．火箭点火后产生的气体对火箭的作用力与火箭对气体的作用力是一对平衡力
B．拉开的弓将箭射出的过程中，弓的重力势能转化为箭的动能
C．孔明灯在匀速直线上升的过程中机械能保持不变
D．我国古代最早的“炮”——“抛石机”，它是费力杠杆
5．（2023下·重庆江津·八年级统考期末）如图所示是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（ ）
A．ABC是一个省力杠杆
B．DEO是一个等臂杠杆
C．D处刀刃较薄，可以增大压力
D．杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦
6．（2023下·重庆江津·八年级统考期末）如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A． B． C． D．
7．（2023下·重庆大足·八年级统考期末）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人竖直向上拉动绳子，使货物以的速度匀速上升20s。已知工人体重为600N，货物重为1200N，动滑轮重为300N。不计滑轮组的绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．工人做的有用功为240J
B．工人的拉力为400N
C．拉力的功率为150W
D．工人对水平台面的压力为600N
8．（2023下·重庆合川·八年级统考期末）如图（甲）所示，每个滑轮的质量均为，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，水平桌面粗糙。当物体B的质量为m时，物体B竖直向下运动的图像如图（乙）所示；当用一个水平向左的力（图中未画出）拉物体A时，物体A向左做直线运动的图像如图（丙）所示，，则下列判断正确的是（ ）
A．物体B受到的重力为10N
B．当物体A向左运动时，受到的摩擦力为16N，方向水平向右
C．当物体A向左运动时，拉力F做功的功率为
D．当物体B向下运动5s时，物体B的重力做功为56J
9．（2023下·重庆长寿·八年级统考期末）如图所示，下列各事例中利用动滑轮的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）图所示，用滑轮组将重300N的重物在10s内匀速竖直提升1m，动滑轮重50N，不计绳重、摩擦和空气阻力，则（ ）
A．绳子自由端拉力大小为150N
B．滑轮组的机械效率约为85.7%
C．提升重物的过程中所做的有用功为350J
D．只将重物变成400N时，滑轮组的机械效率不变
11．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图所示的滑轮组悬挂在水平钢架上，小南站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，小南施加拉力F的大小为400N。已知物体A重720N，小北重500N，不计绳重和摩擦，关于该过程下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s B．地面对该工人的支持力为200N
C．动滑轮重80N D．该滑轮组提升物体的机械效率为60%
12．（2023下·重庆南川·八年级统考期末）关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械做功越多，功率就越大
B．机械的功率越大，机械效率就越高
C．减小摩擦，可使机械效率达到
D．机械效率越高，有用功和总功的比值越大
二、填空题
13．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆可绕中点O转动，质量为10kg、边长为10cm的正方体置于水平地面上，并用轻质细线与杠杆左端A处连接。当在杠杆右端B处施加一个F= N的竖直拉力时，杠杆在水平位置平衡，且正方体对地面的压力恰好为零；若保持力F大小和方向不变，将其向左移到OB中点C处时，正方体对地面的压强p= Pa。
14．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）如图是钓鱼竿的简化示意图，手的力作用在A点，绕支点O将钓鱼竿在竖直面内顺时针转动，将鱼拉出水面。钓鱼竿可看作一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。要使钓起鱼时相对更省力一些，钓鱼者两只手之间的距离 OA应 （选填“增大”或“减小”）一些。
15．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）用如图所示的甲、乙、丙、丁四个装置匀速提升同一重物，图中每个滑轮的质量相同，不计绳重和摩擦，最省力的是 装置， 的机械效率最高。
16．（2023下·重庆江津·八年级统考期末）用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A，使物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f=600N，小强所用水平拉力F=250N，小强做的有用功为 J，该装置的机械效率为 （不计绳和滑轮重）。
17．（2023下·重庆南岸·八年级统考期末）小雨同学设计了如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，在轻质杠杆AB的A端悬挂一个质量为2.0kg的空桶，AO:OB=3:1。将质量分布均匀，重为180N的异形工件M通过细线与B端相连，已知M的上下两部分均为正方体，且边长之比为1:2。此时，杠杆在水平位置平衡，且M对地面的压强为3000Pa，不考虑机械的摩擦，此时细线对M的拉力为 N；若在M的下部沿竖直方向截去部分，并将其放入空桶中，使M对地面的压强变为原来的，则截去部分的质量为 kg。
18．（2023下·重庆南川·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆固定在支架上，O为支点。，M是边长10cm的正方体，通过细线和杠杆的A点相连，距O点40cm的C点固定了托盘N，N重为20N，此时M对地面的压强为，则M的重力为 N。现将M从左右沿竖直方向分别切掉相同的体积并放入托盘N中，整个杠杆仍然在原位置保持平衡，此时M对地面的压强变为零，则M剩余部分体积占原总体积的比例为 （用分数表示）。
19．（2023下·重庆江北·八年级统考期末）如图所示，小北为了把重为450N的货物提升到1.5m高的地方，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物，不计绳重和摩擦，甲、乙两种方式中， 可以省力，若乙方式中滑轮组的机械效率为90%，小北所用拉力为 N。
20．（2023下·重庆南岸·八年级统考期末）如图所示，用动滑轮提起重物。若重物为900N，工人用F=500N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4m，则拉力所做的功为 J，此动滑轮机械效率为 。
三、作图题
21．（2023下·重庆大足·八年级统考期末）如图是美式磁吸静音分体门锁，请你画出图中门手柄所受压力F的力臂。
22．（2023下·重庆梁平·八年级统考期末）为了使杠杆平衡，现在A点施加一个拉力F，请画出拉力最小时F的示意图。
23．（2023下·重庆万州·八年级统考期末）如图所示，以笔代线组装成最省力的滑轮组。
四、实验题
24．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）某实验小组通过实验“探究杠杆的平衡条件”。以下是部分实验过程：
（1）将杠杆及支架放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下， 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是 ；
序号 FA/N LA/cm FB/N LB/cm
① 2 3 2 3
② 3 3 3 3
③ 4 3 4 3
（2） 接下来， 如图所示， 在杠杆两侧A、B处挂钩码，使杠杆在水平位置平衡。多次实验，记录数据如上表所示（每个钩码重1 N，杠杆质量不计且刻度分布均匀）。通过数据分析， 认为只有满足 且 杠杆才能平衡。你认为该结论是 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）若在图中杠杆左侧A处再挂2个相同的钩码（即A处共4个钩码），那么应该将右侧B处的2个钩码向右移动 格，杠杆才会在水平位置再次平衡；
（4）如果在图中杠杆左侧 A处用一个弹簧测力计沿虚线方向拉杠杆，替代A 处所挂的2个钩码，并使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 2 N。
25．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图是创新实验小组的同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置，每个钩码重0.5N，均选用轻质杠杆。
实验次数
1 1.0 15 1.5 10
2 1.5 20 2.0 15
3 2.0 10 1.0 20
（1）将中点置于支架上，杠杆静止时右端下沉，应将杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平位置平衡。调平后，进行了三次实验，记录数据如表一，由表中数据可得出初步结论： （选填“=”或“≠”）（和分别表示支点O到和作用点的距离）。
（2）上面的结论是否适用于其他形状的杠杆呢？同学们找来如图乙所示的曲臂杠杆，不挂钩码时调节左端直杆在水平位置平衡，按照图甲的位置挂上与图甲相同的钩码，如图丙所示，发现杠杆不能在图乙位置平衡，说明上面结论 普遍性（选填“具有”或“不具有＂）。移动右侧钩码至图丁位置，杠杆重新恢复平衡，老师提示同学们尝试测量支点到力的作用线的距离l，看看有什么发现。
（3）同学们改变两边钩码数量，移动钩码，使杠杆重新在图乙位置平衡，记录、、和、、；重复以上操作，数据记录如下表：
实验次数
1 2.0 9 9 1.5 13.5 12
2 3.0 10 10 1.5 13.8 12
3 2.5 8 8 2.0 11.5 10
分析数据发现， ， （选填“=”或“≠＂），“支点到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中用物理量 来描述这个距离，比较和，和的大小可知（1）问中把杠杆调到水平位置的目的是便于 。最后同学们通过该实验认识到要得到具有普遍性的结论必须要 。
五、计算题
26．（2023下·重庆云阳·八年级统考期末）如图所示，一辆汽车水平匀速行驶，通过滑轮组将深井中的物体从井底拉至井口， 该过程中，轻绳均始终拉直。已知井深 10 m，物体重，汽车对轻绳的拉力 。物体体积及汽车所受阻力均忽略不计， 求：
（1） 将物体从井底刚好拉到井口过程中，汽车通过的路程；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若物体以1m/s 的速度匀速竖直上升，汽车牵引力的功率。
27．（2023下·重庆丰都·八年级统考期末）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，物体上升的时间为10s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中动滑轮的重力。
28．（2023下·重庆渝北·八年级统考期末）后疫情期间，为了强健体魄，小明自制了如图的健身器材，坚持锻炼身体。他在A端悬挂质量为10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO∶OB=3∶1，小明自身质量为50kg，始终双脚站在水平地面上，脚与地面总接触面积为400cm2，不计杆的自重。当杆在水平位置平衡时，求：
（1）小明对杆的拉力；
（2）小明对地面的压强。
（3）小明为了加大训练量，在A端挂上了一个更重的重物，他仍然在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置，静止时小明对地面的压强为3500Pa，求A端重物的重力。
29．（2023下·重庆潼南·八年级统考期末）如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
参考答案：
1．D
【详解】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力，也不费力，故A不符合题意；
B．鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．扫帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．用动滑轮提升重物的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A．杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态，杠杆的横梁不在水平位置静止时，它处于平衡状态，故A错误；
B．探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，可以减小杠杆自重对实验的影响，如果不在水平位置平衡，测量时会更加不方便，但并不是探究不出杠杆的平衡条件，故B错误；
C．杠杆在水平位置平衡，如果动力与阻力的方向竖直向下时，则动力臂与阻力臂均在杠杆上，便于力臂的测量，但力臂并非一定要在杠杆上，即动力与阻力不一定必须是竖直向下的，故C错误；
D．杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态，杠杆的横梁若能绕水平轴匀速转动时，它处于平衡状态，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动力小于阻力，即使用的是省力杠杆，省力杠杆省力但是一定费距离。
故选。
4．D
【详解】A．火箭点火后产生的气体对火箭的作用力与火箭对气体的作用力，二力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故A错误；
B．弓被拉弯具有弹性势能，弓在恢复的过程中将箭射出去，弓的弹性势能转化成箭的动能，故B错误；
C．孔明灯匀速直线上升过程中，质量不变，速度不变，高度增大，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C错误；
D．我国古代最早的“炮”——“抛石机”，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，它是费力杠杆，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】A．对于杠杆ABC，支点是B，则动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A正确。
B．对于杠杆DEO，支点是O，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B错误。
C．D处刀刃较薄，是在压力一定时，减小受力面积来增大压强，故C错误；
D．杠杆ABC上有粗糙的花纹，是在压力一定时，增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】由题意可知，滑轮的重和绳的摩擦不计，假设物体与地面的摩擦力为f，第一幅图中滑轮为定滑轮，不省力，则；第二幅图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则，第三幅图中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，使用时费力，则；所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
7．C
【详解】A．由题意得，货物上升的距离
有用功
故A错误；
B．由图可知，承担物重的绳子股数，由于不计滑轮组的绳重和摩擦，则有拉力
故B错误；
C．拉力的功率
故C正确；
D．由于工人拉绳子时处于平衡状态，则有水平台面对工人的支持力
又因为工人对水平台面的压力与水平台面对工人的支持力是相互作用力，则工人对水平台面的压力
故D错误。
故选C。
8．C
【详解】动滑轮的重力
A．由图甲可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，物体B竖直向下运动时，物体A在物体B的作用下在水平桌面上向右匀速运动，则物体A受到水平向左摩擦力f与水平向右的拉力相平衡，则
当用一个水平向左的力拉物体A时，物体A向左做直线运动，由于物体A受到的水平向右的摩擦力f和绳子的拉力作用，由于A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，此时摩擦力方向向右，根据物体A受力平衡可得向左的拉力
所以
故A错误；
B．当物体A向左运动时，受到水平向右的摩擦力，大小为
故B错误；
C．当物体A向左运动时，由图丙可知，物体A在2s内通过的路程，则拉力F做功为
拉力的功率
故C正确；
D．当物体B向下运动时，由图乙可知物体B下降的速度，根据可得下降的高度
则物体B的重力做的功
故D错误。
故选C。
9．D
【详解】ABC．由图可知三图中的滑轮，工作时滑轮的轴都不随物体一起运动，是定滑轮，故ABC不符合题意；
D．由图可知，滑轮工作时，轴会随物体一起运动，是动滑轮，故D符合题意。
故选D。
10．B
【详解】A．考虑到动滑轮的重量，绳子自由端的拉力大小
故A不符合题意；
B．将重物匀速竖直提升1m过程中，所做的有用功
总功
可求得滑轮组的机械效率
故B符合题意；
C．将重物匀速竖直提升1m过程中，所做的有用功
故C不符合题意；
D．增加重物的重量，滑轮组的机械效率会提高，故D不符合题意。
故选B。
11．C
【详解】A．由图知，承担重物绳子的段数n=2，由s=nh和可得，绳端速度
故A错误；
B．工人受到竖直向下的重力G、地面对工人竖直向上的支持力F支、绳子对工人竖直向上的拉力F拉，且
F拉=F=400N
这三个力平衡，所以地面对该工人的支持力
F支=G-F=500N-400N=100N
故B错误；
C．不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮重力
G动=nF-G=2×400N-720N=80N
故C正确；
D．滑轮组提升物体的机械效率
故D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．机械做功越多，所用的时间不明确，功率不一定越大，故A错误；
B．机械的功率越大做功越快，功率反映了物体做功的快慢，机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率与功率大小没有直接关系，故B错误；
C．使用任何机械，都不可避免的会做额外功，减小摩擦，也无法使机械效率都达到，故C错误；
D．机械效率越高，有用功在总功中所占比例越大，即有用功和总功的比值越大，故D正确。
故选D。
13． 100 5000
【详解】[1]O为杠杆的中点，当在B处施加一个竖直拉力F时，该杠杆为等臂杠杆，根据杠杆平衡条件可知，拉力F大小等于正方体所受重力，即
[2]若将力F大小、方向不变地移到C点，右侧力臂减小为原来的一半，根据杠杆平衡条件可知，此时A处拉力当为F的一半，即
正方体对地面的压力
对地面的压强
14． 费力 增大
【详解】[1]由于动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，钓鱼竿为费力杠杆。
[2]在阻力和阻力臂不变的情况下，要减小动力，可以增大动力臂，故可增大OA间的距离。
15． 丙 乙
【详解】[1]假设重物的重力为G，不计绳重和摩擦，甲装置为动滑轮，可以省一半力，即
乙装置为定滑轮，可以改变力的方向，不能省力，即F乙=G；丙装置为滑轮组，n=3，绳子自由端的拉力为
丁装置为滑轮组，n=2，绳子自由端的拉力为
因此最省力的应为丙装置。
[2]不计绳重和摩擦，对重物所做的功为有用功，对滑轮所做的功为额外功，因此根据
甲、丙、丁的机械效率相同，即
乙装置没有额外功，因此η乙=1。所以机械效率最大的是乙装置。
16． 3600 80%
【详解】[1]小强做的有用功
W有＝fsA＝600N×6m＝3600J
[2]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
s＝nsA＝3×6m＝18m
拉力所做的总功
W总＝Fs＝250N×18m＝4500J
该装置的机械效率
17． 60 0.5
【详解】[1]空桶重力为
GA=mg=2kg×10N/kg=20N
细线对杠杆的作用力等于空桶的重力，由杠杆平衡原理可知
OA×GA=OB×FB
细线对M的拉力为
[2]地面对M的支持力为
F支=GM-FB=180N-60N=120N
M对地面的压力与地面对M的支持力是一对相互作用力，大小相等，所以
F压=F支=120N
由可知，M的下部分底面积
则正方体M下半部分的棱长为0.2m，由于M上下两部分皆为正方体，且边长之比为1:2，所以上半部分的棱长为0.1m，则整个正方体M的体积为
V=(0.2m)3+(0.1m)3=9×10-3m3
由G=mg可知，M的质量
M的密度为
设截去部分质量为m切，截去部分的体积
则截去部分的底面积为
则物体M截去一部分后与地面的接触面积为
由题意可知，切割后M对地面的压强
①
由可知，此时M对地面的支持力
②
此时B端绳子的拉力为
FB'=(GM-m切g)-F支'③
由杠杆平衡原理可知
OA×(GA+m切g)=OB×FB'
解得
④
由①②③④解得，截去部分的质量m切=0.5kg。
18．
【详解】[1]N在C点时，由杠杆平衡条件得
即
解得，A点受到的力为
M对地面的压强；物体与地面的接触面积为
由可得物体M对地面的压力
根据物体间力的作用是相互的知，地面对M的支持力为40N，此时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，所以物体M的重力为
[2]现沿竖直方向将M切掉l的宽度两侧分别为宽度并放入托盘N中，切去部分的重力为，物体M的重力为
此时M对地面的压强变为零，物体对地面的压力为0，地面对物体M的支持力为，整个杠杆仍然在原位置保持平衡，根据杠杆的平衡条件知
所以
代入数据得
解得：，则M剩余部分体积占原总体积的比例为
19． 乙 250
【详解】[1]由图中可知，图甲中两个滑轮均为定滑轮，不能省力，图乙中为定滑轮和动滑轮构成的滑轮组，可以省力。
[2]由题意可知，物体的重力为G=450N，物体提升的高度为h=1.5m，故滑轮组所做的有用功为
W有=Gh=450N×1.5m=675J
因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×1.5m=3m
滑轮组的机械效率为η=90%，故可得滑轮组所做的总功为
由W=Fs可得，小北所用拉力为
20． 4000 90%
【详解】[1]由图可知，动滑轮上有两段绳子拉着重物，因为物体移动的距离为4m，所以绳子移动的距离为
根据公式
可知拉力所做的功为
[2]根据题意可知，克服重力做的有用功为
根据机械效率的公式
可知，此动滑轮机械效率为
21．
【详解】首先延长力F的作用线，然后由支点O向F的作用线作垂线，垂线段的长度即为F的力臂L如图所示：
22．
【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，图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，过A点沿垂直于OA向上的方向作出拉力最小时F的示意图，如下图所示：
23．
【详解】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的上挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮向上，如图所示。
24． 水平 便于测量力臂 错误 3 大于
【详解】（1）[1][2]实验中，将杠杆及支架放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下，要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样可以使力臂与杠杆重合，便于测量力臂。
（2）[3]由表格数据可知，只研究了且 的情况，没有研究力和力臂不等的情况，故得出的结论是错误的，正确的杠杆平衡条件是。
（3）[4]设应将B处的2个钩码向右移动n格，一格的长度为，由杠杆的平衡条件，可得
解得，即应将B处的2个钩码向右移动3格。
（4）[5]用一个弹簧测力计代替A处的2个钩码、沿虚线方向拉杠杆时，力臂会变短，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，拉力将增大，故弹簧测力计的示数将大于2N。
25． 左 = 不具有 ≠ = 力臂 测量力臂 多次测量
【详解】（1）[1]杠杆静止时右端下沉，应将杠杆两端的螺母向左调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平位置平衡。
[2]分析表格数据发现
F1s1=1.0N×15cm=1.5N×10cm=F2s2
F1s1=1.5N×20cm=2.0N×15cm=F2s2
F1s1=2.0N×10cm=1.0N×20cm=F2s2
故关系为
F1s1=F2s2
（2）[3]实验二已经证明了在水平位置的杠杆平衡条件，为了使结论更具有普遍性，还需要探究曲臂杠杆任意一端都不在水平位置；“力到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中用力臂的来描述支点到力作用线的距离；最后得出杠杆的平衡条件都是F1l1=F2l2。
（3）[4][5]分析表格数据发现
[6]“支点到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中用物理量力臂来描述这个距离。
[7][8]（1）问中把杠杆调到水平位置的目的是便于测量力臂，最后同学们通过该实验认识到要得到具有普遍性的结论必须要多次测量。
26．（1）30m；（2）；（3）
【详解】解：（1）由题知，汽车通过的路程
（2）从井底到井口过程中，汽车牵引力做功
滑轮组对物体所做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）汽车在单位时间t＝1s内行驶的路程为
汽车牵引力的功率
答：（1）汽车通过的路程为30m；
（2）滑轮组的机械效率为；
（3）汽车牵引力的功率为。
27．（1）0.3m/s；（2）90%；（3）90N
【详解】解：（1）已知，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，由图可知绳子的股数为3，工人拉绳子的速度为
（2）已知，工人拉力F的功率为90W，根据P=Fv可知，拉力为
滑轮组的机械效率为
（3）由
可得动滑轮的重力为
答：（1）工人拉绳子的速度为0.3m/s；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力为90N。
28．（1）300N；（2）5×103Pa：（3）120N
【详解】解：（1）不计杆的自重，小明双脚与地面接触面积
S=400cm2=4×10-2m2
重物的重力为
G物=m物g=10kg×10N/kg=100N
根据杠杆平衡条件可得
G物×AO=FB×BO
小明对杆的拉力为
（2）小明的重力为
G人=m人g=50kg×10N/kg=500N
因力的作用是相互的，则杆对小明的拉力
F拉=FB=300N
此时小明对地面的压力为
F压=F支=G人-F拉=500N-300N=200N
小明对地面的压强为
（3）在A端挂上一个更重的重物时，小明对地面的压力为
F压′=p′S=3500Pa×400×10-4m2=140N
由于物体间力的作用是相互的，所以地面对小明的支持力为
F支′=F压′=140N
杆对小明的拉力为
F拉′=G人-F支′=500N-140N=360N
由于物体间力的作用是相互的，则此时小明对杆的拉力为
FB′=F拉′=360N
根据杠杆平衡条件可得
G物′×AO=FB′×BO
此时重物的重力为
答：（1）小明对杆的拉力为300N；
（2）小明对地面的压强为5×103Pa；
（3）A端重物的重力为120N。
29．（1）90J；（2）10W；（3）90%
【详解】解：（1）物体移动距离为
由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，忽略绳重和滑轮间的摩擦，有
则物体受到的拉力为
对物体A做的有用功为
（2）绳子自由端的移动速度为
结合可得
（3）滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F对物体A做的有用功为90J；
（2）拉力F做功的总功率为10W；
（3）该滑轮组的机械效率为90%。