2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练单元测试卷第十二章 简单机械（较难）
一、选择题
1．（2023八下·贵阳期末）如图轻杆（不计杠杆重力），O为支点，物重为30N，OA：AB=1：2，在竖直向上的拉力作用下始终保持平衡状态。下列说法正确的是（ ）
A．该杠杆与镊子类型相同
B．图甲位置时，拉力大小为15N
C．图甲位置时，若仅增加物重，则拉力的变化量与物重的变化量之比为3：1
D．如图乙保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，拉力不变
2．（2023八下·金安期末）如图所示，为轻质杠杆，端用细线挂一重物，在端分别施加作用力、、时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（ ）
A．最小
B．最大
C．使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功
D．若作用力为，保持与垂直，使重物匀速上升，将逐渐减小
3．（杠杆的应用++++++ 27）如图，一个轻质杠杆挂G1和G2后平衡，下述四种措施中，判断杠杆情况正确的是（ ）
A．使动力和阻力都减小相同大小的力，杠杆B端下沉
B．使动力和阻力都增加相同大小的力，杠杆A端下沉
C．G1和G2同时向支点O移动相同的距离，杠杆B端下沉
D．G1和G2同时向外侧移动相同的距离，杠杆B端下沉
4．（2023八下·宝山期中）如图所示，沙桶通过滑轮与水平桌面上的滑块相连，当沙桶和沙的总重为5N时，滑块水平向左做匀速直线运动，若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．实验中，使用滑轮是为省力
B．当沙桶落地后，受到惯性作用滑块继续向左运动
C．滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力
D．若通过滑块拉动沙桶匀速上升，则施加在滑块上水平向右的拉力为10N
5．（2023八下·夏县期末）如图所示的滑轮组恰处于静止状态。甲物体所受重力为，两个滑轮的质量相等，拉乙物体的绳子所受的拉力为，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．使用滑轮的作用是省力
B．若甲物体上升，则乙物体需要下降
C．滑轮上的挂钩所受拉力为
D．单个滑轮受到的重力为
6．（2023八下·北京市期中）如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的拉力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙，若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则下列判断正确的是（ ）
A．F甲
7．（2021八下·昂昂溪期末）下列关于功、功率和机械效率的说法中正确的是（ ）
A．物体对外做功越多，功率就越大
B．物体做功时功率越大，机械效率越高
C．有力作用在物体上，力—定对物体做功
D．在做功过程中有用功占得比例越大机械效率越高
8．（2019八下·广州期末）如图所示，手用F1的力将物体B匀速提升h，F1做功为300J；若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做功为500J，下列说法错误的是（ ）
A．滑轮组机械效率为60%
B．两个过程物体B均匀速运动，机械能增加
C．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F2做的功有一部分属于额外功
D．F2做功的功率比F1做功的功率大
9．（2022八下·江岸期末）某同学用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，实验数据记录如表乙所示。下列说法错误的是（ ）
实验次数 钩码重 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 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.2 1.9 0.6 70.2%
A．实验时应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高
B．通过第1次和第2次实验数据可初步得出结论：滑轮组的机械效率与重物上升高度无关
C．通过第2次和第3次实验数据可初步得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高
D．3次实验中，滑轮组所做的额外功不变
10．（2023八下·子洲期末） 如图所示，工人们用沿斜面把一箱货物从底端匀速拉到顶端，拉力为，斜面长、高，货物质量为对此，下列说法正确的是取（ ）
A．货物的重力和斜面对货物的支持力是一对平衡力
B．货物受到的摩擦力大小为
C．拉力的功率为
D．斜面的机械效率是
二、填空题
11．（2023八下·南岸期末）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。
12．（2023八下·吉林期末）如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，假设用一始终垂直于水泥板的拉力抬水泥板，在水泥板抬起过程中 选填“变大”、“变小”或“不变”，接着用如图所示的两种方法，欲使其一端抬离地面，则 ；如果两种方法都将水泥板拉至竖直位置，不计空气阻力等因素，两次拉力做功 均选填“”、“”或“”。
13．（2023八下·龙凤期末）如图所示，物体A所受的重力为119N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是28N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是 ，若物体的底面积为200平方厘米，则A物体对地面的压强是 。
14．（2023八下·临潼期末） 如图所示，工人师傅用平行于斜面的推拉力，将质量为的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为，上升的高度为，在此过程斜面的机械效率是，则在斜面上匀速运动过程中推力做的功为 ，物体所受摩擦力为 。若斜面倾斜程度不变，只将斜面长度改为，仍以同样的方式将此木箱匀速推到斜面顶端，此时斜面的机械效率将 。选填“增大”“不变”或“减小”
15．（2023八下·锦江期末）如图所示，是小聪将物体通过斜面匀速推上车的情境。已知物体重为1000N，斜面高h为1.5m，斜面长s为6m，斜面的效率为50%。小聪沿斜面方向的推力为 N；斜面对物体的摩擦力为 N。
16．研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验，如图所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示．拉力F在这过程中做的有用功 J，拉力F在这过程中做总功是 J，该次实验的机械效率是 ，物体受到的摩擦阻力为 N．
三、实验探究题
17．（2023八下·定远期末）“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）把杠杆放在支架上后，在图甲所示的位置静止，这时的杠杆处于 选填“平衡”或“非平衡”状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 选填“左”或“右”调节。
（2）调节好的杠杆如图乙，用弹簧测力计向上拉动杠杆使其水平在位置平衡，此操作的好处是 。
（3）如图丙，当杠杆水平在位置平衡时，与乙图相比弹簧测力计的示数将 选填“变大”“变小”或“不变”。
（4）图丁为小明利用所学知识自制的杆秤自重不计。已知秤砣的质量为，当杠杆水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为、可估算出被测物质量为 ，为提高杆秤的测量范围，提纽应向 移动选填“左”“右”。
18．（2023八下·吉林期末）学习滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成分两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验的部分数据如表格所示。
次数 物体重G/N 提升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 2 10 1.5 20
2 2 10
（1）实验过程中，沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）第一次实验的机械效率为 %。
（3）第二次实验如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 cm。若忽略绳重和摩擦，则第二次实验测得滑轮组的机械效率应 （选填“＞”“＜”或“＝”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。
（4）若想提高此滑轮组的机械效率，以下措施中不可行的是 （选填序号）。
①选用轻质动滑轮
②给滑轮的轴心加润滑油
③增加物体被提升的高度
④增大被提升的物体的重力
19．（2023八下·潘集期末）学习了滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，分别如图甲、乙所示，实验的部分数据如表格所示。
次数 物体重G/N 提升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 2 10 1.5 20
2 2 10 1.0
（1）第一次实验的机械效率为 ；
（2）第二次实验如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 cm，分析比较两次机械效率，发现第二次实验测得滑轮组的机械效率 （选填“大于”“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率；
（3）想提高此滑轮组的机械效率，以下措施中可行的是 （填序号）。
①选用轻质动滑轮
②给滑轮的轴心加润滑油
③增加物体被提升的高度
④增大被提升的物体的重力
四、计算题
20．（2023八下·江门期末）如图所示，用40N的水平拉力F拉滑轮，使物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，若不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦。求：
（1）物体A与地面之间的摩擦力；
（2）5s内拉力F所做的功；
（3）绳子拉物体A的功率。
21．（2018八下·马山期末）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮重300kg，绳重和摩擦不计现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）。
求
（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力。
（2）物体离开水面前拉力F的大小。
（3）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【解答】A.根据图甲可知，动力臂大于阻力臂，因此该杠杆为省力杠杆；而镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，因此它们的类型不同，故A错误；
B.已知物重为30N，图甲位置时，OA：AB=1：2，且动力臂为OB，阻力臂为OA；
由杠杆平衡条件可得：F×OB=G×OA，
F×（1+2）=30N×1；
则拉力：F=10N，故B错误；
C.图甲位置时，原来杠杆平衡，则有F×OB=G×OA①，
若仅增加物重，杠杆再次平衡时，有（F+ΔF）×OB=（G+ΔG）×OA②，
②-①可得：ΔF×OB=ΔG×OA，
那么：；
即拉力的变化量与物重的变化量之比为1：3，故C错误；
D.如图乙，保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，其力臂如图所示：
OB′为动力臂，OA′为阻力臂，阻力不变为G，
因为ΔOA′A∽ΔOB′B，所以OA′：OB′=OA：OB=1：3，
由杠杆平衡条件可得F′×OB′=G×OA′，
F′×3=G×1，
F′×3=30N×1，
解得：F′=10N；
由此可知保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，拉力大小不变，故D正确。
故选D。
【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可求出拉力的大小；
（3）利用杠杆平衡的条件表示出拉力变化量与物重变化量的关系，从而进行判断；
（4）如图乙保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂的阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况。
2．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】AB.由杠杆平衡条件可知力臂最长的力最小，图中力臂为OA时最长，所以F3最小，AB错误；
C.只有动力臂大于阻力臂才是省力杠杆，筷子是费力杠杆，所有机械都不省功，C错误；
D.由杠杆平衡条件可得，当重物匀速上升，力臂LOB减小，保持与垂直，LOA不变，所以F3逐渐减小，D正确。
故选D。
【分析】图中杠杆静止时，力臂为OA时最长，对应的力F3最小；动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，机械都不省功；
重物匀速上升，杠杆仍是平衡状态，满足，根据重物对B点拉力的力臂的变化可以判断F3的变化。
3．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】解：原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为G1和G2，其对应的力臂分别为OA、OB，
根据杠杆的平衡条件可得：G1 OA=G2 OB，由图示可知，OA＜OB．所以：G1＞G2，（1）当将G1和G2同时减小相同的重力时，
则左边（G1﹣△G） OA=G1 OA﹣OA △G，
右边（G2﹣△G） OB=G2 OB﹣OB △G，
因为G1＞G2，OA＜OB．
因此杠杆将向A端倾斜．故A错误；（2）当将G1和G2同时增大相同的重力时，
则左边（G1+△G） OA=G1 OA+OA △G，
右边（G2+△G） OB=G2 OB+OB △G，
因为G1＞G2，OA＜OB．
因此杠杆将向B端倾斜．故B错误；（3）当两物体向支点移动相同的距离，
则左边G1 （OA﹣L）=G1 OA﹣G1 L，
右边G2 （OB﹣L）=G2 OB﹣G2 L，
因为G1＞G2．
因此杠杆将向B端倾斜．故C正确；
D、当G1和G2同时向外侧移动相同的距离，
则左边G1 （OA+L）=G1 OA+G1 L，
右边G2 （OB+L）=G2 OB+G2 L，
因为G1＞G2．
因此杠杆将向A端倾斜．故D错误．
故选C．
【分析】杠杆哪端会向下倾斜取决于力和力臂的乘积，乘积大的下沉，乘积小的会上翘．
4．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.根据图片可知，该滑轮固定不动为定滑轮，可以改变用力方向，不能改变力的大小，故A错误；
B.当沙桶落地后，由于惯性滑块继续向左运动，故B错误；
C.滑块对桌面的压力作用在桌面上，桌面对滑块的支持力作用在滑块上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故C错误；
当滑块向左做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即摩擦力f=G=5N。当滑块向右做匀速直线运动时，它受到向右的拉力F'，向左的摩擦力f和绳子的拉力F，即F'=f+F=5N+5N=10N，故D正确。
故选D。
【分析】（1）固定不动的滑轮为定滑轮，不省力不费力，只能改变力的方向。跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，不能改变用力方向，但是能够省一半的力；
（2）惯性是物体的一种性质，而不是力的作用；
（3）平衡力的特点：大小相等、方向相反，作用在同一物体和同一直线上；
（4）对滑块进行受力分析，根据二力平衡的知识分析计算。
5．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A：滑轮是定滑轮，作用是改变力的方向，A错误；
B：若甲物体上升1m，则乙物体下降的距离为，B错误；
C：滑轮上的挂钩所受拉力为，C错误；
D：以B滑轮为研究对象，由力的平衡得，单个滑轮受到的重力为，D正确。
故选D。
【分析】定滑轮改变力的方向，动滑轮省力；甲乙物体移动的距离关系为；以A滑轮为研究对象，则，以B滑轮为研究对象，则。
6．【答案】C
【知识点】功率的计算；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.甲：动滑轮受到向上的拉力F甲，向下的两个拉力，都等于物体的重力G，还有向下的动滑轮重力。根据平衡力的知识得到：F甲=G动+2G；
乙：动滑轮受到向上的两个拉力F乙，向下的动滑轮重力和物体重力。根据平衡力的知识得到：2F乙=G动+G，解得：；
CD.比较可知，F甲>F乙，故A、B错误；
两个滑轮组都是对物体做有用功，即W有=Gh，那么有用功相等；克服动滑轮重力做额外功，根据W额=G动h可知，则额外功相等。根据W总=W有+W额可知，拉力做的总功相等。根据可知，拉力的功率P甲=P乙，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】对动滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识比较拉力的大小。根据W总=W有+W额比较拉力做功大小，再根据比较拉力做功功率大小。
7．【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A.功率的大小考虑做功多少和时间长短，做功多，不一定功率大，故A错误。
B.做功的功率是做功的快慢，机械效率是有用功占总功的比例，二者无关，故B错误。
C. 有力作用在物体上，在这个力的方向上移动距离，该力才对物体做功，故C错误。
D.在做功过程中，机械效率是有用功占总功的比例，有用功占的比例越大，机械效率越高，故D正确。
故答案为：D
【分析】有力作用在物体上，在这个力的方向上移动距离，该力才对物体做功；功率指做功的快慢，受做功多少和所需时间长短有关；机械效率是有用功占总功的比例。
8．【答案】D
【知识点】功率的计算；机械效率的大小比较；功的计算及应用
【解析】【解答】A．根据题意知道，用F1的力将物体B匀速提升h，F1做的是有用功，即W有=300J，借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做的是总功，即W总=500J，由 知道，滑轮组的机械效率是： ，
A不符合题意；
B．由于两个过程物体B均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，B不符合题意；
C．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F2多做一些功，即额外功，C不符合题意；
D．由 知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成功所用的时间，故无法比较功率的大小，D符合题意．
故答案为：D
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
9．【答案】D
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】A．实验时为了使示数稳定，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，A正确，不符合题意；
B．由表格中数据得，第1次和第2次实验中滑轮组拉动重力相同的钩码移动上升不同的高度，滑轮组的机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与重物上升高度无关，B正确，不不符合题意；
C．由表格中数据得，第2次和第3次实验中滑轮组拉动重力不同的钩码移动上升相同的高度，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率越高，可初步得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高，C正确，不不符合题意；
D.3次实验中，动滑轮的重力相同，动滑轮上升的高度不同，则滑轮组所做的额外功不同，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】实验时为了使示数稳定，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高；滑轮组的机械效率与重物上升高度无关；同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；动滑轮的重力相同，动滑轮上升的高度不同，则滑轮组所做的额外功不同。
10．【答案】C
【知识点】机械效率的计算；斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A.货物的重力和斜面对货物的支持力没在同一直线上，不是平衡力，A错误；
B.有用功为，总功为，额外功为，，所以摩擦力为，B错误；
C.拉力的功率为，C正确；
D.斜面的机械效率是，D错误。
故选C。
【分析】大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上的两个力是一对平衡力；克服摩擦力做功为额外功，由额外功计算摩擦力大小；拉力的功率为总功功率；斜面的机械效率是。
11．【答案】60；0.5
【知识点】重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】(1)由题可知，杠杠A端所受拉了等于空桶重力为：FA=G桶 = mg = 2kg x 10N/kg = 20N，
由杠杆平衡原理可知：OA ×FA=OB×FB，力的作用是相互的，细线对M的拉力等于细线对杠杠B端拉力为：，所以此时细线对M的拉力为：60N；
（2）由M所受力之间的关系可得，地面对M的支持力为：F支= GM -FB =180N - 60N=120N，由于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M对地面的压力为：
F压= F支=120N，由可得，M的底面积为：，
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 x10-3m3，由G =mg可知，M的质量：，M的密度为：，
切去部分的质量为Δm，切去部分体积为ΔV，切去部分的高度为h=0.2m，
由题可知，切去部分的底面积为：，
则物体M切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： ，
由可知，此时M对地面的压力为：，
压力和支持力是一对相互作用力，大小相等，此时地面对物体的支持力为：
①
此时B端绳子的拉力为：
FB'=(GM -Δmg)-F支②
由杠杆平衡原理可知：
0A x (GA+ Δmg) = OB×FB'，
解得：③
由①②③解得：
【分析】(1)根据G= mg求空桶的重力，根据杠杆平衡条件求出细线对M的拉力；
(2)根据力的作用是相互的和力的平衡条件求M对水平地面的压力，根据M对地面的压强根据压强公式可以求出M的底面积，根据正方形的面积公式求出M下部分的边长，进而求出上部分的边长，再根据体积公式求出M的体积，根据G = mg求出M的质量，根据密度公式求出M的密度；根据M对地面的压强变为原来的 ，求出切割后M对地面的压强；根据密度公式和体积公式表示出剩余部分的底面积，根据压强公式：p=FS表示出对地面的压力，根据力的平衡条件表示出M受到的拉力，根据杠杆平衡条件列出方程求出切下部分的质量。
12．【答案】变小；=；＞
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；功的计算及应用
【解析】【解答】垂直于水泥板的拉力抬水泥板，在水泥板抬起过程中的力臂不变，水泥板重力的力臂变小，由可知拉力F将变小；甲，乙两种方法中的力臂都是水泥板重力的力臂的二倍，即，所以；拉力做的功等于克服水泥板重力做的功，所以，，则。
【分析】由杠杆平衡条件判断拉力F的变化；甲，乙两种方法中的力臂都是水泥板重力的力臂的二倍，由杠杆平衡条件可以判断两种情况施加的拉力大小相等；拉力做的功等于克服水泥板重力做的功，图甲中重心上升的高度比图乙中大，所以图甲中拉力做的功多。
13．【答案】9N；5.5×103Pa
【知识点】压强的大小及其计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）动滑轮保持静止状态，它受到测力计竖直向上的拉力F，竖直向下的绳子的拉力F拉和动滑轮的重力，根据平衡力的条件得到：F=G动+2F拉，即：28N=10N+2F拉，解得：F拉=9N。物体B在空中静止，则它的重力等于绳子上的拉力，即GB=F拉=9N。
（2）物体A对地面的压力压=GA-F拉=119N-9N=110N，
则A对地面的压强：。
【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识分析计算；
（2）首先根据F压=GA-F拉计算物体A对地面的压力，再根据计算A对地面的压强。
14．【答案】3000；60；不变
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）工人师傅做的有用功为：W有=Gh=80kg×10N/kg×3m=2400J，
在斜面上匀速运动过程中推做的功为：；
摩擦力所做的功为额外功，额外功为：W额=W总-W有=3000J-2400J=600J，
则摩擦力为：；
（2）斜面的机械效率与斜面的倾斜角度有关，若斜面倾斜程度不变，以同样的方式将此木箱匀速拉到斜面顶端，此时斜面的机械效率不变。
【分析】（1）根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据计算推力做的总功，根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力；
（2）根据影响斜面机械效率的因素分析。
15．【答案】500；250
【知识点】斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】推力做的有用功为W有=Gh=1000N X 1.5m=1500J，
根据，可得推力做的总功为：，
根据W总=FS，可得小聪沿斜面方向的推力为：；
推力做的额外功为：W额=W总-W有=3000J-1500J=1500J，
根据W额=fS，可得斜面对物体的摩擦力为：。
【分析】由题意根据W有=Gh可求出有用功，
根据的推导式可求出推力做的总功，
根据W总=FS的推导式可求出推力；
由W额=W总-W有求出额外功，再根据W额=fS可求出斜面对物体的摩擦力。
16．【答案】0.8；1.2；67%；0.5
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，示数为1.5N．
（2）由表中实验数据可知：
①有用功W有用=Gh=2N×0.4m=0.8J；求出
②总功W总=Fs=1.5N×0.8m=1.2J；
③机械效率为：
④由W总=W有用+W额外得，W额外=W总﹣W有用=1.2J﹣0.8J=0.4J．
由W额外=fs得，摩擦阻力
故答案为：0.8；1.2；67%；0.5．
【分析】（1）由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数．
（2）由W有用求出有用功，由W总=Fs求出总功，应用效率公式求出机械效率，W额外=fs得f=摩擦阻力．
17．【答案】（1）平衡；左
（2）便于测量力臂
（3）变大
（4）2.5；左
【知识点】平衡状态的判断；杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；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）1.图甲所示的杠杆是静止的，所以此时的杠杆处于平衡状态；
2.甲图杠杆的左端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向上翘的左端调节。
（2）1.杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂。
(3)1.与图乙相比，图丙中动力臂变短，根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越短，动力越大。
（4）1.秤纽处O为支点，杠杆水平静止，根据杠杆平衡条件，，即，代入数据： ，所以G物=2.5kg；
2.自制杆秤水平平衡，，秤砣的重力不变，要提高杆秤的测量范围，即要增大物体的重力，比值变大，所以比值也要变大，所以应该将提纽向左移动。
【分析】（1）1.杠杆静止或匀速转动，杠杆都处于平衡状态；
2.为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向上翘一端移动。
（2）1.杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂。
（3）1.根据杠杆平衡条件：动力 x 动力臂=阻力 x 阻力臂，阻力和阻力臂不变时，动力臂变短，动力变大。
（4）1.已知秤砣的质量和两力臂的大小，根据杠杆平衡的条件即可求出物体的质量；
2.提高杆秤的测量范围就是使被称量的物体质量变大，但秤砣的质量不变，根据杠杆平衡的条件可分析力臂的变化，即可得出提纽（支点）的移动方向。
18．【答案】（1）匀速
（2）66.7%
（3）30；＝
（4）③
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）实验过程中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
（2）根据表格可知，第一次实验的机械效率为：；
（3）①根据乙图可知，承担重力的绳子段数n=3，则第二次测力计移动的距离为：s=nh=10cm×3=30cm。
②根据图片可知，第一次和第二次的动滑轮重力和物体重力相等，根据可知，滑轮组的机械效率相等。
（4）根据可知，减小动滑轮的重力，增大物体的重力，都可以增大机械效率，而滑轮组的机械效率与提升的高度大小无关，故①、④正确不合题意，③错误符合题意；
给轴心加润滑油可以减小摩擦，从而减小额外功，可以提高机械效率，故③错误符合题意。
故选③。
【分析】（1）当竖直向上匀速拉动测力计时，此时测力计的示数等于绳子上的拉力；
（2）根据计算滑轮组的机械效率；
（3）①根据乙图确定承担重力的绳子段数n，再根据s=nh计算测力计移动的距离；
②根据比较机械效率的大小。
（4）减小额外功，增大有用功，可以增大机械效率，据此分析判断。
19．【答案】（1）66.7%
（2）30；等于
（3）①②④
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）第一次实验的机械效率为：；
（2）根据乙图可知，承担重力的绳子段数n=3，
则此时弹簧测力计移动的距离s=nh=10cm×3=30cm。
此时滑轮组的机械效率；
比较可知，第二次滑轮组的机械效率等于第一次实验测出滑轮组的机械效率。
（3）根据可知，增大有用功，减小额外功，可以增大滑轮组的机械效率。
①选用轻质动滑轮，减小额外功，故①符合题意；
②给滑轮的轴心加润滑油，减小摩擦而减小额外功，故②符合题意；
③增加物体被提升的高度，与滑轮组的机械效率无关，故③不合题意；
④增大被提升的物体的重力，增大有用功，故④符合题意。
故选①②④。
【分析】（1）根据计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定承担重力的绳子段数n，再根据s=nh计算弹簧测力计移动的距离。再根据计算滑轮组的机械效率，然后进行比较即可。
（3）根据分析判断。
20．【答案】（1）解： 由图可知，滑轮为动滑轮，拉力F作用在轴上，绳子拉力为F′＝F＝×40N＝20N，
物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力、地面对A向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以地面对A的摩擦力为f＝F′＝20N；
答：物体A与地面之间的摩擦力为20N；
（2）解：因为动力作用在轴心上，所以此时滑轮移动的速度是物体A移动速度的一半，即vF＝vA＝×0.2m/s＝0.1m/s，
5s内拉力F移动的距离为：s＝vFt＝0.1m/s×5s＝0.5m，
拉力F所做的功为：W＝Fs＝40N×0.5m＝20J；
答：5s内拉力F所做的功为20J；
（3）解：绳子拉物体A的功率为：。
答：绳子拉物体A的功率为4W。
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）由图可知绳子拉力等于地面对A的摩擦力，由动滑轮特点得；
（2）由动滑轮特点可知滑轮移动的速度是物体A移动速度的一半，即。由s=vt求出拉力移动的距离，由W=Fs求出拉力做的功；
（3）由P=Fv求出绳子拉物体A的功率，拉力大小等于摩擦力大小。
21．【答案】（1）解：物体完全浸没在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8000N；
（2）解：拉物体的绳子所受的拉力：
F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=2×103kg×10N/kg﹣8000N=1.2×104N，
由图可知，n=3，
绳重及摩擦不计时，钢丝绳拉力F的大小：
F= （F拉+G动）= （F拉+m动g）= ×（1.2×104N+300kg×10N/kg）=5000N；
（3）解：滑轮组的机械效率：
η= = = = = ×100%=80%。
【知识点】阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出受到的浮力；
（2）拉物体的绳子所受的拉力等于物体的重力减去受到的浮力，绳重及摩擦不计，根据F=
（F拉+G动）求出钢丝绳拉力F的大小；
（3）根据η=
求出滑轮组的机械效率.
1 / 12023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练单元测试卷第十二章 简单机械（较难）
一、选择题
1．（2023八下·贵阳期末）如图轻杆（不计杠杆重力），O为支点，物重为30N，OA：AB=1：2，在竖直向上的拉力作用下始终保持平衡状态。下列说法正确的是（ ）
A．该杠杆与镊子类型相同
B．图甲位置时，拉力大小为15N
C．图甲位置时，若仅增加物重，则拉力的变化量与物重的变化量之比为3：1
D．如图乙保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，拉力不变
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【解答】A.根据图甲可知，动力臂大于阻力臂，因此该杠杆为省力杠杆；而镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，因此它们的类型不同，故A错误；
B.已知物重为30N，图甲位置时，OA：AB=1：2，且动力臂为OB，阻力臂为OA；
由杠杆平衡条件可得：F×OB=G×OA，
F×（1+2）=30N×1；
则拉力：F=10N，故B错误；
C.图甲位置时，原来杠杆平衡，则有F×OB=G×OA①，
若仅增加物重，杠杆再次平衡时，有（F+ΔF）×OB=（G+ΔG）×OA②，
②-①可得：ΔF×OB=ΔG×OA，
那么：；
即拉力的变化量与物重的变化量之比为1：3，故C错误；
D.如图乙，保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，其力臂如图所示：
OB′为动力臂，OA′为阻力臂，阻力不变为G，
因为ΔOA′A∽ΔOB′B，所以OA′：OB′=OA：OB=1：3，
由杠杆平衡条件可得F′×OB′=G×OA′，
F′×3=G×1，
F′×3=30N×1，
解得：F′=10N；
由此可知保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，拉力大小不变，故D正确。
故选D。
【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可求出拉力的大小；
（3）利用杠杆平衡的条件表示出拉力变化量与物重变化量的关系，从而进行判断；
（4）如图乙保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂的阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况。
2．（2023八下·金安期末）如图所示，为轻质杠杆，端用细线挂一重物，在端分别施加作用力、、时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（ ）
A．最小
B．最大
C．使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功
D．若作用力为，保持与垂直，使重物匀速上升，将逐渐减小
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】AB.由杠杆平衡条件可知力臂最长的力最小，图中力臂为OA时最长，所以F3最小，AB错误；
C.只有动力臂大于阻力臂才是省力杠杆，筷子是费力杠杆，所有机械都不省功，C错误；
D.由杠杆平衡条件可得，当重物匀速上升，力臂LOB减小，保持与垂直，LOA不变，所以F3逐渐减小，D正确。
故选D。
【分析】图中杠杆静止时，力臂为OA时最长，对应的力F3最小；动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，机械都不省功；
重物匀速上升，杠杆仍是平衡状态，满足，根据重物对B点拉力的力臂的变化可以判断F3的变化。
3．（杠杆的应用++++++ 27）如图，一个轻质杠杆挂G1和G2后平衡，下述四种措施中，判断杠杆情况正确的是（ ）
A．使动力和阻力都减小相同大小的力，杠杆B端下沉
B．使动力和阻力都增加相同大小的力，杠杆A端下沉
C．G1和G2同时向支点O移动相同的距离，杠杆B端下沉
D．G1和G2同时向外侧移动相同的距离，杠杆B端下沉
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】解：原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为G1和G2，其对应的力臂分别为OA、OB，
根据杠杆的平衡条件可得：G1 OA=G2 OB，由图示可知，OA＜OB．所以：G1＞G2，（1）当将G1和G2同时减小相同的重力时，
则左边（G1﹣△G） OA=G1 OA﹣OA △G，
右边（G2﹣△G） OB=G2 OB﹣OB △G，
因为G1＞G2，OA＜OB．
因此杠杆将向A端倾斜．故A错误；（2）当将G1和G2同时增大相同的重力时，
则左边（G1+△G） OA=G1 OA+OA △G，
右边（G2+△G） OB=G2 OB+OB △G，
因为G1＞G2，OA＜OB．
因此杠杆将向B端倾斜．故B错误；（3）当两物体向支点移动相同的距离，
则左边G1 （OA﹣L）=G1 OA﹣G1 L，
右边G2 （OB﹣L）=G2 OB﹣G2 L，
因为G1＞G2．
因此杠杆将向B端倾斜．故C正确；
D、当G1和G2同时向外侧移动相同的距离，
则左边G1 （OA+L）=G1 OA+G1 L，
右边G2 （OB+L）=G2 OB+G2 L，
因为G1＞G2．
因此杠杆将向A端倾斜．故D错误．
故选C．
【分析】杠杆哪端会向下倾斜取决于力和力臂的乘积，乘积大的下沉，乘积小的会上翘．
4．（2023八下·宝山期中）如图所示，沙桶通过滑轮与水平桌面上的滑块相连，当沙桶和沙的总重为5N时，滑块水平向左做匀速直线运动，若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．实验中，使用滑轮是为省力
B．当沙桶落地后，受到惯性作用滑块继续向左运动
C．滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力
D．若通过滑块拉动沙桶匀速上升，则施加在滑块上水平向右的拉力为10N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.根据图片可知，该滑轮固定不动为定滑轮，可以改变用力方向，不能改变力的大小，故A错误；
B.当沙桶落地后，由于惯性滑块继续向左运动，故B错误；
C.滑块对桌面的压力作用在桌面上，桌面对滑块的支持力作用在滑块上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故C错误；
当滑块向左做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即摩擦力f=G=5N。当滑块向右做匀速直线运动时，它受到向右的拉力F'，向左的摩擦力f和绳子的拉力F，即F'=f+F=5N+5N=10N，故D正确。
故选D。
【分析】（1）固定不动的滑轮为定滑轮，不省力不费力，只能改变力的方向。跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，不能改变用力方向，但是能够省一半的力；
（2）惯性是物体的一种性质，而不是力的作用；
（3）平衡力的特点：大小相等、方向相反，作用在同一物体和同一直线上；
（4）对滑块进行受力分析，根据二力平衡的知识分析计算。
5．（2023八下·夏县期末）如图所示的滑轮组恰处于静止状态。甲物体所受重力为，两个滑轮的质量相等，拉乙物体的绳子所受的拉力为，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．使用滑轮的作用是省力
B．若甲物体上升，则乙物体需要下降
C．滑轮上的挂钩所受拉力为
D．单个滑轮受到的重力为
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A：滑轮是定滑轮，作用是改变力的方向，A错误；
B：若甲物体上升1m，则乙物体下降的距离为，B错误；
C：滑轮上的挂钩所受拉力为，C错误；
D：以B滑轮为研究对象，由力的平衡得，单个滑轮受到的重力为，D正确。
故选D。
【分析】定滑轮改变力的方向，动滑轮省力；甲乙物体移动的距离关系为；以A滑轮为研究对象，则，以B滑轮为研究对象，则。
6．（2023八下·北京市期中）如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的拉力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙，若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则下列判断正确的是（ ）
A．F甲【答案】C
【知识点】功率的计算；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.甲：动滑轮受到向上的拉力F甲，向下的两个拉力，都等于物体的重力G，还有向下的动滑轮重力。根据平衡力的知识得到：F甲=G动+2G；
乙：动滑轮受到向上的两个拉力F乙，向下的动滑轮重力和物体重力。根据平衡力的知识得到：2F乙=G动+G，解得：；
CD.比较可知，F甲>F乙，故A、B错误；
两个滑轮组都是对物体做有用功，即W有=Gh，那么有用功相等；克服动滑轮重力做额外功，根据W额=G动h可知，则额外功相等。根据W总=W有+W额可知，拉力做的总功相等。根据可知，拉力的功率P甲=P乙，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】对动滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识比较拉力的大小。根据W总=W有+W额比较拉力做功大小，再根据比较拉力做功功率大小。
7．（2021八下·昂昂溪期末）下列关于功、功率和机械效率的说法中正确的是（ ）
A．物体对外做功越多，功率就越大
B．物体做功时功率越大，机械效率越高
C．有力作用在物体上，力—定对物体做功
D．在做功过程中有用功占得比例越大机械效率越高
【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A.功率的大小考虑做功多少和时间长短，做功多，不一定功率大，故A错误。
B.做功的功率是做功的快慢，机械效率是有用功占总功的比例，二者无关，故B错误。
C. 有力作用在物体上，在这个力的方向上移动距离，该力才对物体做功，故C错误。
D.在做功过程中，机械效率是有用功占总功的比例，有用功占的比例越大，机械效率越高，故D正确。
故答案为：D
【分析】有力作用在物体上，在这个力的方向上移动距离，该力才对物体做功；功率指做功的快慢，受做功多少和所需时间长短有关；机械效率是有用功占总功的比例。
8．（2019八下·广州期末）如图所示，手用F1的力将物体B匀速提升h，F1做功为300J；若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做功为500J，下列说法错误的是（ ）
A．滑轮组机械效率为60%
B．两个过程物体B均匀速运动，机械能增加
C．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F2做的功有一部分属于额外功
D．F2做功的功率比F1做功的功率大
【答案】D
【知识点】功率的计算；机械效率的大小比较；功的计算及应用
【解析】【解答】A．根据题意知道，用F1的力将物体B匀速提升h，F1做的是有用功，即W有=300J，借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做的是总功，即W总=500J，由 知道，滑轮组的机械效率是： ，
A不符合题意；
B．由于两个过程物体B均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，B不符合题意；
C．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F2多做一些功，即额外功，C不符合题意；
D．由 知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成功所用的时间，故无法比较功率的大小，D符合题意．
故答案为：D
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
9．（2022八下·江岸期末）某同学用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，实验数据记录如表乙所示。下列说法错误的是（ ）
实验次数 钩码重 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 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.2 1.9 0.6 70.2%
A．实验时应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高
B．通过第1次和第2次实验数据可初步得出结论：滑轮组的机械效率与重物上升高度无关
C．通过第2次和第3次实验数据可初步得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高
D．3次实验中，滑轮组所做的额外功不变
【答案】D
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】A．实验时为了使示数稳定，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，A正确，不符合题意；
B．由表格中数据得，第1次和第2次实验中滑轮组拉动重力相同的钩码移动上升不同的高度，滑轮组的机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与重物上升高度无关，B正确，不不符合题意；
C．由表格中数据得，第2次和第3次实验中滑轮组拉动重力不同的钩码移动上升相同的高度，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率越高，可初步得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高，C正确，不不符合题意；
D.3次实验中，动滑轮的重力相同，动滑轮上升的高度不同，则滑轮组所做的额外功不同，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】实验时为了使示数稳定，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高；滑轮组的机械效率与重物上升高度无关；同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；动滑轮的重力相同，动滑轮上升的高度不同，则滑轮组所做的额外功不同。
10．（2023八下·子洲期末） 如图所示，工人们用沿斜面把一箱货物从底端匀速拉到顶端，拉力为，斜面长、高，货物质量为对此，下列说法正确的是取（ ）
A．货物的重力和斜面对货物的支持力是一对平衡力
B．货物受到的摩擦力大小为
C．拉力的功率为
D．斜面的机械效率是
【答案】C
【知识点】机械效率的计算；斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A.货物的重力和斜面对货物的支持力没在同一直线上，不是平衡力，A错误；
B.有用功为，总功为，额外功为，，所以摩擦力为，B错误；
C.拉力的功率为，C正确；
D.斜面的机械效率是，D错误。
故选C。
【分析】大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上的两个力是一对平衡力；克服摩擦力做功为额外功，由额外功计算摩擦力大小；拉力的功率为总功功率；斜面的机械效率是。
二、填空题
11．（2023八下·南岸期末）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。
【答案】60；0.5
【知识点】重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】(1)由题可知，杠杠A端所受拉了等于空桶重力为：FA=G桶 = mg = 2kg x 10N/kg = 20N，
由杠杆平衡原理可知：OA ×FA=OB×FB，力的作用是相互的，细线对M的拉力等于细线对杠杠B端拉力为：，所以此时细线对M的拉力为：60N；
（2）由M所受力之间的关系可得，地面对M的支持力为：F支= GM -FB =180N - 60N=120N，由于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M对地面的压力为：
F压= F支=120N，由可得，M的底面积为：，
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 x10-3m3，由G =mg可知，M的质量：，M的密度为：，
切去部分的质量为Δm，切去部分体积为ΔV，切去部分的高度为h=0.2m，
由题可知，切去部分的底面积为：，
则物体M切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： ，
由可知，此时M对地面的压力为：，
压力和支持力是一对相互作用力，大小相等，此时地面对物体的支持力为：
①
此时B端绳子的拉力为：
FB'=(GM -Δmg)-F支②
由杠杆平衡原理可知：
0A x (GA+ Δmg) = OB×FB'，
解得：③
由①②③解得：
【分析】(1)根据G= mg求空桶的重力，根据杠杆平衡条件求出细线对M的拉力；
(2)根据力的作用是相互的和力的平衡条件求M对水平地面的压力，根据M对地面的压强根据压强公式可以求出M的底面积，根据正方形的面积公式求出M下部分的边长，进而求出上部分的边长，再根据体积公式求出M的体积，根据G = mg求出M的质量，根据密度公式求出M的密度；根据M对地面的压强变为原来的 ，求出切割后M对地面的压强；根据密度公式和体积公式表示出剩余部分的底面积，根据压强公式：p=FS表示出对地面的压力，根据力的平衡条件表示出M受到的拉力，根据杠杆平衡条件列出方程求出切下部分的质量。
12．（2023八下·吉林期末）如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，假设用一始终垂直于水泥板的拉力抬水泥板，在水泥板抬起过程中 选填“变大”、“变小”或“不变”，接着用如图所示的两种方法，欲使其一端抬离地面，则 ；如果两种方法都将水泥板拉至竖直位置，不计空气阻力等因素，两次拉力做功 均选填“”、“”或“”。
【答案】变小；=；＞
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；功的计算及应用
【解析】【解答】垂直于水泥板的拉力抬水泥板，在水泥板抬起过程中的力臂不变，水泥板重力的力臂变小，由可知拉力F将变小；甲，乙两种方法中的力臂都是水泥板重力的力臂的二倍，即，所以；拉力做的功等于克服水泥板重力做的功，所以，，则。
【分析】由杠杆平衡条件判断拉力F的变化；甲，乙两种方法中的力臂都是水泥板重力的力臂的二倍，由杠杆平衡条件可以判断两种情况施加的拉力大小相等；拉力做的功等于克服水泥板重力做的功，图甲中重心上升的高度比图乙中大，所以图甲中拉力做的功多。
13．（2023八下·龙凤期末）如图所示，物体A所受的重力为119N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是28N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是 ，若物体的底面积为200平方厘米，则A物体对地面的压强是 。
【答案】9N；5.5×103Pa
【知识点】压强的大小及其计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）动滑轮保持静止状态，它受到测力计竖直向上的拉力F，竖直向下的绳子的拉力F拉和动滑轮的重力，根据平衡力的条件得到：F=G动+2F拉，即：28N=10N+2F拉，解得：F拉=9N。物体B在空中静止，则它的重力等于绳子上的拉力，即GB=F拉=9N。
（2）物体A对地面的压力压=GA-F拉=119N-9N=110N，
则A对地面的压强：。
【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识分析计算；
（2）首先根据F压=GA-F拉计算物体A对地面的压力，再根据计算A对地面的压强。
14．（2023八下·临潼期末） 如图所示，工人师傅用平行于斜面的推拉力，将质量为的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为，上升的高度为，在此过程斜面的机械效率是，则在斜面上匀速运动过程中推力做的功为 ，物体所受摩擦力为 。若斜面倾斜程度不变，只将斜面长度改为，仍以同样的方式将此木箱匀速推到斜面顶端，此时斜面的机械效率将 。选填“增大”“不变”或“减小”
【答案】3000；60；不变
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）工人师傅做的有用功为：W有=Gh=80kg×10N/kg×3m=2400J，
在斜面上匀速运动过程中推做的功为：；
摩擦力所做的功为额外功，额外功为：W额=W总-W有=3000J-2400J=600J，
则摩擦力为：；
（2）斜面的机械效率与斜面的倾斜角度有关，若斜面倾斜程度不变，以同样的方式将此木箱匀速拉到斜面顶端，此时斜面的机械效率不变。
【分析】（1）根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据计算推力做的总功，根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力；
（2）根据影响斜面机械效率的因素分析。
15．（2023八下·锦江期末）如图所示，是小聪将物体通过斜面匀速推上车的情境。已知物体重为1000N，斜面高h为1.5m，斜面长s为6m，斜面的效率为50%。小聪沿斜面方向的推力为 N；斜面对物体的摩擦力为 N。
【答案】500；250
【知识点】斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】推力做的有用功为W有=Gh=1000N X 1.5m=1500J，
根据，可得推力做的总功为：，
根据W总=FS，可得小聪沿斜面方向的推力为：；
推力做的额外功为：W额=W总-W有=3000J-1500J=1500J，
根据W额=fS，可得斜面对物体的摩擦力为：。
【分析】由题意根据W有=Gh可求出有用功，
根据的推导式可求出推力做的总功，
根据W总=FS的推导式可求出推力；
由W额=W总-W有求出额外功，再根据W额=fS可求出斜面对物体的摩擦力。
16．研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验，如图所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示．拉力F在这过程中做的有用功 J，拉力F在这过程中做总功是 J，该次实验的机械效率是 ，物体受到的摩擦阻力为 N．
【答案】0.8；1.2；67%；0.5
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，示数为1.5N．
（2）由表中实验数据可知：
①有用功W有用=Gh=2N×0.4m=0.8J；求出
②总功W总=Fs=1.5N×0.8m=1.2J；
③机械效率为：
④由W总=W有用+W额外得，W额外=W总﹣W有用=1.2J﹣0.8J=0.4J．
由W额外=fs得，摩擦阻力
故答案为：0.8；1.2；67%；0.5．
【分析】（1）由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数．
（2）由W有用求出有用功，由W总=Fs求出总功，应用效率公式求出机械效率，W额外=fs得f=摩擦阻力．
三、实验探究题
17．（2023八下·定远期末）“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）把杠杆放在支架上后，在图甲所示的位置静止，这时的杠杆处于 选填“平衡”或“非平衡”状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 选填“左”或“右”调节。
（2）调节好的杠杆如图乙，用弹簧测力计向上拉动杠杆使其水平在位置平衡，此操作的好处是 。
（3）如图丙，当杠杆水平在位置平衡时，与乙图相比弹簧测力计的示数将 选填“变大”“变小”或“不变”。
（4）图丁为小明利用所学知识自制的杆秤自重不计。已知秤砣的质量为，当杠杆水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为、可估算出被测物质量为 ，为提高杆秤的测量范围，提纽应向 移动选填“左”“右”。
【答案】（1）平衡；左
（2）便于测量力臂
（3）变大
（4）2.5；左
【知识点】平衡状态的判断；杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；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）1.图甲所示的杠杆是静止的，所以此时的杠杆处于平衡状态；
2.甲图杠杆的左端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向上翘的左端调节。
（2）1.杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂。
(3)1.与图乙相比，图丙中动力臂变短，根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越短，动力越大。
（4）1.秤纽处O为支点，杠杆水平静止，根据杠杆平衡条件，，即，代入数据： ，所以G物=2.5kg；
2.自制杆秤水平平衡，，秤砣的重力不变，要提高杆秤的测量范围，即要增大物体的重力，比值变大，所以比值也要变大，所以应该将提纽向左移动。
【分析】（1）1.杠杆静止或匀速转动，杠杆都处于平衡状态；
2.为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向上翘一端移动。
（2）1.杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂。
（3）1.根据杠杆平衡条件：动力 x 动力臂=阻力 x 阻力臂，阻力和阻力臂不变时，动力臂变短，动力变大。
（4）1.已知秤砣的质量和两力臂的大小，根据杠杆平衡的条件即可求出物体的质量；
2.提高杆秤的测量范围就是使被称量的物体质量变大，但秤砣的质量不变，根据杠杆平衡的条件可分析力臂的变化，即可得出提纽（支点）的移动方向。
18．（2023八下·吉林期末）学习滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成分两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验的部分数据如表格所示。
次数 物体重G/N 提升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 2 10 1.5 20
2 2 10
（1）实验过程中，沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）第一次实验的机械效率为 %。
（3）第二次实验如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 cm。若忽略绳重和摩擦，则第二次实验测得滑轮组的机械效率应 （选填“＞”“＜”或“＝”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。
（4）若想提高此滑轮组的机械效率，以下措施中不可行的是 （选填序号）。
①选用轻质动滑轮
②给滑轮的轴心加润滑油
③增加物体被提升的高度
④增大被提升的物体的重力
【答案】（1）匀速
（2）66.7%
（3）30；＝
（4）③
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）实验过程中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
（2）根据表格可知，第一次实验的机械效率为：；
（3）①根据乙图可知，承担重力的绳子段数n=3，则第二次测力计移动的距离为：s=nh=10cm×3=30cm。
②根据图片可知，第一次和第二次的动滑轮重力和物体重力相等，根据可知，滑轮组的机械效率相等。
（4）根据可知，减小动滑轮的重力，增大物体的重力，都可以增大机械效率，而滑轮组的机械效率与提升的高度大小无关，故①、④正确不合题意，③错误符合题意；
给轴心加润滑油可以减小摩擦，从而减小额外功，可以提高机械效率，故③错误符合题意。
故选③。
【分析】（1）当竖直向上匀速拉动测力计时，此时测力计的示数等于绳子上的拉力；
（2）根据计算滑轮组的机械效率；
（3）①根据乙图确定承担重力的绳子段数n，再根据s=nh计算测力计移动的距离；
②根据比较机械效率的大小。
（4）减小额外功，增大有用功，可以增大机械效率，据此分析判断。
19．（2023八下·潘集期末）学习了滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，分别如图甲、乙所示，实验的部分数据如表格所示。
次数 物体重G/N 提升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 2 10 1.5 20
2 2 10 1.0
（1）第一次实验的机械效率为 ；
（2）第二次实验如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 cm，分析比较两次机械效率，发现第二次实验测得滑轮组的机械效率 （选填“大于”“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率；
（3）想提高此滑轮组的机械效率，以下措施中可行的是 （填序号）。
①选用轻质动滑轮
②给滑轮的轴心加润滑油
③增加物体被提升的高度
④增大被提升的物体的重力
【答案】（1）66.7%
（2）30；等于
（3）①②④
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）第一次实验的机械效率为：；
（2）根据乙图可知，承担重力的绳子段数n=3，
则此时弹簧测力计移动的距离s=nh=10cm×3=30cm。
此时滑轮组的机械效率；
比较可知，第二次滑轮组的机械效率等于第一次实验测出滑轮组的机械效率。
（3）根据可知，增大有用功，减小额外功，可以增大滑轮组的机械效率。
①选用轻质动滑轮，减小额外功，故①符合题意；
②给滑轮的轴心加润滑油，减小摩擦而减小额外功，故②符合题意；
③增加物体被提升的高度，与滑轮组的机械效率无关，故③不合题意；
④增大被提升的物体的重力，增大有用功，故④符合题意。
故选①②④。
【分析】（1）根据计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定承担重力的绳子段数n，再根据s=nh计算弹簧测力计移动的距离。再根据计算滑轮组的机械效率，然后进行比较即可。
（3）根据分析判断。
四、计算题
20．（2023八下·江门期末）如图所示，用40N的水平拉力F拉滑轮，使物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，若不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦。求：
（1）物体A与地面之间的摩擦力；
（2）5s内拉力F所做的功；
（3）绳子拉物体A的功率。
【答案】（1）解： 由图可知，滑轮为动滑轮，拉力F作用在轴上，绳子拉力为F′＝F＝×40N＝20N，
物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力、地面对A向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以地面对A的摩擦力为f＝F′＝20N；
答：物体A与地面之间的摩擦力为20N；
（2）解：因为动力作用在轴心上，所以此时滑轮移动的速度是物体A移动速度的一半，即vF＝vA＝×0.2m/s＝0.1m/s，
5s内拉力F移动的距离为：s＝vFt＝0.1m/s×5s＝0.5m，
拉力F所做的功为：W＝Fs＝40N×0.5m＝20J；
答：5s内拉力F所做的功为20J；
（3）解：绳子拉物体A的功率为：。
答：绳子拉物体A的功率为4W。
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）由图可知绳子拉力等于地面对A的摩擦力，由动滑轮特点得；
（2）由动滑轮特点可知滑轮移动的速度是物体A移动速度的一半，即。由s=vt求出拉力移动的距离，由W=Fs求出拉力做的功；
（3）由P=Fv求出绳子拉物体A的功率，拉力大小等于摩擦力大小。
21．（2018八下·马山期末）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮重300kg，绳重和摩擦不计现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）。
求
（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力。
（2）物体离开水面前拉力F的大小。
（3）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。
【答案】（1）解：物体完全浸没在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8000N；
（2）解：拉物体的绳子所受的拉力：
F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=2×103kg×10N/kg﹣8000N=1.2×104N，
由图可知，n=3，
绳重及摩擦不计时，钢丝绳拉力F的大小：
F= （F拉+G动）= （F拉+m动g）= ×（1.2×104N+300kg×10N/kg）=5000N；
（3）解：滑轮组的机械效率：
η= = = = = ×100%=80%。
【知识点】阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出受到的浮力；
（2）拉物体的绳子所受的拉力等于物体的重力减去受到的浮力，绳重及摩擦不计，根据F=
（F拉+G动）求出钢丝绳拉力F的大小；
（3）根据η=
求出滑轮组的机械效率.
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