人教版物理八年级下册期末考点复习学案——第十二章 简单机械
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| 名称 | 人教版物理八年级下册期末考点复习学案——第十二章 简单机械 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-28 22:32:30 | ||
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文档简介
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八年级物理（下）期末考点复习学案（人教版）
第十二章 简单机械
一、
1.物理观念：
（1）认识杠杆，知道关于杠杆的五要素(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂)会画力臂；理解杠杆的平衡条件，并会相关计算；知道生活中杠杆的一些应用，能对杠杆分类。
（2）在制作简易杆秤的过程中，加深对杠杆五要素的理解，知道“小小秤砣压千斤”的道理；了解简易杆秤的原理和使用方法。
（3）知道滑轮的概念，能区分不同滑轮的工作特点。
（4）结合实例分析什么是有用功、额外功和总功；理解机械效率，会用公式进行简单的计算；通过实验能说出提高机械效率的方法。
2. 科学思维：
（1）经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的方法；通过观察和实验，了解杠杆的结构，具有一定的观察能力、分析和概括能力。
（2）学生通过运用杠杆平衡条件推导验证杆秤的刻度是均匀的。
（3）经历滑轮概念的建立过程，提升从复杂物理现象中归纳简单物理规律的思维。
（4）通过观察、分析和讨论，理解额外功产生的原因，知道机械效率η<1。
3. 科学探究：
（1）科经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象，寻找数据间的规律，从中归纳出实验结论的一般方法。
（2）利用杠杆的平衡条件制作简易杆秤，使用简易杆秤称量不同物体的质量。
（3）通过实验探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点。
（4）测量滑轮组的机械效率，掌握实验方法和技巧；学习运用控制变量法进行探究实验，培养科学思维和实验能力。
4．科学态度与责任：
（1）关心社会生产、生活，保持对自然现象的好奇心，并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
（2）能够客观评价自已的作品以及自己在制作简易杆秤过程中的表现，并进行思考和改进；通过制作杆秤了解中国优秀的传统文化，以及古代科技文明的发展，增强文化自信和民族自豪感。
（3）通过对生活实例进行分析计算，感悟物理与生活的紧密联系，养成交流合作的习惯。
（4）知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。
二、
三、
易错点1 杠杆的分类
典例1：盘子夹是厨房常见的工具，如图所示。为了防止烫手，常用盘子夹夹取盘子。使用盘子夹（ ）
A．省力但费距离 B．省力且省距离
C．费力但省距离 D．费力且费距离
【错解】选A，理由：使用时，手与盘子夹接触的位置为支点，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
【析错】结合图片和生活经验，判断盘子夹在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，支点确定错误，误认为阻力臂小于动力臂，是省力杠杆。
【正解】选C，理由：如图，在使用盘子夹时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但能省距离；
故选：C
易错点2 功的计算
典例2：用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节（支点O）转动，如图所示，请在图中画出动力F1的力臂L1 和阻力F2的示意图。
【错解】如图。理由：
【析错】动力作用点到支点的距离就是动力臂。
【正解】如图，理由：球读图可知，用手提起重物时，是桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，肘关节为支点O；肱二头肌对桡骨的拉力沿肱二头肌收缩向上方向；从O点作阻力F1的垂线段，就是阻力F1的力臂L1，如图所示：
易错点3 滑轮组的特点
典例3：用如图所示的滑轮组提升重为500N的物体A，滑轮组的绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动6m,物体A被竖直匀速提升2m,用时20s,滑轮组的额外功是200J。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A上升的速度是0.3m/s
B．滑轮组的机械效率小于90%
C．动滑轮所受的重力为100N
D．拉力F的功率为50W
【错解】D，理由：拉力在这个过程中做的有用功为1000J，做功时间为20S，根据功率的计算公式可以计算得出其功率为50W。
【析错】计算时拉力做的功应该是总功而不是有用功，误认为拉力做的功是1000J。
【正解】B，理由：
易易错点4 滑轮、滑轮组机械效率的计算
典例4：如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg,牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s,汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（ ）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．汽车受到的摩擦力为150N
C．汽车牵引力在4s内做的功为8×103J
D．汽车牵引力的功率为6000W
【错解】C。理由：汽车在牵引力的作用下以0.5m/s的速度前进了4S，运动的距离为2m，根据公式W=FS进行计算可得。
【析错】计算时将汽车运动的速度与重物上升速度误认为相等。而汽车运动的速度与滑轮组自由端移动速度相等，是重物上升速度的三倍为1.5m/s。
【正解】D，理由：
三、
知识点一：功
1．力学里所说的功包括两个必要因素：
一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2．力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=FS。
3．功的单位：焦耳，1J=1N·m。
4．应用功的公式注意：
①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中S一定是在力F的方向上通过的距离，强调对应。
③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米）单位搞混。
知识点二： 功率
1．定义：做的功与做这些功所用时间的比值叫功率。
2．物理意义：表示做功快慢的物理量。
3．公式：
4．单位：瓦特 W 1J/s=1w
知识点三：功的原理
1．内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即使用任何机械都不省功。
2．说明：
①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
知识点四：动能及影响物体动能大小的因素
1.定义：物体由于运动而能够做功所具有的能叫动能
2.影响动能大小的因素：运动的物体，速度越大，质量越大，其动能越大。
3.探究影响动能大小因素的实验应用的方法有：控制变量法、转换法（把动能的大小转换成观察物块被推动距离的远近）
知识点五：势能及影响势能大小的因素
1.势能：重力势能、弹性势能
2.重力势能：物体由于被举高而能够做功所具有的能叫重力势能
①影响重力势能的因素：被举高的物体质量越大，高度越高，其重力势能越大
②一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高的质量一定的物体重力势能在增大，位置降低的质量一定的物体重力势能在减小，高度不变的质量一定的物体重力势能不变。
3.弹性势能：物体由于发生弹性形变而能够做功所具有的能叫弹性势能
①影响弹性势能的因素：发生弹性形变的物体，形变程度越大，其弹性势能越大
②对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大，弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。
知识点六：机械能与其他形式的能之间的转化
1.能的种类：能的种类很多，如：机械能、热能、电能、太阳能、核能、风能、水能、化石能………
2.机械能可转化为电能，如：水力发电、风力发电
3.机械能可转化为热能，如：相互搓手时，双手的温度会升高，这是机械能转化为热能
4.机械能守恒定律：如果物体只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。
知识点一：杠杆
典例1：（（2025 长春二模）2024年6月10日的端午当天，长春市龙舟公开赛在长春市伊通河工业轨迹公园河道举行！如图所示，选手在鼓点的号令下，利用船桨有节奏地向后划水，龙舟快速前进，奋力冲过终点。
（1）船头鼓手敲击的力越大，鼓声的 就越大。
（2）运动员手中划动的船桨可看作一个 杠杆。
（3）船桨往后划水，龙舟能前进，说明物体间力的作用是 。
（4）思思赞叹划行的龙舟“快似飞鱼”，则他选择的参照物是 ；某参赛队用时1min40s完成了500m的赛程，其平均速度为 m/s。
【考查方向】杠杆的分类；响度与振幅、距离发声体的关系；参照物的选择；平均速度；力的相互性．
【名师点睛】（1）响度和发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大；
（2）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
（3）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（4）运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的；
根据v=求出其平均速度。
【答案】（1）响度；（2）费力；（3）相互的；（4）河岸；5。
【解析】（1）船头鼓手敲击的力越大，鼓面的振幅变大，则响度变大；
（2）船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
（3）船桨往后划水，给水一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，因此水会给船一个向前的力，使船前进；
（4）龙舟相对于河岸的位置在发生变化，是运动的，因此他选择的参照物是河岸；
其平均速度为：
v===5m/s。
故答案为：（1）响度；（2）费力；（3）相互的；（4）河岸；5。
典例2：（2025 合肥二模）小林了解了港珠澳大桥（图甲）是世界上最长的跨海大桥后，制作了一个简化了结构的大桥模型（图乙）。已知模型中桥面（可绕O点转动的细杆OA）的重力G=5N，拉索（绳子AB）与桥面夹角为30°，不计绳重与摩擦，要使OA保持水平静止，绳子拉力F的大小为 N。
【考查方向】杠杆的平衡条件的计算。
【名师点睛】力臂是从支点到力的作用线的距离，过支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂；根据杠杆平衡条件结合数学知识求解。
【答案】5。
【解析】图中OA可绕O点转动，在力的作用下如果能绕着一固定点转动的硬棒就叫杠杆，所以桥面OA实质是杠杆。OA保持与桥面水平时，此时拉力F为动力，由于拉力方向与OA成30度角，所以动力臂为OA长的二分之一，阻力为杠杆OA的重力，阻力臂为OA长的二分之一，即动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，根据杠杆平衡原理可知，细线对OA的拉力F等于重力5N。故答案为：5。
知识点二：杠杆的平衡条件
典例3：（2025 崂山区二模）某同学用一根筷子做秤杆，纸盘做秤盘，用细线系住的20g钩码做秤砣，制作了一个杆秤。秤盘中不放物体时提起提纽，调节秤砣的位置使秤杆水平平衡，此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g,如图所示。借助一个100g的砝码确定刻度线的位置，下列做法正确的是（ ）
A．秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，标记100g位置
B．正确标记100g位置后，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为1g
C．换用40g的秤砣，该杆秤的量程会增大
D．要增大该杆秤的量程，可使秤盘位置不动，将提纽向左移动，并重新标记刻度
【考查方向】杠杆的平衡条件的应用。
【名师点睛】（1）根据杠杆平衡条件判断；（2）在100g位置所示的质量为物体的质量，在0和100g之间均分10等分，据此分析分度值；（3）由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可判断。（4）左边的力和力臂、右边的力一定时，要使杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件分析解答。
【答案】ACD。
【解析】A、根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，可知，秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，此时对应的刻度是100g,故A正确；
B、当秤盘放100g物体、秤砣移到100g位置点时，秤杆再次水平平衡，则在100g位置所示的质量为物体的质量，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为：m0=10g,故B错误；
C、若换用40g的秤砣，在左右力臂不变时，秤砣的拉力变大，则物体的拉力变大，物体的质量变大，故量程变大，故C正确。
D、如果向左移动提纽，会使左端的力臂变小，在秤砣质量不变的情况下，右端的力和最大的力臂的乘积保持不变时，左侧的物体的重力要增大，故可以增大量程，故D正确。
故选：ACD
知识点三：滑轮组
典例4：（2025 周村区一模）如图所示为铁路输电线的牵引装置原理图，采用坠砣牵引来自动补偿输电线的张紧，以此保障列车电极与输电线的接触。钢绳通过滑轮组悬挂配重为6000N的坠砣，输电线的一端P点与B滑轮相连被张紧。若某段时间内坠砣竖直上升了10cm,不计滑轮和钢绳自重、摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．B滑轮是定滑轮
B．A滑轮是动滑轮
C．输电线P端受到的拉力为3000N
D．输电线P点向右移动了5cm
【考查方向】滑轮组的中的相关计算；定滑轮与动滑轮的判断。
【名师点睛】（1）使用过程中，固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的是动滑轮；（2）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，可得G=FP，据此求输电线P端受到的拉力大小；（3）根据h=nsP求出输电线P端向左移动的距离。
【答案】D。
【解析】：AB、由图可知，A滑轮固定不动，是定滑轮；B滑轮随输电线一起移动，是动滑轮，故AB错误；
C、由图可知，n=2，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，根据G=FP可知，输电线P端受到的拉力为：
FP=nG砣=2×6000N=1.2×104N，故C错误；
D、根据h=nsP可知，输电线P端向左移动的距离为：
sP===5cm,故D正确。
故选：D。
知识点四：动能和势能
典例5：（2025 青羊区）如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为4000N的物体M在水平地面向右匀速移动了4m,电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为F=250N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（ ）
A．电动卷扬机对物体M的功率为320J
B．滑轮组的机械效率为88.9%
C．克服绳重和摩擦做的功为200J
D．电动卷扬机消耗的电能为1600J
【考查方向】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功的简单计算；功率的计算。
【名师点睛】。
【解析】
【答案】C。
知识点五：机械效率
典例6：（2025 南昌一模）如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，忽略绳重和摩擦，下列方法中能改变滑轮组的机械效率的是（ ）
A．拉力F的方向由竖直向右偏
B．增大提升重物的速度
C．增大被提升的重物质量
D．改变绕绳的方式
【考查方向】提高滑轮组的机械效率。
【名师点睛】（
【答案】C。
【解析】
一．选择题（共10小题，满分20分，每小题2分）
1．物理与日常生活、工程实践密切相关，下列分析正确的是（ ）
A．自行车安装滚珠轴承是通过减小压力来减小摩擦力
B．我们使用的筷子属于省力杠杆
C．绕地球做圆周运动的人造卫星，运动状态没有改变
D．用吸管吸取饮料的过程中利用了大气压强
2．如图所示，汉代画像砖上描绘了“泗水取鼎”的画面。两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。下列说法正确的是（ ）
A．使用的是定滑轮，可以省力
B．使用的是定滑轮，可以改变力的方向
C．使用的是动滑轮，可以省力
D．使用的是动滑轮，可以改变力的方向
3．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为1m/s，弹簧测力计的示数为10N，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．物体所受地面的摩擦力为5N
B．使用该动滑轮的目的是为了省力
C．水平拉力F的功率20W
D．物体A的运动速度为0.5m/s
4．如图甲为施工时常见独轮车，独轮车的支架刚好离地时可抽象成如图乙所示的水平杠杆模型，支点在O点，车身和砖头的重心在A点，手对车竖直向上的力F作用在B点，OA长为0.4m，AB长为0.8m。已知车身和砖头的总重为1200N，下列说法正确的是（ ）
①为了抬起车更省力一些，手抓握的位置可以离支点远一些
②独轮车的支架刚好离地时，竖直向上的力F＝400N
③车上装入不同数量的砖头，抬起时竖直向上的力总是车身和砖头总重力的一半
④上坡前建筑工人加快速度是为了增大惯性
A．①③ B．①② C．①②④ D．①③④
5．如图所示的是力学的四个实验情景图，下列描述正确的是（ ）
A．甲图中木块随小车一起向前匀速运动，当小车突然刹车时，木块受到惯性的作用会向前倾
B．乙图中杠杆均匀，若将左端的3个钩码向左移动少许，杠杆能够平衡
C．丙图中盐水均匀，鸡蛋悬浮于A处，当再往杯中加盐并搅匀后，鸡蛋会上浮到B处静止
D．丁图中当向玻璃管中吹风时，A管中的水面会下降，B管中的水面会上升
6．如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是（ ）
A．0～10s内，箱子做加速运动 B．0～10s内，箱子所受摩擦力为600N
C．10～20s内，箱子的速度是0.4m/s D．10～20s内，推力F的功率为100W
7．用同一动滑轮分别将重力为G1＝2N和G2＝6N的重物匀速提升相同高度，已知提升G1时动滑轮机械效率η1＝80%，提升G2时动滑轮机械效率η2＝90%。则两种情况下，动滑轮的额外功之比约为（ ）
A．3：4 B．4：3 C．4：5 D．5：4
8．用一个动滑轮在10s内将一重为200N的物体匀速向上提起2m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（ ）
A．66.7%；50W B．66.7%；60W C．75%；50W D．75%；60W
9．如图所示，小伟同学通过斜面用平行于斜面的F＝200N的推力，将一个物体从斜面底端推到1m高的平台上，斜面的机械效率为75%。若用平行于斜面的F1＝300N的推力将同一物体从斜面底端推到1m高的平台上，斜面的机械效率为（ ）（不计空气阻力）
A．50% B．60% C．90% D．45%
10．建筑工地上，工人用滑轮组将质量相同的水泥板吊往高处。不计绳重和摩擦，同时吊起若干块水泥板时，滑轮组的机械效率为60%。再少吊起一块水泥板时，滑轮组的机械效率为50%。若要使滑轮组的机械效率达到75%，则需要同时吊起的水泥板的块数为（ ）
A．5块 B．6块 C．7块 D．8块
二．多选题（共4小题，各2分，共8分）
11．如图所示，小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中，第一次拉力为F1，第二次拉力为F2，物体都被匀速向上提起。已知物体重力为G物。若不计滑轮摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ）
A．F2G物 B．F2（G物+G动）
C．F1的力臂为OA D．F1＜F2
12．某同学用一根筷子做秤杆，纸盘做秤盘，用细线系住的20g钩码做秤砣，制作了一个杆秤。秤盘中不放物体时提起提纽，调节秤砣的位置使秤杆水平平衡，此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g，如图所示。借助一个100g的砝码确定刻度线的位置，下列做法正确的是（ ）
A．秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，标记100g位置
B．正确标记100g位置后，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为1g
C．换用40g的秤砣，该杆秤的量程会增大
D．要增大该杆秤的量程，可使秤盘位置不动，将提纽向左移动，并重新标记刻度
13．如图甲是根据塔吊抽象出来的物理模型，配重可以在AO之间水平移动，起吊重物的滑轮组也可以在OB之间水平移动。图乙是滑轮组的局部放大图。将重为500N的重物竖直匀速提升10m用时20s，滑轮组自由端绳子的拉力F为300N，若不计绳重及摩擦，以下说法正确的是（ ）
A．拉力F的功率为300W
B．滑轮组的机械效率为60%
C．重物水平移动过程中，滑轮组对重物的拉力不做功
D．当所吊重物向B端移动时，配重应适当远离O点
14．建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人用升降机在6s的时间内，将3袋水泥从地面吊上四楼，每袋水泥的质量为30kg。电动机牵引绳子的拉力F﹣t及水泥运动的v﹣t图分别如图乙和丙所示，每个滑轮所受的重力均为30N。g取10N/kg，每层楼层高为3m，下面说法正确的是（ ）
A．水泥匀速上升时，拉力F做功的功率为2040W
B．水泥匀速上升过程，滑轮组对水泥做功为8100J
C．滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率约为88.2%
D．滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功为720J
三．填空题（共3小题，每空2分，共16分）
15．赣剧是江西省地方戏曲剧种之一，如图甲所示，某赣剧演员在水平舞台上站立不动时，她受到的重力与舞台对她的支持力是一对 ，其中重力的方向是 。端午节时，同学们外出游玩。购买饮料时，售货员用启瓶器开启饮料瓶的情景如图乙所示。启瓶器在正常使用时，属于 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。开启后的瓶盖中间出现了凹陷，说明力可以使物体发生 。
16．如图所示的电梯模型中B是 滑轮，电梯标有“载荷800kg”说明乘员的总重力不能超过 N。（g取10N/kg）
17．去年微山县在进行雨污分离工程中，挖掘机发挥了重要的作用。挖掘机在运送砂土过程中，装有1.5×104N砂土的铲斗用4s以2.5m/s的平均速度从最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将砂土卸到汽车上。则此过程挖掘机铲斗对砂土做功为 ；如果挖掘机在上述过程中的平均功率为40kW，则挖掘机的机械效率为 。
四．作图题（共3小题，各3分，共9分）
18．如图，轻质杠杆的A点挂一重物M，O为杠杆的支点，请标出杠杆平衡时施加的最小动力F1及重物M对杠杆拉力的力臂L2。
19．按下列要求作图。如图是用螺丝刀撬开桶盖的示意图，请在图中画出动力F1的力臂；
20．如图所示，站在地面上的小华要借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法。
五．实验探究题（共3小题，共20分）
21．（6分）学科实践小组同学利用简易支架、金属螺母、两个相同的塑料量杯设计了如图所示的液体密度计，其使用步骤如下：，g取10N/kg。
①在支架两端悬挂螺母，左右移动螺母使支架在水平位置平衡。
②将两个量杯对称挂于简易支架两侧使支架在水平位置平衡。
③在左侧量杯中倒100mL待测液体，在右侧量杯中加水至支架水平平衡后，即可将右侧量杯上的体积刻度转化成所测液体密度刻度。
（1）悬挂量杯前支架左端下沉，则可将左端螺母向 （左/右）调节，直到横杆在水平位置平衡，对称挂上量杯注入液体后横杆水平平衡，此时左右两侧的液体 相等。
（2）对液体密度计的右侧量杯进行密度标定后，密度值 （上小下大/上大下小）。
（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是多少？（通过计算说明）
（4）若在左侧加注待测液体时不慎超过100mL，将导致测量值 （＞/＜）真实值。依据下表指标，对该液体密度计进行评价，应评为 。（待改进/良好/优秀）
等级 待改进 良好 优秀
刻度分布 无规律 有规律但不均匀 有规律且均匀
22．（7分）物理实验要遵循实事求是的原则。小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中完成了如图所示的实验并记录了数据。
实验次数 物重G/N 使用定滑轮时测力计的示数F1/N 使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1 1.00 0.70 0.65
2 1.50 1.20 0.90
3 2.00 1.70 1.15
回答下列问题：
由表中数据可看出，使用定滑轮时（乙图）F1 （等于/不等于）G，这是由于 ；使用动滑轮时（丙图）F2 （等于/不等于）G/2，是由于没有考虑 。
（2）请你对小明的实验方法提出合理的改进意见。就定滑轮、动滑轮分别提一条。
① ；
② 。
23．（7分）在“探究滑轮组工作时的特点”活动中，小明用如图所示的滑轮组提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下（不计绳重）。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
1 1.0 10 1.1 30
2 2.0 10 1.7 30
3 3.0 10 2.3 30
（1）实验时，用手竖直向上 拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数；
（2）第①次实验中，滑轮组的机械效率为 （保留一位小数）；
（3）从实验数据可得出实验结论：同一滑轮组， ，机械效率越高；
（4）小明根据表格中的数据，发现重物的重力越大，由摩擦引起的额外功 （选填“越大”“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释： 。
六．解答题（共3小题，共27分）
24．（8分）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 。
（2）计算拉力F做功的功率；
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
25．（9分）如图甲所示，是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组将物体A从江底沿竖直方向吊起。某一时段，物体A在水中（未露出水面）上升的高度随时间变化的规律如图乙所示。已知物体A的重力为2.4×104N，体积为1.4m3。不考虑风浪、水流等因素的影响。（ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）请在丙图方框内画出第3s时A的受力示意图（用“ ”表示A）；
（2）求第3s时A受到的浮力大小以及钢缆绳对A的拉力；
（3）4s～8s，求A上升的速度；
（4）A完全离开水面后，继续沿竖直方向匀速上升1m，电动机对绳的拉力F大小为1×104N。求：①拉力F做的功；②滑轮组的机械效率。
26．（10分）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，这个工具是一个杠杆；图乙是某一个舂的结构示意图，O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷。若石球的质量为4kg，且摩擦和杠杆自重均忽略不计，OB长1m，OA长0.4m，g取10N/kg。某次舂米时在B点施加一个竖直向下的力F刚好将石球抬起。则：
（1）在图乙中画出力F的力臂L；
（2）求石球刚好抬起时，脚作用在B点的力F的大小是多少。
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C B D D A B A B
二．多选题（共4小题）
题号 11 12 13 14
答案 BC ACD ACD AC
一．选择题（共10小题，各2分，共20分）
1．
【解答】A、自行车安装滚珠轴承是通过变滑动摩擦为滚动摩擦的方式来减小摩擦力，故A错误；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误；
C、绕地球做圆周运动的人造卫星，运动方向不断变化，因此其运动状态发生改变，故C错误；
D、用吸管吸取饮料时，先用力将吸管内的空气吸走，使吸管内的气压减小；由于吸管外的大气压大于吸管内的气压，大气压就将饮料压入吸管中。这是利用了大气压强，故D正确。
故选：D。
2．
【解答】由图可知，滑轮位置固定不动，属于定滑轮；使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故ACD错误，B正确。
故选：B。
3．
【解答】A、弹簧秤的示数为10N，即绳子对弹簧秤的拉力为10N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体A的拉力也为10N；物体A向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以A受到地面的摩擦力f＝F示＝10N，故A错误；
B、拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，故B错误；
C、不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，
则拉力F的大小为：F＝2F示＝2×10N＝20N，拉力端移动的速度等于滑轮移动的速度，则拉力F的功率为：
PFv＝20N×1m/s＝20W，故C正确；
D、动滑轮绳子股数为2，物体A的运动速度为vA＝2v＝2×1m/s＝2m/s，故D错误。
故选：C。
4．
【解答】①车身和砖头的总重不变，对应的力臂不变，由杠杆平衡条件可知，为了抬起车更省力一些，即F小一些，可以增大F的力臂，因此手抓握的位置可以离支点远一些，故①正确；
②由图乙可知，F的力臂为OB＝OA+AB＝0.4m+0.8m＝1.2m，G的力臂为OA，由杠杆平衡条件可知：F×OB＝G×OA，代入数据有：F×1.2m＝1200N×0.4m，解得则竖直向上的力F＝400N，故②正确；
③由杠杆平衡条件可知，只有当竖直向上的力F的力臂是车身和砖头总重力G的力臂的两倍时，车上装入不同数量的砖头，抬起时竖直向上的力才是车身和砖头总重力的一半，但由于竖直向上的力F的力臂是车身和砖头总重力G的力臂的3倍，此关系不成立，故③错误。
④惯性与质量有关，与速度无关，上坡前建筑工人加快速度没有增大惯性，故④错误。
故选：B。
5．
【解答】A、木块与小车一起向右做匀速运动，当小车受阻力停止时，木块上部由于惯性仍要保持原来的运动状态，所以木块向前运动，由于木块的下表面受到摩擦力的作用，说以木块会向前倾倒，故A错误；
B、设杠杆一个小格代表L，一个钩码重为G，杠杆右端：2G×4L＝8GL，杠杆左端：3G×3L＝9GL，要使杠杆平衡，需要减小左端力与力臂的乘积，所以左端的钩码应向右移动一段距离，杠杆才会平衡，故B正确；
C、丙图中盐水均匀，鸡蛋悬浮于A处，根据物体的浮沉条件可知，鸡蛋的密度与盐水密度相同；当再往杯中加盐并搅匀后，盐水的密度变大，大于鸡蛋的密度，鸡蛋会上浮，最终漂浮在液面上，故C错误；
D、B管上面的玻璃管比较细，风经过B管上方的流动速度大于A管上方的空气流动速度，B管上方的压强小于A管上方的压强，水被压向B管，所以B管水面上升，A管水面下降，故D正确。
故选：D。
6．
【解答】A、由图乙可知，箱子在0～10s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，故A错误；
B、0～10s内，由图丙可知此时推力为600N，总功为：W总＝Fs＝600N×3m＝1800J，有用功为：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，额外功为：W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1500J＝300J，箱子所受摩擦力为：f100N，故B错误；
C、10～20s内，箱子做匀速运动，箱子的速度v0.5m/s，故C错误；
D、由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为v0.5m/s，由图丙知10～20s内，推力F的大小为200N，推力的功率为：PFv＝200N×0.5m/s＝100W，故D正确；
故选：D。
7．
【解答】因W额＝（1﹣η）W总，且W总和W有＝Gh可知，W额 Gh，
因用同一动滑轮分别将重力为G1＝2N和G2＝6N的重物匀速提升相同高度，已知提升G1时动滑轮机械效率η1＝80%，提升G2时动滑轮机械效率η2＝90%，则动滑轮的额外功之比约为：
W额1：W额2 G1h： G2h G1： G22N：6N＝3：4，故A正确，BCD错误。
故选：A。
8．
【解答】动滑轮绳子股数为2，动滑轮的机械效率为：
η100%≈66.7%；
拉力的功率为：
P60W，故ACD错误，B正确。
故选：B。
9．
【解答】小伟同学通过斜面用平行于斜面的F＝200N的推力，将一个物体从斜面底端推到1m高的平台上，斜面的机械效率为75%，此时做的有用功为：
W 有用＝ηW总＝ηFs＝75%×200N×2m＝300J，
用平行于斜面的F1＝300N的推力将同一物体从斜面底端推到1m高的平台上，有用功不变，
W总′＝F1s＝300N×2m＝600J，
斜面的机械效率为：
η′100%＝50%，故A正确。
故选：A。
10．
【解答】不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率：
η100%100%100%100%，
设每块干水泥板的重力为G，同时吊起n块干块水泥板时，滑轮组的效率为60%，
则有η1100%＝60%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
再少吊起一块水泥板时，滑轮组的效率为50%，
则有η2100%＝50%﹣﹣②，
由①②可得：G动＝（5﹣n）G，
若要使滑轮组的机械效率达到75%，则有η3100%100%100%＝75%，即n'＝15﹣3n，
当n＝3时，解得：n′＝6；
故选：B。
二．多选题（共4小题，满分8分，每小题2分）
11．
【解答】AB、动滑轮绳子股数为2，若不计滑轮摩擦和绳重，拉力F2为：F2（G物+G动），故A错误，B正确；
C、力臂是支点到力的作用线的距离，由图知OA与F1的作用线垂直，所以F1的力臂为OA，故C正确；
D、在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即F1＞F2，故D错误。
故选：BC。
12．
【解答】A、根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，可知，秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，此时对应的刻度是100g，故A正确；
B、当秤盘放100g物体、秤砣移到100g位置点时，秤杆再次水平平衡，则在100g位置所示的质量为物体的质量，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为：m0＝10g，故B错误；
C、若换用40g的秤砣，在左右力臂不变时，秤砣的拉力变大，则物体的拉力变大，物体的质量变大，故量程变大，故C正确。
D、如果向左移动提纽，会使左端的力臂变小，在秤砣质量不变的情况下，右端的力和最大的力臂的乘积保持不变时，左侧的物体的重力要增大，故可以增大量程，故D正确。
故选：ACD。
13．
【解答】A、由图乙可知，n＝2，拉力F的功率为：
P300W，故A正确；
B、该滑轮组的机械效率为：
η100%≈83.3%，故B错误；
C、重物水平移动过程中，滑轮组对重物的拉力与重物移动的方向垂直，所以滑轮组对重物的拉力不做功，故C正确；
D、根据杠杆平衡的条件，当所吊重物向B端移动时，右侧的拉力不变，力臂增大，在左侧配重不变的情况下，应该增大左侧力臂，因此配重应适当远离O点移动，故D正确。
故选：ACD。
14．
【解答】A、由图甲可知，n＝3，水泥匀速上升时，由图丙可知，水泥上升的速度为2m/s；由图乙可知，此时的拉力F为430N，则拉力F做功的功率为：
PFv'＝Fnv＝340N×3×2m/s＝2040W，故A正确；
B、由图丙可知，水泥匀速上升的时间为t＝5s﹣2s＝3s，水泥匀速上升的高度为：
h＝vt＝2m/s×3s＝6m，则水泥匀速上升过程，滑轮组对水泥做的功为：
W有＝3Gh＝3mgh＝3×30kg×10N/kg×6m＝5400J，故B错误；
C、滑轮组匀速拉动水泥时拉力做的总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝340N×3×6m＝6120J，
滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率为：
η100%≈88.2%，故C正确；
D、滑轮组匀速拉动水泥过程中克服动滑轮重做的功为：
W动＝G动h＝30N×6m＝180J，
滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功为：
W绳+摩＝W总﹣W有﹣W动＝6120J﹣5400J﹣180J＝540J，故D错误。
故选：AC。
三．填空题（共3小题，满分16分）
15．
【解答】演员站立不动时处于平衡状态，受到竖直向下的重力，舞台对她竖直向上的支持力，这两个力作用在同一物体上、方向相反、大小相等，在同一条直线上，是一对平衡力；
重力的方向总是竖直向下的；
启瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
开启后的瓶盖中间出现了凹陷，即瓶盖发生了形变，说明力可以改变物体的形状。
故答案为：平衡力；竖直向下；省力；形变。
16．
【解答】由图可知，B滑轮随电梯一起移动，是动滑轮；
电梯标有“载荷800kg”，则乘员的总重力为：
G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N。
故答案为：动；8000。
17．
【解答】根据题意可知，此过程挖掘机铲斗对砂土做的有用功为：；
挖掘机做的总功为：
，
则挖掘机的机械效率为：
。
故答案为：1.2×105J；50%。
四．作图题（共3小题，满分9分，每小题3分）
18．
【解答】由图知，杠杆阻力、阻力臂一定，在杠杆的最右端B点施加力，且垂直OB向上时动力臂最大，由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小；
沿着绳向下方向画出阻力F2，从支点O向阻力作用线作垂线段，为阻力臂L2，如图所示：
19．
【解答】过支点O作出动力F1作用线的垂线段，即为动力臂L1．如图所示：。
20．
【解答】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，而小华站在地面上，从拉力端开始绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，最后固定在定滑轮的下挂钩上，如下图所示：
。
五．实验探究题（共3小题，满分20分）
21．
【解答】（1）悬挂量杯前支架左端下沉，则可将左端螺母向右调节，直到横杆在水平位置平衡；对称挂上量杯注入液体后横杆水平平衡，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，此时左右两侧的液体质量相等。
（2）对液体密度计的右侧量杯进行密度标定，根据杠杆平衡条件可知ρ液V液＝ρ水V水，则密度值ρ液，分析函数关系可知ρ刻度与V水成正比，所以密度值上大下小。
（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，液体的质量为m液＝ρ液V液＝1.4g/cm3×100cm3＝140g；
因为m水＝m液，所以注水的体积V水140cm3。
（4）若在左侧加注待测液体时不慎超过100mL，则m液（右侧为m水）的值会变大，V水的值也将会变大，由（2）中的密度值公式可知，将导致测量值＞真实值。由（2）知，ρ刻度与V水成正比，因此液体密度计的刻度有规律且均匀，应评为优秀。
故答案为：（1）右；质量；（2）上大下小；（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是140cm3；（4）＞；优秀。
22．
【解答】（1）对定滑轮图中的测力计进行受力分析：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），向下受到测力计外壳的重力和手向下的拉力。图中手拉测力计挂钩，因此测力计测量的是手向下的拉力而不是绳子自由端的拉力。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成 F1的测量会小于物重，所以使用定滑轮时F1≠G的主要原因是：没有考虑弹簧测力计外壳受到的重力。
动滑轮的使用：“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的重量和摩擦是客观存在的。由表中数据可知，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。其主要原因是没有考虑动滑轮受到的重力。
（2）改进：①使用定滑轮时，弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端，其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力值。
②使用动滑轮时，可以先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系或采用轻质滑轮。
故答案为：（1）不等于；没有考虑弹簧测力计外壳受到的重力；不等于；没有考虑动滑轮受到的重力；
（2）①使用定滑轮时，弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端；②使用动滑轮时，先测出钩码和动滑轮的总重（或采用轻质滑轮或增加钩码重）；
23．
【解答】（1）在实验时，应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计的示数。
（2）根据第①次实验数据可知W有＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J，
W总＝Fs＝1.1N×0.3m＝0.33J，
η100%≈30.3%；
（3）第2次的机械效率：
η2100%≈39.2%；
η3100%≈43.5%；
由表中实验序号为1、2、3的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升物重越大，机械效率越高。
（4）在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值
ΔW＝W总﹣W有﹣W轮，
即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时，要控制物体提升的高度相同，故应通过比较第①、②和③组的数据；
ΔW1＝W总1﹣W有1﹣W轮＝0.22J﹣0.1J﹣G轮h＝0.12J﹣G轮h；
ΔW2＝W总2﹣W有2﹣W轮＝1.7×0.2J﹣2.0×0.1J﹣G轮h＝0.14J﹣G轮h；
ΔW3＝W总3﹣W有3﹣W轮＝2.3×0.2J﹣3.0×0.1J﹣G轮h＝0.16J﹣G轮h；
故重物的重力越大，差值ΔW越大，原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
故答案为：（1）匀速；（2）30.3%；（3）所提升物重越大；（4）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
六．解答题（共3小题，满分27分）
24．
【解答】（1）乙图中纵坐标表示拉力F的大小，横坐标表示绳子自由端移动距离s，阴影部分的面积为Fs，由W＝Fs可知，阴影部分的面积Fs表示拉力F所做的功；
（2）乙图中纵坐标表示拉力F的大小始终为50N，横坐标表示绳子自由端移动距离s，大小为3m，
则拉力做的功：W＝Fs＝50N×3m＝150J，
拉力F做功的功率：P30W。
（3）由图可知n＝3，则绳端移动的距离s＝3h，
滑轮组的机械效率：η100%＝70%。
答：（1）拉力F所做的功；
（2）拉力F做功的功率为30W；
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为70%。
25．
【解答】（1）由图乙可知，第3s时A静止不动，此时A受到重力、钢缆绳的拉力和浮力作用，处于平衡状态，此时A的受力示意图如下图所示：
；
（2）由于完全浸没在水中，V排＝V＝1.4m3，则物体受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1.4m3＝1.4×104N；
根据力的平衡关系可知，钢缆绳对A的拉力为：
F缆＝G﹣F浮＝2.4×104N﹣1.4×104N＝1×104N；
（3）由图可知，4s～8sA上升的高度为s＝1.6m﹣0.8m＝0.8m，则A上升的速度为：
v0.2m/s；
（4）①由图可知，n＝3，拉力F做的功为：
W总＝Fs＝Fnh＝1×104N×3×1m＝3×104J；
②该滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%。
答：（1）见解答图；
（2）第3s时A受到的浮力大小为1.4×104N，钢缆绳对A的拉力为1×104N；
（3）4s～8s，A上升的速度为0.2m/s；
（4）①拉力F做的功为3×104J；
②滑轮组的机械效率为80%。
26．
【解答】（1）由支点向动力的作用线作垂线，垂线段即为动力臂，如图所示：；
（2）石球的质量m＝4kg，则石球的重力为G＝mg＝4kg×10N/kg＝40N，
则F2＝40N，设力臂与杠杆的夹角为a，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：16N；
答：石球刚好抬起时，脚作用在B点的力F的大小是16N。
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八年级物理（下）期末考点复习学案（人教版）
第十二章 简单机械
一、
1.物理观念：
（1）认识杠杆，知道关于杠杆的五要素(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂)会画力臂；理解杠杆的平衡条件，并会相关计算；知道生活中杠杆的一些应用，能对杠杆分类。
（2）在制作简易杆秤的过程中，加深对杠杆五要素的理解，知道“小小秤砣压千斤”的道理；了解简易杆秤的原理和使用方法。
（3）知道滑轮的概念，能区分不同滑轮的工作特点。
（4）结合实例分析什么是有用功、额外功和总功；理解机械效率，会用公式进行简单的计算；通过实验能说出提高机械效率的方法。
2. 科学思维：
（1）经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的方法；通过观察和实验，了解杠杆的结构，具有一定的观察能力、分析和概括能力。
（2）学生通过运用杠杆平衡条件推导验证杆秤的刻度是均匀的。
（3）经历滑轮概念的建立过程，提升从复杂物理现象中归纳简单物理规律的思维。
（4）通过观察、分析和讨论，理解额外功产生的原因，知道机械效率η<1。
3. 科学探究：
（1）科经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象，寻找数据间的规律，从中归纳出实验结论的一般方法。
（2）利用杠杆的平衡条件制作简易杆秤，使用简易杆秤称量不同物体的质量。
（3）通过实验探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点。
（4）测量滑轮组的机械效率，掌握实验方法和技巧；学习运用控制变量法进行探究实验，培养科学思维和实验能力。
4．科学态度与责任：
（1）关心社会生产、生活，保持对自然现象的好奇心，并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
（2）能够客观评价自已的作品以及自己在制作简易杆秤过程中的表现，并进行思考和改进；通过制作杆秤了解中国优秀的传统文化，以及古代科技文明的发展，增强文化自信和民族自豪感。
（3）通过对生活实例进行分析计算，感悟物理与生活的紧密联系，养成交流合作的习惯。
（4）知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。
二、
三、
易错点1 杠杆的分类
典例1：盘子夹是厨房常见的工具，如图所示。为了防止烫手，常用盘子夹夹取盘子。使用盘子夹（ ）
A．省力但费距离 B．省力且省距离
C．费力但省距离 D．费力且费距离
【错解】选A，理由：使用时，手与盘子夹接触的位置为支点，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
【析错】结合图片和生活经验，判断盘子夹在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，支点确定错误，误认为阻力臂小于动力臂，是省力杠杆。
【正解】选C，理由：如图，在使用盘子夹时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但能省距离；
故选：C
易错点2 功的计算
典例2：用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节（支点O）转动，如图所示，请在图中画出动力F1的力臂L1 和阻力F2的示意图。
【错解】如图。理由：
【析错】动力作用点到支点的距离就是动力臂。
【正解】如图，理由：球读图可知，用手提起重物时，是桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，肘关节为支点O；肱二头肌对桡骨的拉力沿肱二头肌收缩向上方向；从O点作阻力F1的垂线段，就是阻力F1的力臂L1，如图所示：
易错点3 滑轮组的特点
典例3：用如图所示的滑轮组提升重为500N的物体A，滑轮组的绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动6m,物体A被竖直匀速提升2m,用时20s,滑轮组的额外功是200J。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A上升的速度是0.3m/s
B．滑轮组的机械效率小于90%
C．动滑轮所受的重力为100N
D．拉力F的功率为50W
【错解】D，理由：拉力在这个过程中做的有用功为1000J，做功时间为20S，根据功率的计算公式可以计算得出其功率为50W。
【析错】计算时拉力做的功应该是总功而不是有用功，误认为拉力做的功是1000J。
【正解】B，理由：
易易错点4 滑轮、滑轮组机械效率的计算
典例4：如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg,牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s,汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（ ）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．汽车受到的摩擦力为150N
C．汽车牵引力在4s内做的功为8×103J
D．汽车牵引力的功率为6000W
【错解】C。理由：汽车在牵引力的作用下以0.5m/s的速度前进了4S，运动的距离为2m，根据公式W=FS进行计算可得。
【析错】计算时将汽车运动的速度与重物上升速度误认为相等。而汽车运动的速度与滑轮组自由端移动速度相等，是重物上升速度的三倍为1.5m/s。
【正解】D，理由：
三、
知识点一：功
1．力学里所说的功包括两个必要因素：
一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2．力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=FS。
3．功的单位：焦耳，1J=1N·m。
4．应用功的公式注意：
①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中S一定是在力F的方向上通过的距离，强调对应。
③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米）单位搞混。
知识点二： 功率
1．定义：做的功与做这些功所用时间的比值叫功率。
2．物理意义：表示做功快慢的物理量。
3．公式：
4．单位：瓦特 W 1J/s=1w
知识点三：功的原理
1．内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即使用任何机械都不省功。
2．说明：
①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
知识点四：动能及影响物体动能大小的因素
1.定义：物体由于运动而能够做功所具有的能叫动能
2.影响动能大小的因素：运动的物体，速度越大，质量越大，其动能越大。
3.探究影响动能大小因素的实验应用的方法有：控制变量法、转换法（把动能的大小转换成观察物块被推动距离的远近）
知识点五：势能及影响势能大小的因素
1.势能：重力势能、弹性势能
2.重力势能：物体由于被举高而能够做功所具有的能叫重力势能
①影响重力势能的因素：被举高的物体质量越大，高度越高，其重力势能越大
②一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高的质量一定的物体重力势能在增大，位置降低的质量一定的物体重力势能在减小，高度不变的质量一定的物体重力势能不变。
3.弹性势能：物体由于发生弹性形变而能够做功所具有的能叫弹性势能
①影响弹性势能的因素：发生弹性形变的物体，形变程度越大，其弹性势能越大
②对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大，弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。
知识点六：机械能与其他形式的能之间的转化
1.能的种类：能的种类很多，如：机械能、热能、电能、太阳能、核能、风能、水能、化石能………
2.机械能可转化为电能，如：水力发电、风力发电
3.机械能可转化为热能，如：相互搓手时，双手的温度会升高，这是机械能转化为热能
4.机械能守恒定律：如果物体只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。
知识点一：杠杆
典例1：（（2025 长春二模）2024年6月10日的端午当天，长春市龙舟公开赛在长春市伊通河工业轨迹公园河道举行！如图所示，选手在鼓点的号令下，利用船桨有节奏地向后划水，龙舟快速前进，奋力冲过终点。
（1）船头鼓手敲击的力越大，鼓声的 就越大。
（2）运动员手中划动的船桨可看作一个 杠杆。
（3）船桨往后划水，龙舟能前进，说明物体间力的作用是 。
（4）思思赞叹划行的龙舟“快似飞鱼”，则他选择的参照物是 ；某参赛队用时1min40s完成了500m的赛程，其平均速度为 m/s。
【考查方向】杠杆的分类；响度与振幅、距离发声体的关系；参照物的选择；平均速度；力的相互性．
【名师点睛】（1）响度和发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大；
（2）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
（3）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（4）运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的；
根据v=求出其平均速度。
【答案】（1）响度；（2）费力；（3）相互的；（4）河岸；5。
【解析】（1）船头鼓手敲击的力越大，鼓面的振幅变大，则响度变大；
（2）船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
（3）船桨往后划水，给水一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，因此水会给船一个向前的力，使船前进；
（4）龙舟相对于河岸的位置在发生变化，是运动的，因此他选择的参照物是河岸；
其平均速度为：
v===5m/s。
故答案为：（1）响度；（2）费力；（3）相互的；（4）河岸；5。
典例2：（2025 合肥二模）小林了解了港珠澳大桥（图甲）是世界上最长的跨海大桥后，制作了一个简化了结构的大桥模型（图乙）。已知模型中桥面（可绕O点转动的细杆OA）的重力G=5N，拉索（绳子AB）与桥面夹角为30°，不计绳重与摩擦，要使OA保持水平静止，绳子拉力F的大小为 N。
【考查方向】杠杆的平衡条件的计算。
【名师点睛】力臂是从支点到力的作用线的距离，过支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂；根据杠杆平衡条件结合数学知识求解。
【答案】5。
【解析】图中OA可绕O点转动，在力的作用下如果能绕着一固定点转动的硬棒就叫杠杆，所以桥面OA实质是杠杆。OA保持与桥面水平时，此时拉力F为动力，由于拉力方向与OA成30度角，所以动力臂为OA长的二分之一，阻力为杠杆OA的重力，阻力臂为OA长的二分之一，即动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，根据杠杆平衡原理可知，细线对OA的拉力F等于重力5N。故答案为：5。
知识点二：杠杆的平衡条件
典例3：（2025 崂山区二模）某同学用一根筷子做秤杆，纸盘做秤盘，用细线系住的20g钩码做秤砣，制作了一个杆秤。秤盘中不放物体时提起提纽，调节秤砣的位置使秤杆水平平衡，此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g,如图所示。借助一个100g的砝码确定刻度线的位置，下列做法正确的是（ ）
A．秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，标记100g位置
B．正确标记100g位置后，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为1g
C．换用40g的秤砣，该杆秤的量程会增大
D．要增大该杆秤的量程，可使秤盘位置不动，将提纽向左移动，并重新标记刻度
【考查方向】杠杆的平衡条件的应用。
【名师点睛】（1）根据杠杆平衡条件判断；（2）在100g位置所示的质量为物体的质量，在0和100g之间均分10等分，据此分析分度值；（3）由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可判断。（4）左边的力和力臂、右边的力一定时，要使杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件分析解答。
【答案】ACD。
【解析】A、根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，可知，秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，此时对应的刻度是100g,故A正确；
B、当秤盘放100g物体、秤砣移到100g位置点时，秤杆再次水平平衡，则在100g位置所示的质量为物体的质量，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为：m0=10g,故B错误；
C、若换用40g的秤砣，在左右力臂不变时，秤砣的拉力变大，则物体的拉力变大，物体的质量变大，故量程变大，故C正确。
D、如果向左移动提纽，会使左端的力臂变小，在秤砣质量不变的情况下，右端的力和最大的力臂的乘积保持不变时，左侧的物体的重力要增大，故可以增大量程，故D正确。
故选：ACD
知识点三：滑轮组
典例4：（2025 周村区一模）如图所示为铁路输电线的牵引装置原理图，采用坠砣牵引来自动补偿输电线的张紧，以此保障列车电极与输电线的接触。钢绳通过滑轮组悬挂配重为6000N的坠砣，输电线的一端P点与B滑轮相连被张紧。若某段时间内坠砣竖直上升了10cm,不计滑轮和钢绳自重、摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．B滑轮是定滑轮
B．A滑轮是动滑轮
C．输电线P端受到的拉力为3000N
D．输电线P点向右移动了5cm
【考查方向】滑轮组的中的相关计算；定滑轮与动滑轮的判断。
【名师点睛】（1）使用过程中，固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的是动滑轮；（2）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，可得G=FP，据此求输电线P端受到的拉力大小；（3）根据h=nsP求出输电线P端向左移动的距离。
【答案】D。
【解析】：AB、由图可知，A滑轮固定不动，是定滑轮；B滑轮随输电线一起移动，是动滑轮，故AB错误；
C、由图可知，n=2，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，根据G=FP可知，输电线P端受到的拉力为：
FP=nG砣=2×6000N=1.2×104N，故C错误；
D、根据h=nsP可知，输电线P端向左移动的距离为：
sP===5cm,故D正确。
故选：D。
知识点四：动能和势能
典例5：（2025 青羊区）如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为4000N的物体M在水平地面向右匀速移动了4m,电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为F=250N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（ ）
A．电动卷扬机对物体M的功率为320J
B．滑轮组的机械效率为88.9%
C．克服绳重和摩擦做的功为200J
D．电动卷扬机消耗的电能为1600J
【考查方向】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功的简单计算；功率的计算。
【名师点睛】。
【解析】
【答案】C。
知识点五：机械效率
典例6：（2025 南昌一模）如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，忽略绳重和摩擦，下列方法中能改变滑轮组的机械效率的是（ ）
A．拉力F的方向由竖直向右偏
B．增大提升重物的速度
C．增大被提升的重物质量
D．改变绕绳的方式
【考查方向】提高滑轮组的机械效率。
【名师点睛】（
【答案】C。
【解析】
一．选择题（共10小题，满分20分，每小题2分）
1．物理与日常生活、工程实践密切相关，下列分析正确的是（ ）
A．自行车安装滚珠轴承是通过减小压力来减小摩擦力
B．我们使用的筷子属于省力杠杆
C．绕地球做圆周运动的人造卫星，运动状态没有改变
D．用吸管吸取饮料的过程中利用了大气压强
2．如图所示，汉代画像砖上描绘了“泗水取鼎”的画面。两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。下列说法正确的是（ ）
A．使用的是定滑轮，可以省力
B．使用的是定滑轮，可以改变力的方向
C．使用的是动滑轮，可以省力
D．使用的是动滑轮，可以改变力的方向
3．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为1m/s，弹簧测力计的示数为10N，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．物体所受地面的摩擦力为5N
B．使用该动滑轮的目的是为了省力
C．水平拉力F的功率20W
D．物体A的运动速度为0.5m/s
4．如图甲为施工时常见独轮车，独轮车的支架刚好离地时可抽象成如图乙所示的水平杠杆模型，支点在O点，车身和砖头的重心在A点，手对车竖直向上的力F作用在B点，OA长为0.4m，AB长为0.8m。已知车身和砖头的总重为1200N，下列说法正确的是（ ）
①为了抬起车更省力一些，手抓握的位置可以离支点远一些
②独轮车的支架刚好离地时，竖直向上的力F＝400N
③车上装入不同数量的砖头，抬起时竖直向上的力总是车身和砖头总重力的一半
④上坡前建筑工人加快速度是为了增大惯性
A．①③ B．①② C．①②④ D．①③④
5．如图所示的是力学的四个实验情景图，下列描述正确的是（ ）
A．甲图中木块随小车一起向前匀速运动，当小车突然刹车时，木块受到惯性的作用会向前倾
B．乙图中杠杆均匀，若将左端的3个钩码向左移动少许，杠杆能够平衡
C．丙图中盐水均匀，鸡蛋悬浮于A处，当再往杯中加盐并搅匀后，鸡蛋会上浮到B处静止
D．丁图中当向玻璃管中吹风时，A管中的水面会下降，B管中的水面会上升
6．如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是（ ）
A．0～10s内，箱子做加速运动 B．0～10s内，箱子所受摩擦力为600N
C．10～20s内，箱子的速度是0.4m/s D．10～20s内，推力F的功率为100W
7．用同一动滑轮分别将重力为G1＝2N和G2＝6N的重物匀速提升相同高度，已知提升G1时动滑轮机械效率η1＝80%，提升G2时动滑轮机械效率η2＝90%。则两种情况下，动滑轮的额外功之比约为（ ）
A．3：4 B．4：3 C．4：5 D．5：4
8．用一个动滑轮在10s内将一重为200N的物体匀速向上提起2m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（ ）
A．66.7%；50W B．66.7%；60W C．75%；50W D．75%；60W
9．如图所示，小伟同学通过斜面用平行于斜面的F＝200N的推力，将一个物体从斜面底端推到1m高的平台上，斜面的机械效率为75%。若用平行于斜面的F1＝300N的推力将同一物体从斜面底端推到1m高的平台上，斜面的机械效率为（ ）（不计空气阻力）
A．50% B．60% C．90% D．45%
10．建筑工地上，工人用滑轮组将质量相同的水泥板吊往高处。不计绳重和摩擦，同时吊起若干块水泥板时，滑轮组的机械效率为60%。再少吊起一块水泥板时，滑轮组的机械效率为50%。若要使滑轮组的机械效率达到75%，则需要同时吊起的水泥板的块数为（ ）
A．5块 B．6块 C．7块 D．8块
二．多选题（共4小题，各2分，共8分）
11．如图所示，小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中，第一次拉力为F1，第二次拉力为F2，物体都被匀速向上提起。已知物体重力为G物。若不计滑轮摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ）
A．F2G物 B．F2（G物+G动）
C．F1的力臂为OA D．F1＜F2
12．某同学用一根筷子做秤杆，纸盘做秤盘，用细线系住的20g钩码做秤砣，制作了一个杆秤。秤盘中不放物体时提起提纽，调节秤砣的位置使秤杆水平平衡，此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g，如图所示。借助一个100g的砝码确定刻度线的位置，下列做法正确的是（ ）
A．秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，标记100g位置
B．正确标记100g位置后，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为1g
C．换用40g的秤砣，该杆秤的量程会增大
D．要增大该杆秤的量程，可使秤盘位置不动，将提纽向左移动，并重新标记刻度
13．如图甲是根据塔吊抽象出来的物理模型，配重可以在AO之间水平移动，起吊重物的滑轮组也可以在OB之间水平移动。图乙是滑轮组的局部放大图。将重为500N的重物竖直匀速提升10m用时20s，滑轮组自由端绳子的拉力F为300N，若不计绳重及摩擦，以下说法正确的是（ ）
A．拉力F的功率为300W
B．滑轮组的机械效率为60%
C．重物水平移动过程中，滑轮组对重物的拉力不做功
D．当所吊重物向B端移动时，配重应适当远离O点
14．建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人用升降机在6s的时间内，将3袋水泥从地面吊上四楼，每袋水泥的质量为30kg。电动机牵引绳子的拉力F﹣t及水泥运动的v﹣t图分别如图乙和丙所示，每个滑轮所受的重力均为30N。g取10N/kg，每层楼层高为3m，下面说法正确的是（ ）
A．水泥匀速上升时，拉力F做功的功率为2040W
B．水泥匀速上升过程，滑轮组对水泥做功为8100J
C．滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率约为88.2%
D．滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功为720J
三．填空题（共3小题，每空2分，共16分）
15．赣剧是江西省地方戏曲剧种之一，如图甲所示，某赣剧演员在水平舞台上站立不动时，她受到的重力与舞台对她的支持力是一对 ，其中重力的方向是 。端午节时，同学们外出游玩。购买饮料时，售货员用启瓶器开启饮料瓶的情景如图乙所示。启瓶器在正常使用时，属于 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。开启后的瓶盖中间出现了凹陷，说明力可以使物体发生 。
16．如图所示的电梯模型中B是 滑轮，电梯标有“载荷800kg”说明乘员的总重力不能超过 N。（g取10N/kg）
17．去年微山县在进行雨污分离工程中，挖掘机发挥了重要的作用。挖掘机在运送砂土过程中，装有1.5×104N砂土的铲斗用4s以2.5m/s的平均速度从最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将砂土卸到汽车上。则此过程挖掘机铲斗对砂土做功为 ；如果挖掘机在上述过程中的平均功率为40kW，则挖掘机的机械效率为 。
四．作图题（共3小题，各3分，共9分）
18．如图，轻质杠杆的A点挂一重物M，O为杠杆的支点，请标出杠杆平衡时施加的最小动力F1及重物M对杠杆拉力的力臂L2。
19．按下列要求作图。如图是用螺丝刀撬开桶盖的示意图，请在图中画出动力F1的力臂；
20．如图所示，站在地面上的小华要借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法。
五．实验探究题（共3小题，共20分）
21．（6分）学科实践小组同学利用简易支架、金属螺母、两个相同的塑料量杯设计了如图所示的液体密度计，其使用步骤如下：，g取10N/kg。
①在支架两端悬挂螺母，左右移动螺母使支架在水平位置平衡。
②将两个量杯对称挂于简易支架两侧使支架在水平位置平衡。
③在左侧量杯中倒100mL待测液体，在右侧量杯中加水至支架水平平衡后，即可将右侧量杯上的体积刻度转化成所测液体密度刻度。
（1）悬挂量杯前支架左端下沉，则可将左端螺母向 （左/右）调节，直到横杆在水平位置平衡，对称挂上量杯注入液体后横杆水平平衡，此时左右两侧的液体 相等。
（2）对液体密度计的右侧量杯进行密度标定后，密度值 （上小下大/上大下小）。
（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是多少？（通过计算说明）
（4）若在左侧加注待测液体时不慎超过100mL，将导致测量值 （＞/＜）真实值。依据下表指标，对该液体密度计进行评价，应评为 。（待改进/良好/优秀）
等级 待改进 良好 优秀
刻度分布 无规律 有规律但不均匀 有规律且均匀
22．（7分）物理实验要遵循实事求是的原则。小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中完成了如图所示的实验并记录了数据。
实验次数 物重G/N 使用定滑轮时测力计的示数F1/N 使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1 1.00 0.70 0.65
2 1.50 1.20 0.90
3 2.00 1.70 1.15
回答下列问题：
由表中数据可看出，使用定滑轮时（乙图）F1 （等于/不等于）G，这是由于 ；使用动滑轮时（丙图）F2 （等于/不等于）G/2，是由于没有考虑 。
（2）请你对小明的实验方法提出合理的改进意见。就定滑轮、动滑轮分别提一条。
① ；
② 。
23．（7分）在“探究滑轮组工作时的特点”活动中，小明用如图所示的滑轮组提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下（不计绳重）。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
1 1.0 10 1.1 30
2 2.0 10 1.7 30
3 3.0 10 2.3 30
（1）实验时，用手竖直向上 拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数；
（2）第①次实验中，滑轮组的机械效率为 （保留一位小数）；
（3）从实验数据可得出实验结论：同一滑轮组， ，机械效率越高；
（4）小明根据表格中的数据，发现重物的重力越大，由摩擦引起的额外功 （选填“越大”“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释： 。
六．解答题（共3小题，共27分）
24．（8分）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 。
（2）计算拉力F做功的功率；
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
25．（9分）如图甲所示，是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组将物体A从江底沿竖直方向吊起。某一时段，物体A在水中（未露出水面）上升的高度随时间变化的规律如图乙所示。已知物体A的重力为2.4×104N，体积为1.4m3。不考虑风浪、水流等因素的影响。（ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）请在丙图方框内画出第3s时A的受力示意图（用“ ”表示A）；
（2）求第3s时A受到的浮力大小以及钢缆绳对A的拉力；
（3）4s～8s，求A上升的速度；
（4）A完全离开水面后，继续沿竖直方向匀速上升1m，电动机对绳的拉力F大小为1×104N。求：①拉力F做的功；②滑轮组的机械效率。
26．（10分）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，这个工具是一个杠杆；图乙是某一个舂的结构示意图，O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷。若石球的质量为4kg，且摩擦和杠杆自重均忽略不计，OB长1m，OA长0.4m，g取10N/kg。某次舂米时在B点施加一个竖直向下的力F刚好将石球抬起。则：
（1）在图乙中画出力F的力臂L；
（2）求石球刚好抬起时，脚作用在B点的力F的大小是多少。
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C B D D A B A B
二．多选题（共4小题）
题号 11 12 13 14
答案 BC ACD ACD AC
一．选择题（共10小题，各2分，共20分）
1．
【解答】A、自行车安装滚珠轴承是通过变滑动摩擦为滚动摩擦的方式来减小摩擦力，故A错误；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误；
C、绕地球做圆周运动的人造卫星，运动方向不断变化，因此其运动状态发生改变，故C错误；
D、用吸管吸取饮料时，先用力将吸管内的空气吸走，使吸管内的气压减小；由于吸管外的大气压大于吸管内的气压，大气压就将饮料压入吸管中。这是利用了大气压强，故D正确。
故选：D。
2．
【解答】由图可知，滑轮位置固定不动，属于定滑轮；使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故ACD错误，B正确。
故选：B。
3．
【解答】A、弹簧秤的示数为10N，即绳子对弹簧秤的拉力为10N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体A的拉力也为10N；物体A向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以A受到地面的摩擦力f＝F示＝10N，故A错误；
B、拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，故B错误；
C、不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，
则拉力F的大小为：F＝2F示＝2×10N＝20N，拉力端移动的速度等于滑轮移动的速度，则拉力F的功率为：
PFv＝20N×1m/s＝20W，故C正确；
D、动滑轮绳子股数为2，物体A的运动速度为vA＝2v＝2×1m/s＝2m/s，故D错误。
故选：C。
4．
【解答】①车身和砖头的总重不变，对应的力臂不变，由杠杆平衡条件可知，为了抬起车更省力一些，即F小一些，可以增大F的力臂，因此手抓握的位置可以离支点远一些，故①正确；
②由图乙可知，F的力臂为OB＝OA+AB＝0.4m+0.8m＝1.2m，G的力臂为OA，由杠杆平衡条件可知：F×OB＝G×OA，代入数据有：F×1.2m＝1200N×0.4m，解得则竖直向上的力F＝400N，故②正确；
③由杠杆平衡条件可知，只有当竖直向上的力F的力臂是车身和砖头总重力G的力臂的两倍时，车上装入不同数量的砖头，抬起时竖直向上的力才是车身和砖头总重力的一半，但由于竖直向上的力F的力臂是车身和砖头总重力G的力臂的3倍，此关系不成立，故③错误。
④惯性与质量有关，与速度无关，上坡前建筑工人加快速度没有增大惯性，故④错误。
故选：B。
5．
【解答】A、木块与小车一起向右做匀速运动，当小车受阻力停止时，木块上部由于惯性仍要保持原来的运动状态，所以木块向前运动，由于木块的下表面受到摩擦力的作用，说以木块会向前倾倒，故A错误；
B、设杠杆一个小格代表L，一个钩码重为G，杠杆右端：2G×4L＝8GL，杠杆左端：3G×3L＝9GL，要使杠杆平衡，需要减小左端力与力臂的乘积，所以左端的钩码应向右移动一段距离，杠杆才会平衡，故B正确；
C、丙图中盐水均匀，鸡蛋悬浮于A处，根据物体的浮沉条件可知，鸡蛋的密度与盐水密度相同；当再往杯中加盐并搅匀后，盐水的密度变大，大于鸡蛋的密度，鸡蛋会上浮，最终漂浮在液面上，故C错误；
D、B管上面的玻璃管比较细，风经过B管上方的流动速度大于A管上方的空气流动速度，B管上方的压强小于A管上方的压强，水被压向B管，所以B管水面上升，A管水面下降，故D正确。
故选：D。
6．
【解答】A、由图乙可知，箱子在0～10s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，故A错误；
B、0～10s内，由图丙可知此时推力为600N，总功为：W总＝Fs＝600N×3m＝1800J，有用功为：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，额外功为：W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1500J＝300J，箱子所受摩擦力为：f100N，故B错误；
C、10～20s内，箱子做匀速运动，箱子的速度v0.5m/s，故C错误；
D、由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为v0.5m/s，由图丙知10～20s内，推力F的大小为200N，推力的功率为：PFv＝200N×0.5m/s＝100W，故D正确；
故选：D。
7．
【解答】因W额＝（1﹣η）W总，且W总和W有＝Gh可知，W额 Gh，
因用同一动滑轮分别将重力为G1＝2N和G2＝6N的重物匀速提升相同高度，已知提升G1时动滑轮机械效率η1＝80%，提升G2时动滑轮机械效率η2＝90%，则动滑轮的额外功之比约为：
W额1：W额2 G1h： G2h G1： G22N：6N＝3：4，故A正确，BCD错误。
故选：A。
8．
【解答】动滑轮绳子股数为2，动滑轮的机械效率为：
η100%≈66.7%；
拉力的功率为：
P60W，故ACD错误，B正确。
故选：B。
9．
【解答】小伟同学通过斜面用平行于斜面的F＝200N的推力，将一个物体从斜面底端推到1m高的平台上，斜面的机械效率为75%，此时做的有用功为：
W 有用＝ηW总＝ηFs＝75%×200N×2m＝300J，
用平行于斜面的F1＝300N的推力将同一物体从斜面底端推到1m高的平台上，有用功不变，
W总′＝F1s＝300N×2m＝600J，
斜面的机械效率为：
η′100%＝50%，故A正确。
故选：A。
10．
【解答】不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率：
η100%100%100%100%，
设每块干水泥板的重力为G，同时吊起n块干块水泥板时，滑轮组的效率为60%，
则有η1100%＝60%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
再少吊起一块水泥板时，滑轮组的效率为50%，
则有η2100%＝50%﹣﹣②，
由①②可得：G动＝（5﹣n）G，
若要使滑轮组的机械效率达到75%，则有η3100%100%100%＝75%，即n'＝15﹣3n，
当n＝3时，解得：n′＝6；
故选：B。
二．多选题（共4小题，满分8分，每小题2分）
11．
【解答】AB、动滑轮绳子股数为2，若不计滑轮摩擦和绳重，拉力F2为：F2（G物+G动），故A错误，B正确；
C、力臂是支点到力的作用线的距离，由图知OA与F1的作用线垂直，所以F1的力臂为OA，故C正确；
D、在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即F1＞F2，故D错误。
故选：BC。
12．
【解答】A、根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，可知，秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，此时对应的刻度是100g，故A正确；
B、当秤盘放100g物体、秤砣移到100g位置点时，秤杆再次水平平衡，则在100g位置所示的质量为物体的质量，在0和100g之间均分10等分，确定分度值为：m0＝10g，故B错误；
C、若换用40g的秤砣，在左右力臂不变时，秤砣的拉力变大，则物体的拉力变大，物体的质量变大，故量程变大，故C正确。
D、如果向左移动提纽，会使左端的力臂变小，在秤砣质量不变的情况下，右端的力和最大的力臂的乘积保持不变时，左侧的物体的重力要增大，故可以增大量程，故D正确。
故选：ACD。
13．
【解答】A、由图乙可知，n＝2，拉力F的功率为：
P300W，故A正确；
B、该滑轮组的机械效率为：
η100%≈83.3%，故B错误；
C、重物水平移动过程中，滑轮组对重物的拉力与重物移动的方向垂直，所以滑轮组对重物的拉力不做功，故C正确；
D、根据杠杆平衡的条件，当所吊重物向B端移动时，右侧的拉力不变，力臂增大，在左侧配重不变的情况下，应该增大左侧力臂，因此配重应适当远离O点移动，故D正确。
故选：ACD。
14．
【解答】A、由图甲可知，n＝3，水泥匀速上升时，由图丙可知，水泥上升的速度为2m/s；由图乙可知，此时的拉力F为430N，则拉力F做功的功率为：
PFv'＝Fnv＝340N×3×2m/s＝2040W，故A正确；
B、由图丙可知，水泥匀速上升的时间为t＝5s﹣2s＝3s，水泥匀速上升的高度为：
h＝vt＝2m/s×3s＝6m，则水泥匀速上升过程，滑轮组对水泥做的功为：
W有＝3Gh＝3mgh＝3×30kg×10N/kg×6m＝5400J，故B错误；
C、滑轮组匀速拉动水泥时拉力做的总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝340N×3×6m＝6120J，
滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率为：
η100%≈88.2%，故C正确；
D、滑轮组匀速拉动水泥过程中克服动滑轮重做的功为：
W动＝G动h＝30N×6m＝180J，
滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功为：
W绳+摩＝W总﹣W有﹣W动＝6120J﹣5400J﹣180J＝540J，故D错误。
故选：AC。
三．填空题（共3小题，满分16分）
15．
【解答】演员站立不动时处于平衡状态，受到竖直向下的重力，舞台对她竖直向上的支持力，这两个力作用在同一物体上、方向相反、大小相等，在同一条直线上，是一对平衡力；
重力的方向总是竖直向下的；
启瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
开启后的瓶盖中间出现了凹陷，即瓶盖发生了形变，说明力可以改变物体的形状。
故答案为：平衡力；竖直向下；省力；形变。
16．
【解答】由图可知，B滑轮随电梯一起移动，是动滑轮；
电梯标有“载荷800kg”，则乘员的总重力为：
G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N。
故答案为：动；8000。
17．
【解答】根据题意可知，此过程挖掘机铲斗对砂土做的有用功为：；
挖掘机做的总功为：
，
则挖掘机的机械效率为：
。
故答案为：1.2×105J；50%。
四．作图题（共3小题，满分9分，每小题3分）
18．
【解答】由图知，杠杆阻力、阻力臂一定，在杠杆的最右端B点施加力，且垂直OB向上时动力臂最大，由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小；
沿着绳向下方向画出阻力F2，从支点O向阻力作用线作垂线段，为阻力臂L2，如图所示：
19．
【解答】过支点O作出动力F1作用线的垂线段，即为动力臂L1．如图所示：。
20．
【解答】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，而小华站在地面上，从拉力端开始绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，最后固定在定滑轮的下挂钩上，如下图所示：
。
五．实验探究题（共3小题，满分20分）
21．
【解答】（1）悬挂量杯前支架左端下沉，则可将左端螺母向右调节，直到横杆在水平位置平衡；对称挂上量杯注入液体后横杆水平平衡，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，此时左右两侧的液体质量相等。
（2）对液体密度计的右侧量杯进行密度标定，根据杠杆平衡条件可知ρ液V液＝ρ水V水，则密度值ρ液，分析函数关系可知ρ刻度与V水成正比，所以密度值上大下小。
（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，液体的质量为m液＝ρ液V液＝1.4g/cm3×100cm3＝140g；
因为m水＝m液，所以注水的体积V水140cm3。
（4）若在左侧加注待测液体时不慎超过100mL，则m液（右侧为m水）的值会变大，V水的值也将会变大，由（2）中的密度值公式可知，将导致测量值＞真实值。由（2）知，ρ刻度与V水成正比，因此液体密度计的刻度有规律且均匀，应评为优秀。
故答案为：（1）右；质量；（2）上大下小；（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是140cm3；（4）＞；优秀。
22．
【解答】（1）对定滑轮图中的测力计进行受力分析：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），向下受到测力计外壳的重力和手向下的拉力。图中手拉测力计挂钩，因此测力计测量的是手向下的拉力而不是绳子自由端的拉力。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成 F1的测量会小于物重，所以使用定滑轮时F1≠G的主要原因是：没有考虑弹簧测力计外壳受到的重力。
动滑轮的使用：“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的重量和摩擦是客观存在的。由表中数据可知，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。其主要原因是没有考虑动滑轮受到的重力。
（2）改进：①使用定滑轮时，弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端，其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力值。
②使用动滑轮时，可以先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系或采用轻质滑轮。
故答案为：（1）不等于；没有考虑弹簧测力计外壳受到的重力；不等于；没有考虑动滑轮受到的重力；
（2）①使用定滑轮时，弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端；②使用动滑轮时，先测出钩码和动滑轮的总重（或采用轻质滑轮或增加钩码重）；
23．
【解答】（1）在实验时，应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计的示数。
（2）根据第①次实验数据可知W有＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J，
W总＝Fs＝1.1N×0.3m＝0.33J，
η100%≈30.3%；
（3）第2次的机械效率：
η2100%≈39.2%；
η3100%≈43.5%；
由表中实验序号为1、2、3的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升物重越大，机械效率越高。
（4）在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值
ΔW＝W总﹣W有﹣W轮，
即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时，要控制物体提升的高度相同，故应通过比较第①、②和③组的数据；
ΔW1＝W总1﹣W有1﹣W轮＝0.22J﹣0.1J﹣G轮h＝0.12J﹣G轮h；
ΔW2＝W总2﹣W有2﹣W轮＝1.7×0.2J﹣2.0×0.1J﹣G轮h＝0.14J﹣G轮h；
ΔW3＝W总3﹣W有3﹣W轮＝2.3×0.2J﹣3.0×0.1J﹣G轮h＝0.16J﹣G轮h；
故重物的重力越大，差值ΔW越大，原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
故答案为：（1）匀速；（2）30.3%；（3）所提升物重越大；（4）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
六．解答题（共3小题，满分27分）
24．
【解答】（1）乙图中纵坐标表示拉力F的大小，横坐标表示绳子自由端移动距离s，阴影部分的面积为Fs，由W＝Fs可知，阴影部分的面积Fs表示拉力F所做的功；
（2）乙图中纵坐标表示拉力F的大小始终为50N，横坐标表示绳子自由端移动距离s，大小为3m，
则拉力做的功：W＝Fs＝50N×3m＝150J，
拉力F做功的功率：P30W。
（3）由图可知n＝3，则绳端移动的距离s＝3h，
滑轮组的机械效率：η100%＝70%。
答：（1）拉力F所做的功；
（2）拉力F做功的功率为30W；
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为70%。
25．
【解答】（1）由图乙可知，第3s时A静止不动，此时A受到重力、钢缆绳的拉力和浮力作用，处于平衡状态，此时A的受力示意图如下图所示：
；
（2）由于完全浸没在水中，V排＝V＝1.4m3，则物体受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1.4m3＝1.4×104N；
根据力的平衡关系可知，钢缆绳对A的拉力为：
F缆＝G﹣F浮＝2.4×104N﹣1.4×104N＝1×104N；
（3）由图可知，4s～8sA上升的高度为s＝1.6m﹣0.8m＝0.8m，则A上升的速度为：
v0.2m/s；
（4）①由图可知，n＝3，拉力F做的功为：
W总＝Fs＝Fnh＝1×104N×3×1m＝3×104J；
②该滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%。
答：（1）见解答图；
（2）第3s时A受到的浮力大小为1.4×104N，钢缆绳对A的拉力为1×104N；
（3）4s～8s，A上升的速度为0.2m/s；
（4）①拉力F做的功为3×104J；
②滑轮组的机械效率为80%。
26．
【解答】（1）由支点向动力的作用线作垂线，垂线段即为动力臂，如图所示：；
（2）石球的质量m＝4kg，则石球的重力为G＝mg＝4kg×10N/kg＝40N，
则F2＝40N，设力臂与杠杆的夹角为a，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：16N；
答：石球刚好抬起时，脚作用在B点的力F的大小是16N。
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