人教版 八年级物理下册 第十二章 简单机械 单元测试

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八年级下 简单机械单元测试
题号 一 二 三 四 五 六 总分
评分 ? ? ? ? ? ? ?
一、单选题（共8题；共16分）
1.在图中，使用的杠杆属于费力杠杆的是（　　）
A.?????????????????B.???????
????C.?????????????????D.?
2.用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，如图所示，其中用力最大的是（均不计摩擦和机械自重）（　　）
A.????????????????????B.?? ??
?C.????????????????????D.?
3.悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置，若力施加在A点，取小的力为FA ， 若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC ， 且AB=BO=OC。下列选项中正确的是（忽略O点的位置变化）（?? ）
A.?FC?C.?FA>G??????????????????????????????????D.?FB>FC
4.黄河流域生态保护和高质量发展成为了重大的国家战略，如图是黄河上游最大的水电站——龙羊峡水电站开闸泄洪的场景，下列描述不正确的是（　　）
A.?水电站能将水的机械能转化为电能??????????????B.?泄洪时，水奔涌而下，水的重力势能减小，动能增大
C.?按照能源分类，水能属于一次能源??????????????D.?科技进步可以使水电站的能源利用率达到100%
5.下列说法中正确的是（　　）
A.?机械效率高的机械，做功就越多?????????????????????????B.?功率大的机械，做功就越多
C.?功率小的机械，其机械效率越低?????????????????????????D.?功率大的机械，做功就越快
6.如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物质A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法正确的是（?? ）
A.?F2的功率为0.3W?????????????? ?B.?弹簧测力计计数为6N
C.?物体A和地面之间有向左2N的摩擦力??????D.?如果增大F2 ， 物体A可能向左运动
7.某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为3.2N．g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（?? ）
A.?物体上升的速度为0.1m/s??????????B.?机械提升动滑轮做的功0.2J
C.?滑轮组的机械效率为90%?????????? D.?拉力F的功率为0.64W
8.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 与物重 的关系，改变，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 与 关系如图乙所示，若不 计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（??? ）
甲： ???????????????? 乙：
A.?此滑轮组动滑轮的重力为 2N???
B.?当 ＝6N 时，机械效率约为 η＝66.7%???
C.?同一滑轮组 随 的增大而增大，最终将超过 100%???
D.? 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
二、多选题（共2题；共6分）
9.如图所示，物体B的重力为40N，此时A正沿着水平桌面以0.4m/s的速度向右做匀速直线运动。若对A施加一个水平向左的力F，物体B以原速度匀速上升，则下列选项正确的是（不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦）（?? ）
A.?物体B匀速下降的速度是0.4m/s
B.?物体A向左做匀速直线运动时与桌面间的摩擦力为80N
C.?物体B匀速上升时，作用在物体B上绳子的拉力的功率为16W
D.?对A施加的水平向左的力F大小为160N
10.如图甲所示，奕奕用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A。拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计一切摩擦和绳子重力，已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则（?? ）
A.?重物A的重力为1200N
B.?动滑轮的重力为450N
C.?第2s内拉力F的功率为500W
D.?若将重物A的重力减小为900N，匀速提升重物，滑轮组的机械效率将变为75%
三、填空题（共9题；共23分）
11.下列工具中，属于省力杠杆的有________；属于费力杠杆的有________；属于等臂杠杆的有________．（选填序号）
A．天平； B．切纸刀； C．理发剪刀； D．独轮车； E．定滑轮．
12.如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，A端挂重为G的物体，图中能使杠杆在水平位置平衡的拉力有________，且该拉力________大于G（选填“一定”、“可能”或“一定不”）。
13.如图是一辆装满同种货物的手推车，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，这时手推车可看做杠杆，支点是 ________ 点（填字母）；当后轮遇到障碍物时，售货员向上提扶手，这时支点是 ________ 点，与前轮遇到障碍物时相比，此时较 ________ 力（填“省”或“费”）。
14.如图所示，在绳子自由端拉力F作用下重为20N的物体沿水平面以0.01m/s的速度匀速行驶20s，受到的摩擦力为30N。拉力F=________N，绳子自由端拉动的速度是________m/s。（忽略绳子和滑轮的重力及滑轮间的摩擦）
15.质量分布均匀的杠杆AO在F的作用下由如图所示位置绕O点转动30°，则线段________（选填“AB”、“BC”或“OB”）表示力F的力臂；在克服杠杆自身重力匀速升高过程中，F的方向保持水平不变，则F的大小将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16.如图所示为列车上出售食品的手推车．若货物在车内摆放均匀，当前轮B遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是________（写出字母）；当后轮C遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是________（写出字母），此时手推车可以视为________杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）．

17.如图所示，杠杆的 A点挂边长为 2dm、密度为 ρ1=2kg/dm3 的正方体C，B点挂边长为 1dm正方体D，AO：OB=1：2，杠杆水平平衡时，D静止在空中，C对水平地面的压强为 p1=1000Pa；将正方体D 浸没在未知液体中时（未接触到容器），杠杆平衡位置不变，C 对水平地面的压强增大为 1400Pa，g取 10N/kg。则：物块D的重力是________N，物块D浸没在液体中时受到的浮力为________N，未知液体的密度为________kg/m3。
18.如图甲所示，是探究杠杆平衡条件的实验装置，要是杠杆在水平位置平衡，B处应挂与A处同样大小的钩码个数为________个；如图乙所示，利用杠杆投掷石球，作用在A点的力________方向时最小（选填“a”、“b”或“c”）。

19.如图所示，站在水平面上的建筑工人竖直拉着绳，通过滑轮组将540N的重物在5s内匀速提升1m。已知工人重600N，与地面的接触总面积为0.04m2 ， 动滑轮重100N，不计绳重和滑轮的摩擦。重物被匀速提升过程中，绳自由端的速度为________m/s， 人对地面的压强为________Pa。若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组的机械效率将________（ 选填“变大”“变小”或“不变”）。
四、作图题（共2题；共10分）
20.如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面．该器材相当于一根杠杆（杠杆自重不计），乙图为其简化图，锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高，达到锻炼上肢的目的．请在乙图中画出动力臂L1 ．
21.如图所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图．
五、实验探究题（共2题共15分）
22.图中，根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：
（1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，此时调节杠杆右端的螺母向________ 移动；
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆平衡，如图乙所示，并测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中：
次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了_________；
A.减小摩擦
B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值减小误差
D.获取多组实验数据归纳出物理规律
（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是:________ ；如果将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会 ________（选填“右侧下降”或“左侧下降”）；
（4）另一位同学用了如图丙的方法来进行实验，用弹簧测力竖直向上拉动杠杆使其水平平衡，若每个钩码重为2N，则弹簧测力计的读数为 ________ N，当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）在如图丁所示的两种常用工具中，属于省力杠杆的是________（选填“甲”或“乙”）．
23.在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4%
2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1%
3 最陡 10 0.6 8.5 1
（1）表格中第三次实验的机械效率为________（结果保留一位小数），分析表中数据可得该实验是探究________（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是∶在其他条件一定时，斜面________，机械效率越高；
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块________拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的________不变，改变斜面的________，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次________的大小，即可验证猜想是否正确。
阅卷人 ??? 六、计算题（共2题；共30分）
得分 ???
24.如图所示是一台起重机在长江边工作的示意图。现在用此起重机从水中把重1.5×104 N、体积为0.6 m3的物体M匀速提起。已知物体在水面下时，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为3 750 N，物体受到的拉力F′所做的功为有用功（不计摩擦和绳重，ρ水=1.0×103 kg/m3 ， g取10 N/kg）。则物体浸没在水中时，求：
（1）受到的浮力和拉力F′。
（2）重物在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率。
（3）动滑轮的重。
25.如图，杠杆在水平位置平衡，物体M重为500N，OA：OB=2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M，以0.5m/速度匀速上升了5m．（杠杆与绳的自重摩擦均不计）求：
（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】A．手推车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，A不符合题意；
B．羊角锤在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B不符合题意；
C．镊子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，C符合题意；
D．开瓶器在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力。
2.【答案】 B
【解析】【解答】由题知，不计摩擦和机械自重，
A．由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以 ；
B．由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以 ；
C．使用定滑轮， ；
D．使用动滑轮， ；
由以上分析可知，B选项中用力最大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。

【分析】A．根据杠杆平衡条件，动力臂大于阻力臂，所以动力小于重力。
B．根据杠杆平衡条件，动力臂小于阻力臂，所以动力大于重力。
C．定滑轮不省力，动力等于重力。
D．动滑轮省一半的力，动力等于重力。
3.【答案】 A
【解析】【解答】在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小，根据力臂的定义可知，重力的方向竖直向下，重力的力臂要小于OB，由图可知，OA＞OB=OC，根据杠杆的平衡条件可知，FA、FB、FC都要小于G，由于OB=OC，则FB=FC ， BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。

【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
4.【答案】 D
【解析】【解答】A．水电站发电时，消耗了机械能，获得了电能，故将水的机械能转化为电能，A正确，不符合题意；
B．泄洪时，水奔涌而下，此过程中，水的质量不变，高度降低，速度变大，故水的重力势能减小，动能增大，B正确，不符合题意；
C．水能可以直接从自然界获得，它们属于一次能源，C正确，不符合题意；
D．能量在利用过程中，总会有一部分能量未被利用而损失掉，所以对能源的利用率不会达到100%，D错误，符合题意。
故答案为：D。

【分析】机械效率为有用功与总功的比值，减少能量损耗可以提高效率，但效率不会达到100%。
5.【答案】 D
【解析】【解答】A．机械效率表示有用功在总功中所占的比例，故机械效率高的机械做功不一定多，A不符合题意；
B．功率表示做功的快慢，因时间未知，故功率大的机械做功不一定多，B不符合题意；
C．功率小的机械做功慢，但效率不一定低，C不符合题意；
D．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的机械，做功就越快，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，物体功率越大，做功越快，但不见得做功多。
6.【答案】 C
【解析】【解答】A．由图知，水平使用滑轮组，n=2，绳子自由端移动速度
拉力做功的功率
A不符合题意；
B．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数
B不符合题意；
C．对于物体A，水平方向上受到物体B向左的摩擦力
受到向右的拉力 ，因为物体A静止，所以地面对物体A有向右的摩擦力
由于作用力和反作用力大小相等方向相反，所以物体A对地面有向左2N的摩擦力，C符合题意；
D．如果增大 ，物体B将做加速运动，物体B对物体A的压力和接触面的粗糙程度不变，物体B与物体A之间的滑动摩擦力不变，物体A受力不变，还是处于静止状态，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系，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。
7.【答案】 D
【解析】【解答】A．由图可知，当物体运动2s时，路程是10cm，物体上升速度为
A不符合题意；
B．动滑轮做的功
B不符合题意；
C．当物体运动2s时，路程是10cm，有用功为
总功为
机械效率为
C不符合题意；
D．根据图可知，当绳子运动2s时，路程是40cm，绳子的速度为
拉力F的功率为
D符合题意。
故答案为：D。

【分析】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。
8.【答案】 B
【解析】【解答】A、由图象可知，当G＝12N时，η＝80%，不计绳重和摩擦，则 ，即80%＝ ，解得 ＝3N，A不符合题意B、当 ＝6N时，此时的机械效率： ×100%≈66.7%．B符合题意。C、由图象可知，同一滑轮组 随 的增大而增大，由题知，不计绳重和摩擦；使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式 知，机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率 随 的增大而增大，但最终不能超过100%，C不符合题意；
D、 不变，改变图甲中的绕绳方式，如下图所示， ；因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功： ，则额外功 相同，又因为 ，所以总功相同，由 知，两装置的机械效率相同，即 ；所以， 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】拉力做的功是总功，克服重力做功为有用功，两者相除即为机械效率。
二、多选题
9.【答案】 B,D
【解析】【解答】A．由题图可知，拉着动滑轮的绳子段数n＝2，则绳子自由端（物体B）的移动速度为物体A移动速度的2倍，即
A不符合题意；
C．物体B匀速上升时，绳子对它的拉力与物体B的重力是一对平衡力，大小相等，则拉力的大小
所以作用在物体B上绳子的拉力的功率
C不符合题意；
B D．当物体A向右做匀速直线运动时，物体A受到向左的摩擦力
当对物体A施加水平向左的力F使物体B以原速度匀速上升时，物体A受到向左的拉力F、向右的摩擦力fA右和滑轮组对其向右的拉力FA；由于物体A与地面之间的压力和粗糙程度不变，则物体A受到的摩擦力大小不变，即
物体A受到滑轮组对其向右的拉力
由于物体A向左做匀速直线运动，则
B、D均正确。
故答案为：BD。

【分析】滑轮组上动滑轮可以判断绳子股数n，绳子的运动速度和物体速度有n倍关系；动滑轮上的拉力是绳子上拉力的n分之一。
10.【答案】 A,D
【解析】【解答】A．已知在1s～2s内，此时的拉力的大小为500N，滑轮组的机械效率为80%，则
可得
A符合题意；
B．在已知在1s～2s内，物体做匀速直线运动，对动画轮进行受力分析，可以得出
B不符合题意；
C．拉力的速度为物体的三倍，故为3m/s，第2s内拉力F的功率为
C不符合题意；
D．若将重物A的重力减小为900N，匀速提升重物，滑轮组的机械效率将变为
D符合题意。
故答案为： AD。

【分析】根据滑轮组绳子上的拉力和机械效率，可以计算物体的重力大小；利用拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力；利用拉力和速度的乘积可以计算功率的大小；利用物体的重力和动滑轮的重力，可以计算机械效率的大小。
三、填空题
11.【答案】 BD；C；AE
【解析】【解答】切纸刀、独轮车是省力杠杆，理发的剪刀是费力杠杆，天平和定滑轮都是等臂杠杆。
故答案为：BD；C；AE
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆。
12.【答案】 F1、F2、F3；一定
【解析】【解答】由图可知，能使杠杆在水平位置平衡的拉力有 ，拉力F4会使杠杆逆时针转动。
由图可知，三个拉力的动力臂均小于重力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，这三个拉力一定都大于重力。

【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
13.【答案】 C；B；省
【解析】【解答】当前轮遇障碍物A时，顾客向下按扶把，这时手推车可看成杠杆，支点是C点。当后轮遇到障碍物A时，顾客向上提把，这时支点是B点，显然动力臂大于阻力臂，此时手推车可看成是省力杠杆。
【分析】（1）向下压手推车，手推车绕着固定点C运动；
（2）售货员向上提手推车，手推车绕着固定点B运动；
（3）根据杠杆平衡条件，观察固定点B、C到动力作用线（手所在动力作用线）的距离越长，越省力进行判断。
14.【答案】 15；0.02
【解析】【解答】由图知，n=2，摩擦力为f=30N，则拉力
物体运动的速度v物=0.01m/s ，绳子自由端拉动的速度是vF=2v=2×0.01m/s=0.02m/s

【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；物体A水平方向受到拉力和摩擦力，处于平衡状态，结合二力平衡的知识求解摩擦力。
15.【答案】 OB；变小
【解析】【解答】因为力与力臂垂直，因此线段OB表示力F的力臂。
OA从图示位置缓慢转动到竖直位置的过程中，动力F方向不变，动力臂变长，阻力臂变短，阻力不变，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得力F变小。

【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大。
16.【答案】 C；B；省力
【解析】【解答】解：当前轮B遇到障碍物A时，售货员向下压扶把，这时手推车可看作杠杆，手推车绕着C点转动，故C是支点；
当后轮C遇到障碍时，售货员竖直向上提扶把，手推车绕着B点转动，故B是支点；
当后轮C遇到障碍物A时，支点是B点，当前轮遇到障碍物A时，C是支点，在这两种情况下，阻力（手推车重力）与阻力臂相等，后轮遇到障碍物时的动力臂大于前轮遇到障碍物时的动力臂，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，因此与前轮遇到障碍物时相比，此时较省力。
【分析】杠杆绕着转动的固定点是杠杆的支点；由杠杆的平衡条件可知：当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆。
17.【答案】 60；8；0.8×103
【解析】【解答】①由杠杆水平平衡时，D 静止在空中，C 对水平地面的压强为 p1=1000Pa，可得
根据力的相互作用性
根据力的相互作用性，C物体受力为
则
联立可得物块D的重力为
②由题知，物体C对地面的压强增加值Δp= 1400Pa- 1000Pa=400Pa ,
则地面增加的压力： ΔFC=ΔpSC=400Pa×4×10-2m2=16N ,
杠杆A端减小的拉力：
ΔFA=ΔFC=16N ,由杠杆平衡条件可得：(GC-FC-ΔFA) ×AO= ( GD-FD浮) ×OB
( 160N-40N-16N) ×1= ( 60N-FD浮) ×2
解得： FD浮=8N ;
因为
则未知液体的密度为

【分析】根据物体的密度、体积可以计算质量和重力；利用压强和受力面积可以计算压力大小；结合杠杆的平衡条件计算拉力的大小；根据浮力和排开液体的体积可以计算液体密度大小。
18.【答案】 6；b
【解析】【解答】杠杆每格的长度是L，设每个钩码的重力是G，由图示可知，动力F1=4G，动力臂l1=3L，阻力臂l2=2L，由杠杆平衡条件得：F1×l1=F2×l2 ， 所以F2= = =6G
则在B处应挂6个钩码。利用如图所示杠杆投掷“石弹”，在“投弹”时阻力和阻力臂一定，要想动力最小，必须动力臂最长，图中的力沿b方向时，动力臂最长，动力最小。

【分析】根据杠杆平衡条件，结合杠杆上的力臂和已知的力，计算未知的力的大小；当杠杆上的力臂最大时，所用力最小。
19.【答案】 0.4；7×103；变大
【解析】【解答】由图知，承担物重的绳子段数为
绳自由端移动的距离为
绳自由端的速度为 因不计绳重和滑轮的摩擦，则人对绳的拉力为
以人为研究对象，受重力、绳的拉力、地对人的支持力作用，则人对地的压力为
人对地面的压强为
由 知
若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组的机械效率将变大。

【分析】利用路程和时间的比值计算速度；根据压力和受力面积的比值计算压强；利用物体的重力结合滑轮重力，计算机械效率。
四、作图题
20.【答案】解：由题意可知，图中杠杆的支点为O，首先反向延长力F1的作用线，然后由支点O向F1的作用线做垂线，垂线段的长度为F1的力臂．如图所示：
【解析】【分析】要解决此题，需要掌握力臂的概念，知道力臂是从支点到力的作用线的距离．由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂．
21.【答案】 解：如图所示：
【解析】【解答】由题意知，最长的力臂为OC ，连接OC，则F与OC垂直，又因为G使杠杆沿顺时针转动，所以F应使杠杆沿逆时针转动，因
此F方向应垂直OC向上。如图所示：

【分析】动力臂是指支点到动力作用线的距离。而最小的力一定是动力臂最长的时候获得。
五、实验探究题
22.【答案】 （1）右
（2）D
（3）动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）；左侧下降
（4）2；变大
（5）乙
【解析】【解答】 (1)、如图杠杆往左沉，应该向右调节平衡螺母。
(2)、多次测量是为了获取多组实验数据归纳出物理规律?。?
(3)、杠杆平衡条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ；如图所示，左面的力臂小于右面的力臂，所以同时取下相同的钩码，力和力臂的乘积左面减少的少，所以左面下降。
(4)、弹簧测力计的力臂是钩码力臂的二倍，所以弹簧测力计的示数是钩码重力的一半，所以答案为2N；如果把弹簧测力计斜着拉动，这样的话力臂会变小，那么力就会变大。
(5)、乙的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。?
故答案为：(1)、右?(2)、D (3)、动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）；左侧下降(4)、2；变大?(5)、乙
【分析】 (1)、杠杆左沉往右调，右沉往左调。?
(2)、在探究实验中，尽可能的多次测量数据，使数据更有普遍性。
(3)、判断杠杆是否平衡是看力和力臂的乘积变化情况 。
(4)、当阻力乘以阻力臂不发生变化的时候，动力臂越长，动力越小。
(5)、省力杠杆是动力臂大于阻力臂的杠杆。
23.【答案】 （1）70.6%；小聪；倾斜程度越大
（2）匀速；倾斜程度；粗糙程度；机械效率
【解析】【解答】(1)由 得第三次实验的机械效率 由表格数据分析可知，物重和斜面的粗糙程度不变，改变的是斜面的倾斜程度，机械效率也不相同，故探究是小聪的猜想。由表格数据分析知：在其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高。(2)②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。④根据记录的数据，计算出机械效率的大小，比较机械效率的大小，即可验证猜想。
【分析】用斜面提升物体，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；结合表格中的数据分析求解即可。
六、计算题
24.【答案】 （1）解：物体完全浸没在水中时，则V排=V物=0.6 m3
浸没在水中时物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.6 m3=6×103 N
物体的重力G=1.5×104 N，物体被匀速提起，则物体受到的拉力F′=G-F浮=1.5×104 N-6×103 N=9×103 N
答：受到的浮力是6×103 N，拉力是9×103 N；
（2）解：由图知道，n=3，则拉力端移动的距离s=3h
由题意知道，物体受到的拉力F′所做的功为有用功，重物在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率
答：重物在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率80%
（3）解：不计摩擦和绳重，则拉力
故动滑轮的重力G动=3F-F′=3×3 750 N-9×103 N=2 250 N
答：动滑轮的重2250N。
【解析】【分析】（1）根据液体密度和物体排开液体的体积，可以计算浮力的大小；根据物体的重力和浸入液体中测力计的示数差计算浮力大小；（2）根据物体受到的拉力和总拉力的大小的比值，可以计算滑轮组的机械效率；（3）根据总拉力和对物体的拉力差，计算动滑轮的重力大小。
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25.【答案】 （1）解：因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
则滑轮组的机械效率： 即
解得物体M2的重力：G＝80N；
（2）解：由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h，
由 可得绳子自由端的速度为：v绳＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s；
拉力F的功率：
（3）解：由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N，
根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝F′B＝170N，
根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
故绳子对杠杆A端的拉力为：
力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FA′＝FA＝255N，
根据力的平衡，地面对M1的支持力：F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N；
由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：F压＝F支＝245N．
【解析】【分析】（1）用滑轮组水平拉动物体，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，结合机械效率列方程求解动滑轮重力即可；
（2）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。
（3）杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
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