专项06 简单机械（试卷解析版）-2021-2022学年八年级物理下学期期末复习训练

专项分类06简单机械（解析版）2021-2022学年八年级物理下学期期末复习必刷分类专项训练（人教版）一、目标要求1.理解：杠杆的平衡条件及其杠杆的应用；定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作特点；机械效率的概念；2.认识：杠杆；定滑轮、动滑轮和滑轮组；什么是有用功、额外功和总功；3.会：画杠杆的示意图（动力与动力臂、阻力与阻力臂）；进行有关滑轮计算；进行有关机械效率的计算。4.能：从常见的工具中与简单机械中识别出杠杆；利用杠杆平衡条件进行简单计算；分析滑轮的应用实例。5.通过实验探究理解动滑轮力与距离特点；通过测量滑轮组机械效率加强对机械效率的理解。二、知识体系三、知识点概览★知识点一：杠杆1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。（1）“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2.杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；（2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1”表示；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示；（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“”表示；（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“”表示。注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。※知识拓展一：杠杆作图画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签。⑴找支点O；⑵延长力的作用线(虚线)；⑶画力臂(实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线)；⑷标力臂。※知识拓展二：杠杆五要素的理解(1)杠杆可以是直的，也可以是弯的。，但在外力的作用下不能变形。例如：撬棒、跷跷板、抽水机、手柄等。(2)定义中的力，是指作用在杠杆上的动力和阻力，且动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力不一定相反。(3)杠杆在力的作用下，绕固定点转动而不是平动。(4)不论动力和阻力，杠杆都是受力物体，作用于杠杆的物体都是施力物体。(5)阻力绕支点转动的方向与动力绕支点转动的方向相反。(6)不可把从动力作用点到支点的距离作为动力臂，或把从阻力作用点到支点的距离作为阻力臂。※知识拓展三：杠杆支点的辨别方法支点是相对于杠杆不动的点，但支点一定在杠杆上，支点不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上，也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。若让力的作用线恰好过支点，则力臂是零，这个力不能使杠杆转动。★知识点二：杠杆作图杠杆示意图的画法：（1）根据题意先确定支点O；（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；（3）从支点向力的作用线画垂线，并用l1和l2分别表示动力臂和阻力臂；第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“F1”表示。这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图乙所示。第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“l1”“l2”，“l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。甲乙丙★知识点三：杠杆平衡条件（1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。（2）杠杆的平衡条件实验图（4）图（5）1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（5）所示，当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图（4）杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图（5）方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。（3）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。【知识拓展】探究杠杆平衡条件1.实验内容【实验目的】杠杆平衡条件实验验证。【实验器材】铁架台、带刻度的杠杆、钩码。【实验原理】动力×动力臂=阻力×阻力臂。【实验步骤】一、组装、调节杠杆，使横梁平衡（调节杠杆两端的平衡螺母）。二、用细线在左右两端悬挂数量不同的钩码，左为动力，右为阻力。固定动力臂和动力不变，选取适当的阻力（钩码个数），移动阻力位置，直至杠杆平衡。分别记录动力、动力臂和阻力、阻力臂，并计入表格。三、重复上述步骤两次（要求每次必须改变动力和动力臂），并计入表格。四、分别计算每次试验的动力×动力臂和阻力×阻力臂，填入表格。五、实验表格次数动力动力臂动力×动力臂阻力阻力臂阻力×阻力臂123六、整理器材。【实验结论】动力×动力臂=阻力×阻力臂。2.考查内容考查方向解答思路试验前杠杆不平衡应如何调节调节两端平衡螺母横梁不在水平位置，左端翘起平衡螺母左移杠杆的支点在中间位置目的为了消除杠杆自重影响两侧挂上钩码后判断是否平衡根据平衡条件判断力或力臂的计算根据杠杆平衡条件进行计算★知识点四：杠杆的应用1.省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。2.费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l2，则平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。3.等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。※知识拓展：杠杆应用解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。★知识点五：滑轮1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。2.定滑轮（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（2）实质：是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。（3）特点：不省力，但可改变力的方向。所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）★知识点六：动滑轮1.定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。2.实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。3.特点：省一半力，但不能改变力的方向。4.动力移动的距离是重物移动距离的2倍。对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。★知识点七：滑轮组1.定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。2.特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。3.动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。4.绳子端的速度与物体上升的速度关系：。※知识详解：认识滑轮组1.滑轮组：滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中，省力多少和绳子的绕法有关，决定于滑轮组的使用效果。2.滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一。使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，动力移动的距离大于重物移动的距离。3.滑轮组的用途：为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。4.几个关系（滑轮组竖直放置时）：（1）s=nh；(2)F=G总/n（不计摩擦）；其中s：绳端移动的距离，h：物体上升的高度，G总：物体和动滑轮的总重力，F：绳端所施加的力n：拉重物的绳子的段数（F=1/n×（G物+G动））。在绕时遵循：奇动（滑轮）偶定（滑轮）的原则：根据F=(1/n)G可知，不考虑摩擦及滑轮重，要使2400N的力变为400N需六段绳子，再根据偶定奇动原则，有偶数段绳子，故绳子开端应从定滑轮开始，因为要六段绳子，所以需要三个并列的整体动滑轮，对应的，也需要三个并列的定滑轮，从定滑轮组底部的勾勾处绕起，顺次绕过第一个动滑轮，第一个定滑轮，第二个…直到最后一段绳子绕过第三个定滑轮，此时绳子方向即向下，且会使拉力为400N（不考虑摩擦与滑轮重）。★知识点八：斜面1.斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。2.当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。★知识点九：机械效率１.有用功：对机械、活动有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用=Gh。2.额外功：并非需要但又不得不做的功。公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面：W额=fL。3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η；斜面：W总=fL+Gh=FL。4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。

5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时）（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。

（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。

6.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。※知识详解：机械效率1.根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功就是有用功。2.如果有用功不变，我们可以通过减小额外功(减少机械自重、减少机械的摩擦)来增大机械效率；如果额外功不变，我们可以通过增大有用功来提高机械效率；（例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理）；当然了，如果能在增大有用功的同时，减小额外功更好。3.滑轮组机械效率影响因素：影响滑轮组机械效率的因素是物重，其次才是滑轮重、绳重和摩擦。无论你用同一滑轮组吊起一根绣花针或一个重量远远大于动滑轮的重物，你都需要把动滑轮举上去，还要克服绳重与摩擦，前者额外功远远大于有用功，其机械效率几乎为零，后者额外功在总功中占的比值就小得多，所以物重越大，机械效率就越高。主要因素：物体重力一定时，动滑轮越重，机械效率越低，动滑轮重一定时，物体重力越大，机械效率越高。机械效率是反映机械性能的优劣的重要标志之一。总功等于有用功与额外功之和，因而有用功只占总功的一部分。显然，有用功所占比例越大，机械对总功的利用率就越高，机械的性能就越好。※知识拓展：提高合滑轮组机械效率的方法1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。2．提高滑轮组机械效率的方法(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。(3)换用最简单的机械。☆考点1：杠杆分类考点概述：判断杠杆种类的方法（1）通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系；（2）从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的；而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。典例1：如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（）。A.

瓶起子

B.

天平C.

镊子

D.

汽车方向盘【答案】C。【解析】A.瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B.天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，既不是省力杠杆也不是费力杠杆，故B不符合题意；C.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C合题意；D.汽车方向盘属于轮轴，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选C。典例2：下图所示的用具中，属于费力杠杆的是（

）。A.

镊子

B.

钳子

C.

起子

D.

剪子【答案】A。【解析】A.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；B.钳子在绞铁丝过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C.起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D.剪刀在剪断毛线过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故选A。☆考点2：杠杆作图考点概述：画力臂的方法（1）找到支点，确定力的作用点和方向；（2）作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线作垂线段；（4）标出力臂。典例3：如图所示，轻质杠杆的A点挂一个重物G，绳的拉力为F2

，O为杠杆的支点。请在杠杆B端画出最小的动力F1

并画出其力臂l1

，使杠杆在图中位置平衡。【解析】根据杠杆平衡的条件可得，阻力和阻力臂不变，动力臂越长，越省力，当力F1

作用在B点，并且与杆垂直时，力臂最长为l1

，最省力，如图所示：典例4：如图所示，利用杠杆撬动重物M，O为杠杆支点，为杠杆的动力臂，现杠杆处于水平位置平衡。（1）作出杠杆动力的示意图；（2）作出重物M对杠杆压力的示意图。【解析】由图可知，杠杆的O为杠杆支点，已知杠杆的动力臂L1

，要让杠杆在水平位置平衡，则F1

的方向应向下，且动力臂和动力要垂直且作用在杠杆上，故可以作出动力F1

；重物M对杠杆压力作用在杠杆上且垂直于杠杆向下，如图所示：☆考点3：探究杠杆平衡条件考点点拨：1.试验前杠杆不平衡应如何调节：调节两端平衡螺母；2.横梁不在水平位置，左端翘起：平衡螺母左移；3.杠杆的支点在中间位置目的：为了消除杠杆自重影响；4.两侧挂上钩码后判断是否平衡：根据平衡条件判断；5.力或力臂的计算：根据杠杆平衡条件进行计算；6.让杠杆处于静止状态：方便进行实验。典例5：如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向_______（左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡；（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：_________（用字母表示）。他这样得出的结论_________（合理/不合理）；原因是：_________________；（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是：_____________。【答案】左；F1

l1

＝F2

l2；不合理；实验次数太少，得出的结论不具有普遍性；杠杆本身受到重力。【解析】(1)[1]

杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。(2)[2][3][4]

杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1

l1

＝F2

l2

），初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律。本次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。(3)[5]图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，杠杆的重心不在支点上，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力

F

的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。典例6：图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向______（选填“左”或“右”）侧调节。（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆______（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是______。（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为_____N。以弹簧测力计的拉力为动力F1

，钩码处绳子拉力为阻力F2

，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1

l1

总是______（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2

l2

，其原因可能是______。（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于______（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：______。【答案】平衡；左；左端下沉；避免偶然性，寻找普遍规律；2.3；大于；杠杆自重对杠杆平衡有影响；费力；钓鱼竿。【解析】（1）[1]物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的合力为0，物体处于平衡状态，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态。[2]如图甲所示，杠杆向右偏，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向右侧调节。（2）[3]如图乙所示，设每个钩码重力为G，杠杆上的每个小格长度为x，杠杆左端力和力臂的乘积为2G×6x=12Gx杠杆右端力和力臂的乘积为2G×6x=12Gx此时杠杆平衡。如图丙所示，若推动右侧钩码的悬线，杠杆右端的力臂减小，力和力臂的乘积减小，杠杆的左端下沉。（3）[4]一次实验具有偶然性，故在探究过程中，需要进行多次实验的目的是避免偶然性，寻找普遍规律。（4）[5]如图丁所示，弹簧测力计的分度值为0.1N，此时弹簧测力计示数为2.3N。[6][7]由于杠杆自重对杠杆平衡的影响，以弹簧测力计的拉力为动力F1

，钩码处绳子拉力为阻力F2

，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1

l1

总是大于F2

l2

。（5）[8][9]图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此时的动力臂小于阻力臂，杠杆属于费力杠杆，费力杠杆可以省距离，在生活中的应用包括：钓鱼竿，镊子，筷子等。☆考点4：杠杆平衡条件的应用考点概述：利用杠杆平衡条件解决实际问题的步骤：一转化：分析受力情况，找出支点，然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂，将实际物体转化为杠杆模型；二标量：画出杠杆模型示意图，在图中表明动力、动力臂、阻力和阻力臂。三计算：根据已知条件，利用杠杆平衡条件分析求解。典例7：如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连，图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，则物体M的质量大小为_________g；已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大弹力大小为15N，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为___________s（g=10N/kg）。【答案】1000；12.5。【解析】[1]从图乙可以看到，一开始时，力传感器读数大小是10N，由于AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒，不考虑它们的质量，不考虑它们的重力，那么这个力传感器读数大小就是等于物体M的重力大小，则根据可知，物体M的质量物体M的质量是1000g。[2]从图乙可以看到，物体从A点开始运动，到第5s时，力传感器读数大小是零，即A端没有压力，那么物体M就应该是在O点，这时物体M对轻质杠杆AB压力的力臂大小是零，运动时间是5s，这段时间通过的路程则物体M匀速运动的速度物体M匀速运动的速度是0.06m/s；然后继续向右运动，物体M对轻质杠杆AB压力的力臂在变大，直到AC能承受的最大弹力大小为15N，根据杠杆的平衡条件可知其中的F是最大弹力15N，lx

是物体M相对于O点往右移动的距离，代入数据解得那么直到AC能承受的最大弹力大小为15N时，物体M相对于O点往右移动的距离是0.45m，物体M匀速运动的速度是0.06m/s，则物体M相对于O点往右移动的时间物体M相对于O点往右移动的时间是7.5s，由上述可知，在OA段移动时，需要的时间是5s，则物体从A点开始运动时间最长为；物体从A点开始运动时间最长为12.5s。典例8：如图，一位体重约为500N的男同学在做俯卧撑时，可以将该同学看做一个绕脚与地面接触点转动的杠杆，A点为重心，双手和双脚与地面接触点到重心的水平距离分别为0.6m和0.9m，则当他如图保持静止时，地面对他双手的作用力约为______N。【解析】如图，可以把脚尖作为支点，地面对双手的作用力为动力，人的重力为阻力，则：动力臂L1=0.6m+0.9m=1.5m，阻力臂L2=0.9m，根据杠杆平衡条件可得：F•L1=G•L2，所以F===300N。故答案为：300。☆考点5：滑轮组的计算考向点拨：滑轮组的计算实质上就是确定简单机械的力、距离与速度的关系；在理想状态下滑轮组的计算，不需要考虑绳重、摩擦和动滑轮重，可以直接使用，，进行计算；3.在非理想状态下，需要考虑动滑轮自重，计算拉力大小时要使用，但，还可以继续使用。典例9：使用如图所示的装置来提升物体时，忽略滑轮轴处的摩擦及滑轮的重力，最省力的装置是（）。A．

B．

C．

D．

【答案】D。【解析】忽略滑轮轴处的摩擦及滑轮的重力。A.此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F1

=GB.此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即C.此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子是2股，则D.此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子是3股，则由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是D。故选D。典例10：甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲

=1.8kg、m乙

=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（）。A.定滑轮质量一定是0.6kg；B.甲所受拉力为22N；C.乙所受拉力的功率为2.2W；D.3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等【答案】C。【解析】AB．由题意知，甲向下匀速直线运动，则乙向上匀速直线运动，甲的受力为：竖直向上拉力、摩擦力和竖直向下的重力，那么甲所受拉力即绳子端的拉力F甲

=G甲

-f甲

=1.8kg×10N/kg+4N=14N乙的受力为：竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力，那么乙所受的拉力即动滑轮所受的拉力F乙

=G乙

+f乙

=2kg×10N/kg+2N=22N那么在不计绳重及时，动滑轮的重力动滑轮的质量但定滑轮的质量不一定等于动滑轮的质量，所以无法确定其质量，故

AB

错误；C．甲的速度为0.2m/s，则乙的速度那么乙所受拉力的功率P=F乙

v乙

=22N×0.1m/s=2.2W，故C正确；D．3s内，甲、乙通过的路程分别为s甲

=v甲t=0.2m/s×3s=0.6ms乙

=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m甲、乙克服摩擦力所做的功分别为W甲

=f甲

s甲

=4N×0.6m=2.4JW乙

=f乙

s乙

=2N×0.3m=0.6J所以W甲

>W乙，故D错误。故选C。☆考点6：滑轮组的绕法作图方法点拨：采用“进一法”确定绳子的段数→采用“奇动偶定”的方法确定绳子的起始端→从起始端绕绳，最后在自由端画箭头、标拉力。典例11：请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人力往下拉绳使重物升起。【解析】人用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，绳子的起始端系在定滑轮上，如下图所示：典例12：如图，用滑轮组提升重物，画出最省力的绕线方法。【解析】由图知：滑轮个数n'=3，所以绳子段数n=4，根据

“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次。如图所示☆考点7：机械效率相关计算考点概述：计算滑轮组机械效率的三种方法：（1）分别求出W有、W总，运用公式计算；（2）已知绕绳方式，运用（或）进行计算；（3）对于不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，运用直接计算。典例13：如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重90N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（）。A.绳子自由端拉力F的大小为

90N；B.提升物体的过程中，拉力F做的有用功为200J；C.绳子自由端拉力F的功率为36W；D.此滑轮组的机械效率为90%【答案】D。【解析】A．由题意可知，不计绳重和摩擦，物体重是90N，动滑轮重为10N，从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，那么代入数据可知解得，绳子自由端拉力F的大小是50N，故A错误；B．提升物体的过程中，拉力F做的有用功即是重物克服自身的重力所做的功，那么拉力F做的有用功是180J，故B错误；C．5s将重90N的物体匀速提升了2m，两条绳子托着动滑轮，则绳子自由端移动的距离都是经历了5s时间，那么绳子自由端移动的速度绳子自由端移动的速度是0.8m/s，由A解析可知绳子自由端拉力F的大小是50N，根据可知，绳子自由端拉力F的功率绳子自由端拉力F的功率是40W，故C错误；D．由B解析可知拉力F做的有用功是180J，由C解析可知绳子自由端拉力F的功率是40W，这个过程经历的时间是5s，绳子自由端拉力F做的功是总功，这个总功这个总功是200J；此滑轮组的机械效率此滑轮组的机械效率是90%，故D正确。故选D。典例14：甲装置中，空吊篮A重25N，绳子承受最大拉力100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图内。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（）。A.动滑轮所受的重力为15N；B.第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J；C.此装置最多能匀速运载160N重的货物；D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%【答案】D。【解析】A.由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力F=20N，由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，动滑轮重力G动

=2F-GA

=2×20N-25N=15N，故A正确，不符合题意；B.由图丙可知，第2s内A上升的速度vA

=2m/s，第2s内滑轮上升的高度h=vA

t=2m/s×1s=2m第2秒内克服滑轮重做的额外功为W额

=G动

h=15N×2m=30J，故B正确，不符合题意；C.忽略绳重及摩擦，绳子拉力G=2F最大

-GA

-G动

=2×100N-25N-15N=160N，故C正确，不符合题意；D.此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率故D错误，符合题意。故选D。典例15：如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（）。A.绳子自由端移动距离为4m；B.物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N；C.额外功的功率为12W；D.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低【答案】C。【解析】A.物体移动距离s物

=v物

t=0.1m/s×20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3s物

=3×2m=6m故A错误；B.拉力做功为W总

=Fs=100N×6m=600J由η=得有用功W有用

=ηW总

=60%×600J=360J由W有用

=fs

物求得物体与地面间的滑动摩擦力f===180N，故B错误；C.拉力做的额外功W额

=W总

-W有用

=600J-360J=240J额外功的功率P===12W，故C正确；D.如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。故选C。典例16：如图，某同学用40N的拉力，在6s内将重90N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。在此过程中，求：(1)

拉力F做的有用功是多少？(2)

该滑轮组的机械效率是多少？(3)

若绳子所能承受的最大拉力是45N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重120N的物体？【答案】(1)180J；(2)75%；(3)不能。【解析】

(1)拉力F做的有用功为W有用

=Gh=90N×2m=180J(2)

由图知绳股数为n=3绳子末端移动的距离为s=3h=3×2m=6m拉力做功W总

=Fs=40N×6m=240J滑轮组的机械效率(3)

由题意可知故，解得G轮

=30N如果绳子所能承受的最大拉力F最大

=45N，由得该滑轮组能提升的最大物重为G最大

=3F最大

-G轮

=3×45N-30N=105N＜120N故不能提起120N的重物。答：(1)拉力F做的有用功是180J；(2)该滑轮组的机械效率是75%；(3)若绳子所能承受的最大拉力是45N，使用该滑轮组不能提起重120N的物体。☆考点8：测得滑轮组机械效率【实验目的】测定滑轮组的机械效率。【实验原理】【实验器材】弹簧测力计、铁架台、滑轮组、细线、钩码、刻度尺等。【器材安装】如图。【实验步骤】（一）如图甲乙，缓慢匀速向上拉动弹簧测力计，记录弹簧测力计示数和绳端A的高度；数据计入表格；（二）重复步骤一两次；（三）增加钩码，换用丙图滑轮组重复上述过程，并记录表格。内容/次数123重物所受重力/N重物初位置/m重物末位置/m重物上升距离/m滑轮组做的有用功/J拉力/N绳端初位置/m绳端末位置/m绳端移动距离/m总功/J机械效率【实验表格】【实验结论】(1)动滑轮重力相同时，提升的物体越重，机械效率越高；(2)物重相同时，动滑轮越轻，机械效率越高;(3)机械效率物体提升高度、速度无关。【实验论证】1.影响滑轮组机械效率的因素：(1)动滑轮重；(2)物重；(3)绳重和各种摩擦。2.提高滑轮组机械效率的方法：(1)减轻动滑轮；(2)增加物重；(3)减小摩擦（润滑油）。【考向点拨】1.测量过程中，物体应做什么运动：匀速直线运动；2.使用不同滑轮组提升同一物体时，影响机械效率的因素：动滑轮越重，机械效率越低；3.改进措施：（1）增加被提升物体的重力；（2）减轻动滑轮自重；（3）减小机构间的摩擦；4.机械效率的计算：利用机械效率的公式；5.改变钩码数量，进行多次测量的目的：多次测量，消除偶然因素；6.物体被提升的高度会影响滑轮组机械效率吗：不会；7.弹簧测力计的使用与读数：正确使用与读取读数；8.绳端移动的距离与物体移动距离的关系：h=ns。典例17：生活和生产中，提高机械效率有着重要的意义。（1）为了探究影响机械效率的因素，小辉选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在下表中。①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码___________，机械效率越高。②比较___________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。③第

5

次实验是利用图___________的装置完成的。④利用图甲的装置，把重

6N

的物体用

2.5N

的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为___________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高度h/m有用功W有用

/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总

/J机械效率η1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%（2）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都不省功。你所学物理知识中运用了这种研究方法得出的物理规律是___________。【答案】越重；2、3；乙；80%；牛顿第一定律或真空不能传声。【解析】（1）①[1]比较1和2两次实验知道，当提升钩码的高度相同，提升钩码重力不同时，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率就越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高②

[2]比较2和3两次实验知道，当提升钩码的重力相同，提升高度不同时，滑轮组的机械效率相同，故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关。③

[3]第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，所以即绳子的有效段数为1，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用了图乙完成的。④

[4]图甲中的绳子段数n=3，根据题意知道，G物

=6N，F拉

=2.5N，则滑轮组的机械效率为（2）[5]物理学中，常常有难以达到条件的时候，这时，我们常常需要借助将实验想象为理想情况下来达到我们的目的，在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律，这种研究问题的方法就叫科学推理法。使用任何机械不省功，即采用了理想化推理法。所学的牛顿第一定律，由于不能用实验直接验证，就是在实验的基础下推理得出的。典例18：提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。（1）实验中应

拉动弹簧测力计。（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。装置钩码重/N钩码上升的高度/m弹簧测力计示数/N绳子自由端移动的距离/ma20.11.50.2b20.11.00.3c50.12.00.3计算出a组实验的：有用功

J，机械效率

。（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1

η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是

。比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1

η2，影响它们机械效率高低的因素是

。【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；（2）由第三组数据知，有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J；则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%；（3）b的有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J；ab的有用功和总功相同，机械效率相同；根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是省力；c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J；则机械效率为：η'＝×100%＝×100%≈83.3%；b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。一、选择题1．（2021·广东深圳市）下列杠杆中属于费力杠杆的是（）。A．撬石头 B．船桨C．小推车 D．修树剪刀【答案】B。【解析】A．从图中可以看到，撬石头时，支点是木棒与中间石头的接触点，左边石头对木棒的压力是阻力，右边的人对木棒的压力是动力，很明显看到动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故A不符合题意；B．从图中可以看到，船桨划船时，支点是船桨与船的接触点，人划船时出的力是动力，水对船桨的推力是阻力，人手对船桨的作用点距离支点较近，水对船桨的作用点距离支点较远，动力臂小于阻力臂，则它属于费力杠杆，故B符合题意；C．从图中可以看到，工人使用小推车工作时，支点是小推车的下面车轮中间点，人手往上抬的力是动力，小推车自身的重力是阻力，人手对小推车的作用点距离支点较远，小推车自身的重力作用点距离支点较近，动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故C不符合题意；D．从图中可以看到，修树剪刀使用时，剪刀中间点作为支点，人手出的力是动力，剪刀受到树木的力是阻力，人手对剪刀的作用点距离支点较远，树木对剪刀的作用点距离支点较近，动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故D不符合题意。故选B。2．（2021·广西贺州市）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂几个钩码（）。A．1 B．2 C．3 D．4【答案】C。【解析】设每个钩码为G，每个小格的长度为L，则右侧力与力臂的乘积2G6L=12GL左侧A点的力臂为4L，根据杠杆平衡条件可知，A点所挂钩码的重力=3G即应在杠杆的A点挂3个钩码。故ABD错误，C正确。故选C。3．（2021·湖北荆州市）2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是（）。A．旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力；B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力F减小；C．其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，拉力F增大；D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大【答案】C。【解析】A．由于受到了拉力，故拉力和支持力和重力三个力平衡，故A错误；B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，支点到力的距离变小，即力臂变小，而阻力和阻力臂的乘积不变，故拉力的大小变大，故B错误；C．其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，力臂变短，作用力F变大，故C正确；D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，阻力臂变小，故阻力臂和阻力的乘积变小，动力臂不变，故拉力的大小变小，故D错误。故选C。4．（2021·广西南宁市）图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（）。A．支点不动，脚在杆上的位置前移；B．将支点靠近人，脚在杆上的位置不动；C．将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移；D．将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移【答案】D。【解析】由题知，阻力F2大小不变，若要更省力，即减小F1，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，可以增大l1或减小l2或同时增大l1和减小l2。A．支点不动，脚在杆上的位置前移，减小了l1，l2不变，F1将增大，故A错误；B．将支点靠近人，脚在杆上的位置不动，l1减小，同时l2增大，F1将增大，故B错误；C．将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移，l1减小，l2增大，F1将增大，故C错误；D．将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移，减小l2同时增大l1，F1将减小，故D正确。故选D。5．（2021·广东深圳市）如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（）。A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．乙中，拉力的功率为1.7WC．甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D．乙中，动滑轮的重力为2N【答案】A。【解析】AC．从甲图可以看到，在动滑轮与定滑轮的中间画一条虚线，虚线往下，有三条绳子吊着动滑轮，即甲中，动滑轮由三根绳子吊着，故C错误；再由题意可知，物体A在2s内拉升了20cm，三条绳子吊着动滑轮，则甲图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度三倍，即甲中，绳端移动的距离为60cm，故A正确；B．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，则乙图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度两倍，即相同的时间2s，那么乙图中绳端移动的速度根据可知，乙中拉力的功率乙中拉力的功率是1.8W；故B错误；D．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，设动滑轮的重力，物体A的重力是17N，则代入数据可得解得乙中，动滑轮的重力为1N；故D错误。故选A。6．（2021·辽宁中考真题）国家为了改善居民的居住条件，对老旧小区进行改造。建筑工人用如图装置将建材匀速运送到楼顶，已知建材重为4500N，建材提升15m用时1min，绳端的粒力F为2000N（忽略绳重）下列计算结果正确的是（）。A．绳端拉力的功率为1125W；B．绳端移动的速度为0.25m/s；C．该装置的机械效率为75%；D．该装置所做的有用功为3×104J【答案】C。【解析】B．物体移动的速度如图由3股绳子拉着动滑轮，绳端移动的速度为故B错误；A．绳端拉力的功率为故A错误；C．该装置的机械效率为75%故C正确；D．该装置所做的有用功；故D错误。故选C。7．（2021·辽宁中考真题）用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（）。A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5NC．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J【答案】A。【解析】A．滑轮组的机械效率为故A正确；B．动滑轮重为故B错误；C．拉力的功率为故C错误；D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。故选A。8．（2021·湖北宜昌市）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）。A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快【答案】D。【解析】A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，故B错误；C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C错误；D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，故D正确。故选D。9．（2021·内蒙古通辽市）如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（）。A．绳子自由端移动距离为4m；B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N；C．额外功的功率为12W；D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低【答案】C。【解析】A．物体移动距离s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3s物=3×2m=6m故A错误；B．拉力做功为W总=Fs=100N×6m=600J由η=得有用功W有用=ηW总=60%×600J=360J由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力f===180N故B错误；C．拉力做的额外功W额=W总-W有用=600J-360J=240J额外功的功率P===12W故C正确；D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。故选C。二、填空题10．（2021·辽宁中考真题）如图是小明用一根木棒撬动水平地面上石头的情景，为了更省力，小明应沿______（填“竖直”或“垂直木棒”）方向向下压木棒。若想省更多的力，小明可以将作为支点的石块O向______（填“左”或“右”）适当移动。【答案】垂直木棒；右。【解析】[1]垂直木棒方向压，因为这样动力臂最长，动力才最小，最省力。[2]若想省更多的力，减小阻力臂，增大动力臂，故将支点向右适当移动。11．（2021·吉林中考真题）如图是吉他的变音夹，两手柄绕点转动，用力按压手柄时弹簧被压缩，说明力可以改变物体的___________，手柄属于___________杠杆。【答案】形状；省力。【解析】[1]用力按压手柄时弹簧被压缩，形状改变，说明力可以改变物体的形状。[2]由图可知，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。12．（2021·贵州安顺市）如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果。若车总重为300N、与水平地面接触的总面积为3×10-3m2，则它对地面的压强为______Pa；将车把向上拍起时，独轮车可视为绕O点转动的______(填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。【答案】105；省力。【解析】[1]已知，车总重为300N、与水平地面接触的总面积为3×10-3m2，则它对地面的压强为[2]如图所示，将车把向上拍起时，独轮车可视为绕O点转动，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆。13．（2021·吉林中考真题）如图所示，用的拉力，把重力为的木箱匀速提升，滑轮组的机械效率为___________﹔假如在上升过程中，拉木箱的绳子突然断了，木箱由于___________会继续向上运动一段距离。【答案】80%；惯性。【解析】[1]有3股绳，滑轮组的机械效率为[2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，在上升过程中，拉木箱的绳子突然断了，木箱由于惯性会继续向上运动一段距离。14．（2021·广东中考真题）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。【答案】A；40；300。【解析】[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。[2]动滑轮的重力为[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为。15．（2021·海南中考真题）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有______段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】2；变大。【解析】[1]由图，提着动滑轮的有两股绳，所以有2段绳子承担物重。[2]当增大下面所提物重时，有用功变大，额外功基本不变，有用功占总功的比例变大，故该滑轮组的机械效率将变大。三、作图题16．（2021·辽宁中考真题）如图甲所示为搬花神器，用它把花盆抬起时，相当于一个绕O点转动的杠杆。其简化示意图如图乙所示，请在乙图中画出：（1）花盆所受重力的示意图（O'为其重心）；（2）杠杆平衡时作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。【解析】（1）花盆所受重力的方向竖直向下，重力的作用点在其重心，花盆所受重力G示意图如下图所示：（2）阻力F2为花盆所受重力G，其大小一定，阻力臂也为一定值，根据杠杆的平衡条件，当动力臂最大时，动力最小，故连接OA，为使OA为动力臂，过A点作OA的垂线，因阻力有使杠杆逆时针转动的趋势，故动力臂有使杠杆顺时针转动，故最小动力的方向垂直OA斜向下，如下图所示：17．（2021·青海中考真题）在图中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1的作用点和方向，并画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂L2。【解析】要找到让杠杆平衡的最小力，先确定力的作用点，作用点一定是在杠杆上离支点最远的点，这样才可能找到最长力臂最小力，然后连接支点到力的作用点，以这条连线作为该力的力臂时，力臂最长，力最小，再过力的作用点作该连线的垂线即可确定使杠杆平衡的最小力的方向。绳子对杠杆的拉力竖直向下，将拉力的示意图反向延长得到该力的作用线，再过支点作该力作用线的垂线即拉力的力臂。如图所示：四、实验探究题18．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中：次数F1/NL1/mF2/NL2/m12.00.050.1023.00.102.00.1532.00.303.0（1）实验时应先调节杠杆在______位置平衡，若出现如图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；（2）杠杆平衡后，他们在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上______个相同的钩码；（3）上表是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据，空格处所缺的数据：△=______，☆=______；【答案】水平；左；4；1.0；0.20。【解析】（1）[1]在“研究杠杆平衡条件”的实验中，为了便于直接读出力臂，实验时应先调节杠杆在水平位置平衡。[2]如图甲所示，杠杆的左端高，右端低，为了使杠杆重新在水平位置平衡，应该向左调节平衡螺母。（2）[3]假设杠杆上一格为L，一个钩码重为G，则杠杆左端根据杠杆平衡条件可知，杠杆右端B位置应该挂上的钩码个数（3）[4][5]根据杠杆的平衡条件由第1次实验的数据可知有则由第3次实验的数据可知有则m。19．（2021·内蒙古包头市）某同学利用弹簧测力计、刻度尺和杠杆等器材测量长方体实心金属块的密度。

（1）挂金属块前，杠杆左端下沉，应将右侧的平衡螺母向______调节，使杠杆在水平位置平衡；（2）杠杆调平后，在A点用轻绳悬挂金属块。B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，如图甲所示。此时弹簧测力计示数为2.5N。金属块质量为______kg；（g取10N/kg）（3）已知金属块底面积为30cm2，高度如图乙所示。金属块高度为______cm，金属块密度为______kg/m3；（4）改变金属块和弹簧测力计的位置，进行多次实验，其目的是______；（5）在某次测量过程中、不慎沿斜下方拉弹簧测力计，由此次数据得出的金属块密度值比实际密度______。【答案】右；0.75；2.50；1×104；测量多组数据求平均值，减小误差；偏大。【解析】（1）[1]挂金属块前，杠杆左端下沉，杠杆向左偏，应将右侧的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）[2]杠杆调平后，在A点用轻绳悬挂金属块。B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，如图甲所示。此时弹簧测力计示数为2.5N。根据杠杆平衡的条件可知，金属块重力为金属块的质量为（3）[3][4]已知金属块底面积为30cm2，高度如图乙所示，刻度尺的分度值为0.1cm，则金属块高度为2.50cm，金属块密度为（4）[5]为了减小误差，采用测量多组数据求平均值的方法，操作是：改变金属块和弹簧测力计的位置，进行多次实验。（5）[6]在某次测量过程中、不慎沿斜下方拉弹簧测力计，此时力臂减小，力变大，测量的物体的重力变大，物体的质量也变大，根据，由此次数据得出的金属块密度值比实际密度偏大。20．（2020•湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为N。（2）第2次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是。（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度（选填“有关“或“无关”）。（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是。A．增大绳重B．减轻动滑轮重C．加快物体提升的速度【答案】（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。【解析】（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；（2）第2次实验时所做的有用功为：W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J；第2次做的总功：W总2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J；滑轮组的机械效率是：η＝＝×100%＝62.5%；（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；（4）A．增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；B．减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大；C．由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v＝，机械效率与物体提升的速度无关，故选B。故答案为：（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。五、计算题21．（2021·广东深圳市）深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg）（1）图2为图1中起重机的简图，请画出阻力F2的力臂l2；（2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N，自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。求：①箱梁的密度；②架桥机在此过程中的有用功；③架桥机在此过程中的机械效率。【答案】（1）如图；（2）①2.5×103kg/m3；②.5×106J；③50。【解析】（1）力臂是支点到力的作用线之间的距离，如下图所示（2）箱梁的密度箱梁的重力架桥机在此过程中的有用功架桥机在此过程中的总功架桥机在此过程中的机械效率答：（1）见解析；（2）①箱梁的密度为2.5×103kg/m3；②架桥机在此过程中的有用功为5×106J；③架桥机在此过程中的机械效率为50。22．（2021·广西贵港市）A、B、C是密度为ρ=4×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球，A球质量为mA=80g，甲和乙是两个完全相同的木块，其质量为m甲=m乙=240g，若把B和C挂在杠杆的两边，平衡时如图1所示。若用细线把球和木块系住，在水中平衡时如图2所示，甲有一半体积露出水面，乙浸没水中。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求:（1）B、C两球的体积之比；（2）细线对A球的拉力大小；（3）C球的质量。【答案】（1）2：1；（2）0.6N；（3）0.16kg。【解析】（1）根据杠杆平衡条件可知，可以列等式经整理可知，B、C两球的质量之比为根据可知，密度相同，质量之比即为体积之比，故B、C两球的体积之比2：1。（2）A球的重力为A球的浮力为细线对A球的拉力大小（3）对甲受力分析，其受到了重力和拉力和浮力，故此浮力为则乙所受的浮力为6N，设C球的体积为V，则B球的体积为2V，将乙与B球和C球当成一个整体，其受到了浮力和向下的重力，由于悬浮，浮力等于重力，故可以列等式为经整理可知则C球的质量答：（1）B、C两球的体积之比为2：1；（2）细线对A球的拉力大小；（3）C球的质量为。23．（2021·贵州中考真题）如图所示，一个质量为2kg，密度为2×103kg/m3的实心正方体M，悬挂在轻质杠杆B端，OB：OA=5：4，当M的一半体积浸在液体中时，A端竖直向下的拉力为20N，杠杆在水平位置平衡。（g=10N/kg）求：（1）M的体积；（2）液体的密度；（3）若剪断细线，M在液体中静止时，M对容器底部的压强。【答案】（1）1×10-3m3；（2）0.8×103kg/m3；（3）1200Pa。【解析】（1）由ρ=可得M的体积V===1×10-3m3即M的体积为1×10-3m3。（2）杠杆在水平位置平衡，则FB∙OB=FA∙OA，由此可得M对杠杆的拉力FB=∙FA=20N=16N根据力作用的相互性，M受到的拉力F拉=FB=16N，分析M受力可知，M共受三个力，拉力、重力和浮力，M的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N由此M所受浮力F浮=G-F拉=20N-16N=4NM的一半体积浸在液体中，所以V排=V=×1×10-3m3=5×10-4m3由F浮=ρ液gV排得液体的密度ρ液===0.8×103kg/m3即液体的密度为0.8×103kg/m3。（3）剪断细线后，M沉在容器底部，M共受三个力，重力、浮力和支持力，此时M排开液体的体积增加1倍，则所受浮力也增加1倍，即F′浮=2F浮=2×4N=8NM所受支持力F支=G-F′浮=20N-8N=12NM对容器底部的压力等于M所受支持力，即F压=F支=12N正方体M的边长a===0.1mM的底面积S=a2=(0.1m)2=0.01m2M对容器底部的压强p===1200Pa即M对容器底部的压强为1200Pa。答：（1）M的体积为1×10-3m3；（2）液体的密度为0.8×103kg/m3；（3）若剪断细线，M在水中静止时，M对容器底部的压强为1200Pa。24．（2021·湖南张家界市）党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。（1）一个工人质量为60kg，竖直向上匀速拉动700N的重物时，绳上拉力为400N，将重物提升2m用时20s，滑轮组的机械效率为多少？（2）在这20s的时间内拉力的功率为多少？（3）该工人能够提升的最重的物体约为多少kg？（4）请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。（5）利用最省力的方式，提升800N的重物，求绳上拉力的大小？（6）利用最省力的方式，竖直向上以0.15m/s的速度匀速拉动绳子，求20s物体上升的距离？【答案】（1）；（2）；（3）；（4）如图；（5）；（6）3m【解析】（1）滑轮组的机械效率为（2）20s的时间内拉力的功率为（3）由人的体重可知，最大的拉力为人的体重，即为动滑轮的重力为则最大的物重为该工人能够提升的最重的物体约为（4）一个定滑轮和一个动滑轮，最省力的是绳子的固定端从动滑轮起始，绕到定滑轮、动滑轮最后至小红的手中，故如下图所示：。（5）最省力的方式，提升800N的重物，绳上拉力的大小（6）物体上升的速度为20s物体上升的距离答：（1）滑轮组的机械效率为；（2）20s的时间内拉力的功率为；（3）该工人能够提升的最重的物体约为110kg；（4）见解析；（5）最省力的方式，提升800N的重物，绳上拉力的大小为300N；（6）20s物体上升的距离3m。期中考试八年级物理试题注意事项：1.全卷共7页，满分100分，考试时间为90分钟。2.答卷前，考生务必将本人的姓名、准考证号填在答题纸上。3.所有题目中有关g的取值都取g=10N/kg一、选择题（本大题有12小题，每小题3分，共36分。四个选项中只有一个符合题意。）1、如图是同一弹簧两次受力的情景．通过此实验可以探究力的作用效果与力的()A．大小有关B．作用点有关C．方向有关D．大小、方向、作用点都有关2、如图所示的图象中，能表示物体所受重力与质量的关系的是()3．一小车在水平拉力F的作用下，在光滑的水平面上做加速直线运动，撤去拉力F后，小车将()A．继续做加速运动B．加速一段时间后再做匀速直线运动C．做减速运动，直至速度为零D．做匀速直线运动4．大老虎从静止开始加速追赶小羚羊，快追上时，羚羊突然急转弯逃脱了老虎的捕捉．在此过程中下列说法正确的是()A．老虎静止时没有惯性B．老虎加速过程惯性增大C．老虎惯性大不易转弯D．老虎惯性小不易转弯5、小球向左运动与弹簧接触后，经历了如图所示过程，下列说法错误的是()A．压缩过程说明力可以改变物体的形状B．压缩过程说明力可以改变物体的运动快慢C．弹开过程不能说明力可以改变物体的形状D．整个过程说明力可以改变物体的运动方向6．如图所示，F1等于F2，下列各对力中不属于二力平衡的是()7．随着人们生活水平的提高，小汽车已经进入普通百姓家庭，下列关于小汽车的说法正确的是()A．汽车在水平公路上静止时，汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力B．汽车在水平公路上高速行驶时，汽车对地面的压力小于汽车的重力C．汽车在水平公路上匀速直线行驶时，所受牵引力与阻力是一对相互作用力D．使用安全带和安全气囊是为了减小惯性8．下图分别是四位同学画的重力G与压力F的示意图，其中正确的是()9．下列关于压强的说法正确的是()A．飞机升力是由于机翼上下表面的空气流速不同造成压强差所引起的B．拦河坝设计成下宽上窄，利用了液体压强大小随深度增加而减小C．菜刀的刀刃薄，是通过减小受力面积来减小压强D．马德堡半球实验首次测出大气压强值10、如图所示，一个密封的圆台状容器，内装一定质量的水，放在水平桌面上，现把它倒置过来，则()A．水对容器底的压力增大B．水对容器底的压强增大C．容器对桌面的压强减小D．容器对桌面的压力减小11.潜水员潜水时呼出的气泡在水中上升的过程中，体积不断变大，关于气泡所受压强和浮力的变化情况，下列说法正确的是()A．压强变大，浮力变大B．压强变大，浮力变小C．压强变小，浮力变大D．压强变小，浮力变小12在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示．为方便操作和减小测量误差，最合理的操作步骤应该是()A．甲、乙、丙、丁B、乙、甲、丙、丁C．乙、甲、丁、丙D．丁、甲、乙、丙二、填空题（本大题包括5个小题，每空1分，共11分）1、如图所示为某中学足球赛的精彩画面，脚把足球踢飞，说明力可以改变物体的________；同时脚感觉到疼，说明力的作用是________的．2、一根长10cm的弹簧，受到6