第1节 杠杆&第2节 滑轮-【追梦之旅·初中物理铺路卷】2023-2024学年八年级下册物理（人教版 河南专版）

— 91 — — 92 — — 93 — 第十二章　 简单机械 第 1 节　 杠杆 考点 1　 杠杆 1. (2 分)现要使用撬棒将石块 1 撬起。 如图所示,若在撬棒的 D 点沿 DM 方向用力撬起石块 1,撬棒的支点是　 　 　 　 点,若在 D 点沿 DN 方向用力撬起石块 1,撬棒的支点是　 　 　 　 点。 第 1 题图 　 　 　 　 第 2 题图 2. (2 分)(商丘期末)如图所示,F1 是作用在抽水机手柄 A 点处的 动力,O 为支点,请画出动力 F1 的力臂 l1 及 B 点所受阻力 F2 的 示意图。 考点 2　 杠杆的平衡条件 3. (1 分)小明到农村爷爷家帮爷爷挑水,已知 A 端的桶连同水的 总重为 200 N,B 端的桶连同水的总重为 300 N,扁担(重力忽略 不计)的长为 1. 5 m,如图所示,为了使扁担保持在水平位置平 衡,则小明的肩膀 O 应放在离 A 端　 　 　 　 m 的地方。 第 3 题图 　 　 第 4 题图 4. (2 分)如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠 杆,O 为支点,A 为重心,他的体重为 550 N。 地面对手的支持力 F 的力臂是　 　 　 　 m,大小为　 　 　 　 N。 5. (2 分)(驻马店期末)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O 为支 点,A 处挂一重为 100 N 的物体,为保证杠杆在水平方向平衡,在中 点 B 处　 　 　 　 (填“F1”“F2”或“F3”)最小,大小为　 　 　 　 N。 第 5 题图 　 　 第 6 题图 6. (2 分)如图所示,在调平后的杠杆两端分别挂上相同规格的钩 码, 杠 杆 处 于 平 衡 状 态。 若 两 边 各 去 掉 一 个 钩 码, 则 杠 杆(　 　 ) A. 左端下降　 　 　 　 　 　 B. 右端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断 7. (5 分)小明同学探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前,杠杆停在图甲所示的位置,为使杠杆在水平位置平 衡,应该将右端平衡螺母向　 　 　 　 (填“左”或“右”)调节; (2)调节杠杆水平平衡后,小明进行的三次实验如图乙所示。 根据实验,他得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作 用点的距离= 阻力×支点到阻力作用点的距离”,你认为这 个结论是　 　 　 　 (填“正确”或“错误”)的,实验过程中使 杠杆平衡的目的是　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。 (3)在图乙(b)装置的左右两边各取一个钩码后,为使杠杆恢复 水平平衡,只需将　 　 　 　 侧钩码移至第　 　 　 　 格。 考点 3　 杠杆的分类 8. (2 分)(宜阳期末)如图所示是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当 用力摁住 C 点打开该夹子时,可把　 　 　 　 点看作支点,此时夹 子可近似看作　 　 　 　 杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”)。 第 8 题图 　 　 　 　 　 　 第 9 题图 9. (3 分)张老师用小车去超市购物(如图),如果把小车看作是一 根杠杆,支点是　 　 　 　 点,这是一根　 　 　 　 杠杆,要使张老 师用的力更小些,较重的货物尽可能放在箱子的　 　 　 　 (填 “下边”或“上边”)。 10. (2 分)如图所示,使用中属于费力杠杆的工具是(　 　 ) 　 　 　 　 　 　 　 A. 剪刀　 　 　 　 B. 起子　 　 　 C. 镊子　 　 D. 钢丝钳 11. (3 分)(吉林中考)如果把铁锨看作费力杠杆,在图所示的 A、 B、C 三点中,支点是　 　 　 　 点,动力作用点是　 　 　 　 点,阻 力作用点是　 　 　 　 点。 第 11 题图 　 　 　 第 12 题图 12. (2 分)(郑州二模)如图所示,用一个直杆把飞机机翼模型固 定在轻质杠杆上,直杆始终与杠杆垂直。 用同一弹簧测力计在 a、b、c 几种不同情形下拉杠杆,使杠杆始终在水平位置平衡。 其中弹簧测力计示数最大的是(　 　 ) A. 在 a 位置竖直向下拉 B. 由 a 位置转到 b 位置斜向下拉 C. 在 c 位置竖直向下拉 D. 正对模型从左侧水平向右吹风,在 b 位置斜向下拉 13. (2 分)如图所示是小华参加学校绿化活动使 用的小推车,小推车抬起时相当于杠杆,手 的位置不变时, 为了省力, 装车时他应该 将(　 　 ) A. 重的物体尽可能放在靠近车把的位置,增大动力臂 B. 重的物体尽可能放在靠近车轮的位置,增大阻力臂 C. 重的物体尽可能放在靠近车把的位置,减小动力臂 D. 重的物体尽可能放在靠近车轮的位置,减小阻力臂 — 94 — — 95 — — 96 — 第 2 节　 滑轮 考点 1　 定滑轮和动滑轮 1. (6 分)定滑轮的实质是一个 　 　 　 　 杠杆,所以使用它可以 　 　 　 　 　 　 ,但不能　 　 　 　 ;动滑轮的实质是一个　 　 　 　 杠杆,所以使用它可以　 　 　 　 ,但不能　 　 　 　 　 　 　 　 。 2. (2 分)物体重 1 000 N,如果用一个定滑轮匀速提起它,需要用 　 　 　 　 N 的力;如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提 起它,需要用　 　 　 　 N 的力。 (不计摩擦和滑轮自重) 3. (2 分)如图,滑轮重小于物重(绳重、摩擦不计),使用甲图滑轮 最大的好处是　 　 　 　 　 　 　 　 　 ;若匀速提升相同的重物,则 F甲 　 　 　 　 F乙(填“ >”“ = ”或“ <”)。 　 　 第 3 题图 　 　 　 第 4 题图 4. (2 分)如图所示,滑轮 A 上挂一重 10 牛的物体 B,C 为固定点 (地面),当滑轮 A 在力 F 的作用下向上匀速上升时,滑轮 A 上 升速度为重物 B 上升速度的　 　 　 　 倍,力 F 应该为　 　 　 　 N。 (滑轮 A 和绳子重及摩擦均不计) 5. (2 分)如图,用滑轮拉同一物体沿同一水平面做匀速直线运动, 所用的拉力分别为 F1、F2、F3,下列关系中正确的是( 　 　 ) (不 计滑轮重与绳子与滑轮间的摩擦) A. F1 >F2 >F3 　 　 　 　 　 　 　 B. F1 <F2 <F3 C. F2 >F1 >F3 　 　 　 　 　 　 　 D. F2 <F1 <F3 6. (2 分)(焦作期末)如图所示,某同学用重为 10 N 的动 滑轮匀速提升重为 50 N 的物体。 不计摩擦,则该同学 所用拉力 F 的可能值是(　 　 ) A. 20 N　 　 　 B. 25 N　 　 　 C. 30 N　 　 　 D. 35 N 考点 2　 滑轮组 7. (4 分)如图所示,用甲、乙两滑轮组匀速向上提 升重物,物重都是 600 N,不计动滑轮重及摩 擦,绳 子 的 拉 力 F甲 为 　 　 　 　 N, F乙 为 　 　 　 　 N,若将重物提高 1 m,则甲滑轮绳子 的自由端移动的距离为　 　 　 　 m,乙滑轮绳 子的自由端移动的距离为　 　 　 　 m。 8. (2 分)如图所示,站在小车上的人在绳子末端施加 50 N 的水平 拉力 F,物体 M 和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动, 物体 M 速度为 0. 2 m / s,小车速度为 0. 3 m / s,则地面对物体 M 的摩擦力为　 　 　 N,2 s 后绳子自由端移动的距离为　 　 　 m。 (不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦) 9. (4 分)【教材 P83 科学世界变式】如图甲所示是某一风景区的 盘山公路,之所以要把上山的山路修成这般模样,是因为盘山公 路相当于简单机械中的　 　 　 　 ,使用它可以省　 　 　 　 。 图 乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力 学原理相同的是图　 　 　 　 (填“乙”或“丙”)钉子,为了将它 钉进木块,应该用　 　 　 　 (填“敲”或“拧”)的方式更好。 10. (2 分)【教材 P83 科学世界变式】如图甲所示的水龙头很难徒 手拧开,将如图乙的钥匙,安装后(如图丙所示)容易打开,则 此时钥匙相当于一个　 　 　 　 (填“斜面”“滑轮”或“轮轴”), 属于　 　 　 　 (填“省力”或“费力”)机械。 11. (8 分)某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子 连接)匀速拉动放在同一水平面上的物体,物体的质量为 100 kg,动滑轮的重力为 40 N,用 80 N 的拉力 F,10 秒内把物体拉 动的距离为 2 m,(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求: (1)物体受到的摩擦力; (2)拉绳的速度。 12. (2 分)(成都中考)如图所示,古代士兵常用定滑轮把护城河上 的吊桥拉起。 使用定滑轮可以　 　 　 　 　 　 　 (填“省力” “省 距离”或“改变力的方向”);吊桥可以看作杠杆,绳子对它的拉 力是动力,吊桥的重力是阻力,在拉起吊桥的过程中,阻力臂大 小　 　 　 　 (填“变大”“变小”或“不变”)。 第 12 题图 　 　 　 第 13 题图 13. (3 分)(三门峡二模)“由物及理,思维建模”。 如图所示,这是 一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置,该提升装置相当于 　 　 　 　 (填简单机械名称)模型;人们借助这种装置的主要 目的是为　 　 　 　 (填“省力”或“省距离”);若某同学所用的 拉力为 300 N,不计摩擦和装置的自重,则摩托车的质量为 　 　 　 　 kg。 (g 取 10 N / kg) 14. (2 分)(杭州模拟)把质量相等的 A、B 两物体挂在如图所示的 滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后(　 　 ) A. A 上升 B. A 下降 C. A、B 静止 D. 无法判断 15. (2 分)如图所示,用四个滑轮组分别匀速提升重力均为 G 的物 体,若不计滑轮重、绳重及摩擦,下列关系式正确的是(　 　 ) A. 　 　 B. 　 　 C. 　 　 D. (2)速度　 质量　 (3)甲 (4)在速度一定时,物体质量越大,动能越大 18. (1)重物　 (2)A、B　 质量　 高 (3)不能 19. (1)机械　 弹性势 (2)小球的运动方向不容易控制 小球滚下的高度 (3)增大小球下滑的高度　 增大小球的质量 (4)③　 因为摩擦力作用,一部分机械能转化为 其它形式的能,其总机械能略小于开始时的 机械能,最高点应低于 A 点 四、20. 解:(1)大于　 45　 【解析】0 ~ 10s 内小推车做加 速运动,推力大于阻力,10 ~ 20s 内做匀 速运动,推力与阻力是一对平衡力,F = f = 0. 15G总 = 0. 15 × (mg + G车 ) = 0. 15 × (17kg×10N / kg+130N)= 45N。 (2)10 ~ 20s 内小推车运动的距离 s = vt = 0. 8m / s×10s = 8m,水平推力做功 W=Fs= 45N×8m = 360J; (3)10 ~ 20s 内水平推力的功率 P = W t = 360J 10s = 36W。 21. 解:( 1) 物体被抛出时的重力势能 Ep = mgh = 0. 4kg×10N / kg×1. 5m = 6J, 动能 Ek1 = 1 2 mv2 = 1 2 ×0. 4kg×(2m / s) 2 = 0. 8J; (2)重力所做的功 W = Gh = mgh = 0. 4kg × 10N / kg×1. 5m = 6J; (3)由机械能守恒得,物体落地前瞬间的动 能 Ek2 =Ek1 +EP = 0. 8J+6J = 6. 8J。 第十二章　 简单机械 第 1 节　 杠杆 1. A　 C 2. 3. 0. 9　 【解析】设肩膀到 A 端距离为 L,则到 B 端距离 L′= 1. 5m -L,扁担平衡时 GAL = GBL′,即 200N ×L = 300N×(1. 5m-L),解得 L= 0. 9m。 4. 1. 5　 330　 【解析】由图可知,支点到重力作用线的 垂线段和支持力作用线的垂线段分别为阻力臂和动 力臂,即动力臂 L1 = 0. 9m+0. 6m = 1. 5m,阻力臂 L2 = 0. 9m,根据杠杆平衡的条件可得 FL1 = GL2,则 F × 1. 5m = 550N×0. 9m,即 F= 330N。 5. F2 　 200　 【解析】为使拉力最小,动力臂要最大,即 F2 动力臂 OB 最长,杠杆在水平位置平衡,根据杠杆 的平衡条件:F2 ×OB = G×OA,即 F2 = G× OA OB = 100N×2 = 200N。 6. A　 【解析】设一个钩码重为 G,一个格的长度为 L,原 来杠杆 3G×2L= 2G×3L,处于平衡,现在左右两边各去 一个钩码,即左边= 2G×2L,右边=G×3L,因为左边的力 和力臂乘积大,即左端下降。 故选 A。 7. (1)右 (2)错误　 便于在杠杆上读出力臂 (3)右　 4 8. B　 等臂 9. C　 省力　 下边 10. C　 【解析】C. 镊子在使用过程中,动力臂小于阻力 臂,即为费力杠杆,故选 C。 11. C　 B　 A 12. B　 【解析】由题可知,阻力等于模型和直杆的总重 G,由于直杆始终与杠杆垂直,所以阻力臂 L2 始终不 变;由 a 位置转到 b 位置斜向下拉,此时的 F 的力臂 变小,在阻力、阻力臂不变的情况下,根据杠杆平衡 条件可知,弹簧测力计示数将会变大,即 Fa<Fb;在 c 位置竖直向下拉,力臂比 a、b 位置时长,在阻力、阻 力臂不变的情况下,根据杠杆平衡条件可知,弹簧 测力计示数更小,即 Fc <Fa <Fb;对模型水平向右吹 风,模型上方的流速比下方大,流速大的地方压强 小,可知阻力减小,由题可知,阻力臂与动力臂不 变,由杠杆平衡条件可得动力变小,即测力计示数 变小,小于 Fb。 故选 B。 13. D 第 2 节　 滑轮 1. 等臂　 改变力的方向　 省力　 省力　 省力　 改变力 的方向 2. 1000　 500　 【解析】定滑轮的实质是一个等臂杠杆, 不省力,所以需要 1 000N 的力;动滑轮的实质是一个 动力臂是阻力臂二倍的杠杆,能省一半力,所以需要 500N 的力。 3. 可以改变力的方向　 >　 【解析】甲图是一个定滑轮, 它的特点是能够改变力的方向,但是不能省力,因此 F甲 =G,乙图是一个动滑轮,且动滑轮重小于物重,动 滑轮的特点是省一半力,故 F乙 = 1 2 (G动 +G) <G,即 F甲 >F乙。 4. 1 2 　 20　 【解析】力 F 移动的距离是物体移动距离的 1 2 ,由于滑轮上升的速度与力 F 的速度相同,故也是 物体 B 上升的速度的 1 2 ;力 F 是物重的 2 倍,即 F = 2GB = 20N。 5. D　 【解析】不计滑轮重与绳子与滑轮之间的摩擦,假 设物块与地面的摩擦力为 f,左侧滑轮为定滑轮,F1 处于绳端,即 F1 = f;中间滑轮为动滑轮,F2 处于绳 端,即 F2 = 1 2 f;右侧滑轮为动滑轮,F3 作用在滑轮 上,滑轮、物体匀速运动,滑轮受到向右的力 2f 等于 向左的拉力 F3,即 F3 = 2f,故 F2 <F1 <F3,综上所述,故 选 D。 6. D　 7. 200　 300　 3　 2 8. 150　 3　 【解析】由图知,有 3 股绳子承担摩擦阻力, 地面对物体 M 的摩擦力 f = 3F = 3×50N = 150N;由题 知,物体 M 速度 v物 = 0. 2m / s,小车速度 v车 = 0. 3m / s, 71 以物体为研究对象,物体相对于小车的速度:v = v车 + v物 = 0. 3m / s+0. 2m / s = 0. 5m / s,2s 后物体相对于车移 动的距离:s1 = vt = 0. 5m / s×2s = 1m,绳子自由端移动 距离:s2 = 3s1 = 3×1m = 3m。 9. 斜面　 力　 乙　 拧 10. 轮轴　 省力 11. 解:(1)由图可知,n = 3,因为不计绳重和绳与滑轮 间的摩擦,由 F = 1 n ( f+G动 )得,物体受到的 摩擦力 f= nF-G动 = 3×80N-40N = 200N; (2)物体的速度 v = s t = 2m 10s = 0. 2m / s,拉绳的速 度 v绳 = nv= 3×0. 2m / s = 0. 6m / s。 12. 改变力的方向　 变小　 【解析】图中使用定滑轮的 作用是改变力的方向,吊桥的重心在中点,重力的 方向是竖直向下的,在拉起吊桥的过程中,从支点 O 到重力的作用线的距离变小,即阻力臂变小。 13. 滑轮组　 省力 　 150　 【解析】提升物体时,上面的 滚轴的轴固定不动,属于定滑轮;下面的滚轴和物 体一起移动,属于动滑轮,所以把该装置看成由定 滑轮和动滑轮组成的滑轮组;利用该装置既能省 力,又能改变力的方向;不计摩擦和装置的自重,人 对绳的拉力:F= 1 5 G= 300N,所以 G= 1 500N,则 m= G g = 1 500N 10N / kg = 150kg。 14. B　 【解析】两个物体的质量相等,所以受到的重力 大小相等,即 GA = GB = G,图中左边的是定滑轮,右 边的是动滑轮,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,根据 动滑轮可以省一半力,对 A 物体受力分析可知,受 到向下的重力为 G,向上的拉力为 G 2 ,因为 G> G 2 ,所 以 A 下降,故选 B。 15. B　 【解析】不计滑轮重、绳重及摩擦,则 F1 = 1 2 G,F2 = 1 3 G,F3 =G,F4 = 1 2 G,B 正确,故选 B。 第 3 节　 机械效率 1. 水　 水桶　 水和水桶　 水桶　 水　 水和水桶 2. 100　 95　 【解析】在竖直向上搬水的过程中所做的 总功:W总 = G总 h = m总 gh = 10kg×10N / kg×1m = 100J; 水桶 中 水 的 质 量:m水 = m总 - m桶 = 10kg - 0. 5kg = 9. 5kg,有用功:W有 = G水 h = m水 gh = 9. 5kg×10N / kg× 1m = 95J。 3. D 4. D　 【解析】BC. 若甲、乙斜面光滑,将木块从斜面底 端匀速拉至斜面顶端,拉力做的功等于克服重力做 的功,即 Fs=Gh,将同一木块分别从两斜面底端匀速 拉至斜面顶端,拉力做的功相等,即 W甲总 = W乙总;由 于甲斜面的长度较大,s甲 >s乙,由 W = Fs 可知甲的拉 力较小,即 F甲 <F乙,BC 错误;AD. 若斜面粗糙程度相 同,斜面的高度相同,甲斜面的倾斜程度较小,木块 对该斜面的压力较大,所以甲斜面对木块的摩擦力 较大,同时甲斜面的长度较大,由公式 W额 = fs 可知, 拉力做的额外功 W甲额 >W乙额,A 错误,D 正确。 故 选 D。 5. 100　 80%　 >　 【解析】图甲中滑轮是定滑轮,绳重 和摩擦不计,F甲 =G= 100N,拉力做的额外功为 0J,定 滑轮的机械效率 η甲 = 100%;图乙中滑轮是动滑轮, 绳重和摩擦不计,动滑轮的机械效率 η = W有用 W有用 +W额 = Gh Gh+G动 h = G G+G动 = 100N 100N+25N = 80%;可见,绳重和摩 擦不计,机械效率 η甲 >η乙。 6. 90%　 3. 2N　 变大　 【解析】拉力所做的功:W总 = Fs = 16N×0. 25m = 4J,有用功:W有用 = Gh = 36N× 0. 1m = 3. 6J,杠杆的机械效率:η = W有用 W总 = 3. 6J 4J = 90%;由于杠 杆的粗细和质量分布都均匀,因此杠杆重力作用点 移动的距离为拉力移动距离的一半,即 h′= 1 2 s = 1 2 × 0. 25m = 0. 125m,由 W总 =W有用 +W额 可得,额外功:W额 =W总 -W有用 = 4J-3. 6J = 0. 4J,由 W额 =G杠杆 h′可得,杠 杆的重:G杠杆 = W额 h′ = 0. 4J 0. 125m = 3. 2N;杠杆提升钩码 时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,并且 W有用 +W额 = W总;设杠杆重心升高的距离为 h,所以, Gh1 +G杠杆 h=Fh2,G 不变,h1 不变,G杠杆不变,重物从 A 点移到 B 点,还升高相同的高度,有用功不变;杠杆 上旋的角度减小,杠杆升高的距离 h 变小,克服杠杆 重力所做的额外功变小;则 Gh1 +G杠杆 h 变小,所以 Fh2 也变小;根据 η= W有用 W总 = Gh1 Fh2 可知,总功变小,有用 功不变,所以机械效率变大。 7. D 8. A　 【解析】起重机和人用滑轮组把相同的砖运到楼 顶,对砖做功相同,起重机用时少,做功快,功率大; 起重机和人对砖做的有用功相同,起重机做的额外 功比人做的额外功多,做的总功多,有用功在总功中 的比值小,起重机机械效率低,A 正确,BCD 错误,故 选 A。 9. BC　 【解析】A. 货物在斜面上受到的支持力垂直斜 面向上,货物在支持力的方向上没有移动距离,支持 力不做功,即支持力做功为 0J,A 错误;B. 推力所做 总功:W总 = Fs = 72N×2. 4m = 172. 8J,B 正确;C. 推力 做的有用功:W有 = Gh = 180N×0. 6m = 108J,整个过程 中机械效率为 η= W有 W总 = 108J 172. 8J = 62. 5%,C 正确;D. 此 过程的额外功:W额 =W总 -W有 = 172. 8J-108J = 64. 8J, 由 W额 = fs 得摩擦力: f = W额 s = 64. 8J 2. 4m = 27N,D 错误。 故选 BC。 10. 解:( 1) 小明做的有用功:W有 = Gh = 480N × 5m = 2 400J,由 η = W有 W总 可得,小明做的总功:W总 = W有 η = 2 400J 80% = 3 000J; 81