第十二章 简单机械单元练习 --2024-2025学年人教版物理八年级下学期

精选长沙市物理八年级简单机械单元练习 一、选择题 1．轻质硬杆AB长50cm。用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。在距A点20cm处的O点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB处于水平平衡。将乙浸没在水中后，杆AB仍平衡，如图所示。下列说法中正确的是（取g＝10N/kg）（　　） A．杆A端受力增加了15N B．杆A端受力减小了10N C．甲对水平桌面的压强增加了1500Pa D．甲对水平桌面的压强减小了1500Pa 2．如图所示，AB=3AE，AC=2AE，AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A时，（不计摩擦）则（　　） A．沿着AB用的拉力小，做功多 B．沿着AC用的拉力小，做功多 C．沿着 AD用的拉力大，做功少 D．沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多 3．如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N，重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s，2min后，物体B着地，以下说法正确的是（　　） A．物体A受到的摩擦力为3N B．1min内拉力对物体A做功为36J C．2min内B物体的重力做功为144J D．若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，则F＝8N 4．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为2m B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N C．拉力F的功率为4W D．有用功为120J 5．关于定滑轮、动滑轮，以下说法不正确的是 A．使用定滑轮虽然不省力，但可以改变力的方向 B．定滑轮实质是等臂杠杆，而动滑轮实质是不等臂杠杆 C．又省力又少移动距离的动滑轮是无法实现的 D．使用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，只能省一半力 6．一个刻度准确的杆秤，如果用了质量较大的秤砣，则用该秤称出的物体的质量比实际质量（ ） A．偏大 B．偏小 C．一样大 D．无法判断 7．如图所示，一根直硬棒被细绳系在O点吊起．A处挂一实心金属块甲，B处挂一石块乙时恰好能使硬棒在水平位置平衡．不计硬棒与悬挂的细绳质量，下列推断合理的是 A．甲的质量和密度都比乙大 B．O点绳子拉力一定等于甲、乙重力之和 C．如果甲浸没在水中，硬棒会逆时针转动 D．如果甲浸没在水中，要使硬棒水平平衡，可将乙向右移动 8．如图所示，斜面长s=4m，高h=2m，用平行于斜面向上的7.5N的拉力将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则（　　） A．斜面的机械效率是75% B．物体所受的额外功为20J C．物体所受的摩擦力等于拉力 D．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关 9．如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10 N，则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为( ) A．200 N，10 N B．200 N，20 N C．20 N，10 N D．20 N，20 N 10．如图中某同学体重为500 N，他的手能承受的最大拉力为600 N，动滑轮重100 N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，物体A的重量不能超过 A．1 000 N B．1 200 N C．900 N D．1 100 N 二、填空题 11．小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，每次都匀速提物体，做实验情况如图所示，请观察、比较图中的操作、现象和数据，归纳得出初步结论． （1）由（a）（b）两图_____________． （2）由（c）（b）两图_____________． 12．在物理实践活动中，小南同学组装了如图甲所示的滑轮组来运送货物上楼，已知货物相同且每件货物重均为100N。小南改变每次运送货物的件数，根据实验数据绘制了如图乙所示的滑轮组的机械效率随货物重的变化而变化的图像。则当运送4件货物时，绳子的拉力F是______N，此时滑轮组的机械效率为______。（不考虑摩擦和绳重） 13．小张用如图所示的杠杆把重物从A位置绕O点无摩擦缓慢地提升到B位置．在提升重物的过程中，动力F的方向始终垂直于杠杆，F大小的变化情况是_____，该杠杆是_____（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆． 14．如图所示的装置中，重600N的人用力拉绳，使装置处于静止。装置中的滑轮A重500N，滑轮B重200N，底板C重100N。不计轴摩擦及绳重，人对底板C的压力为________N。 15．如图甲所示，轻质杠杆OA保持水平平衡（B为OA的中点），重物G=20N，则F甲=________N．若将重物的悬挂点和拉力的作用点互换位置，如图乙所示，当杠杆仍保持水平平衡时，F乙=________N．在如图中，属于省力杠杆的是________（选填“甲”或“乙”） 16．如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计重力及摩擦均不计.则当甲、乙两物体静止时,弹簧测力计的读数为______N,地面对乙物体的支持力是________N． 17．如图，一个轻质杠杆可绕O点转动，甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端，杠杆在水平位置平衡。甲物体重10 N，则乙物体重_____N。如果将支点O向A端移动，____端将下沉（选填“A”或“B”） 18．如图所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA=L/4，重力G=600 N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为________ N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为________ N。 19．如图所示，0为轻质杠杆AC的支点，在B处挂一小球，小球的重力30N，AO＝OB＝BC，在杠杆上施加最小动力F，使杠杆在水平位置平衡．画出F的示意图________，此时F＝________ N． 20．某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度，已知木块的重力为3N，体积为500cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2.5N，g=10N/kg，盐水密度是________kg/m3；若剪断细绳，木块最终静止时所受浮力是________N。（一切摩擦与阻力均忽略不计） 三、实验题 21．图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过圆孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB可绕O点旋转，A端与直杆底端相连，B端装有塞子当水箱的进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空⽓开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水。 (1)为测出浮子上底面的面积，现有刻度尺、量筒和水，请完成实验： ①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h； ②将浮子装满水，用_______________________； ③浮子上底面的面积表达式：S上=_________（用所测量物理量的符号表示）。 (2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm2，外界大气压为1.0×105Pa，浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，忽略所有摩擦，当进水孔停⽌进水时，浮子内的⽓体压强为外界大气压强的1.2倍，OA=6cm，OB=4cm，塞子受到水的压力为___________N。 (3)科学研究表明，⼀定质量的⽓体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水压过大时，塞子被冲开，水箱内的水位超过⼀定⾼度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证⻢桶正常使用，应如何移动调节螺母：__________。 22．八年级(2)班的物理学习研究小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验时: (1)安装好杠杆，发现杠杆左高右低，如图甲所示，这时应将杠杆右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右")调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是实验时便于测量______。 (2)如图乙所示，在刻度线B处挂4个钩码，在刻度线A处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，若此时杠杆右端依然比左端低，下一步应该进行的操作是_______当杠杆水平平衡时，将测力计从竖直方向顺时针缓慢转动，如使杠杆保持水平平衡，测力计读数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 (3)通过操作后，杠杆在水平位置平衡，将数据记录在下表中、 次数 动力F1/N 动力l1/cm 阻カF2/N 阻力臂l2/cm 1 2 10 20 5 能不能根据上表中的数据得出结论?______(选填“能”或“不能")，理由是:_____ 。 (4)该小组同学还想探究当动力和阻力在支点同侧时杠杆的平衡情况，于是将弹簧测力计改至杠杆右侧的C点，如图丙所示，在C点施加一个始终水平向右的拉力F，发现无论用多大的力，都不能使杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是____________。 23．如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。 （1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向___（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡； （2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂____个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡； （3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，F×OC____G×OD；（选填“大于”、“小于”或“等于”） （4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。 ①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：________ A．将天平放在水平台面上时 B．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记 C．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处 D．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量 E．将待测物体放在天平左侧的置物盘中 F．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记 ②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的________侧（填“左”或“右”）。 24．在研究“杠杆平衡条件”的实验中： (1)某同学实验前发现杠杆左端低右端高，这时应调节杠杆左右两端的螺母，使其向______端 移 动 ， 直 到 杠 杆 在 ______位 置 平 衡 ， 这 样 做 的 好 处是______；（写一条） (2)根据杠杆平衡条件，在下表空格处填上适当的数值； 实 验 次 动力/N 动 力 臂/cm 阻力/N 阻 力 臂/cm 1 0.98 4.0 ______ 8.0 2 1.47 ______ 2.94 6.0 (3)实验中，一同学调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡后，如图所示那样挂上钩码，调节钩码位置，并调节杠杆两端螺母使杠杆重新保持平衡，并记录有关数据，该同学在实验中存在的问题是______。 25．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，小明用如下的装置进行实验（杠杆自重忽略不计）： (1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，如图甲所示，此时杠杆______（填“是”或“否”）处于平衡状态。为了让杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节； (2)实验时，在杠杆两边挂不同数量的钩码并移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，目的是______； (3)小明调节杠杆平衡后，通过加挂钩码分别改变F1和F2，做了图乙的实验，并测出对应的力臂l1和l2，记录了如表中所示的实验数据。（每个钩码重0.5N） 次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm 1 0.5 20 1 10 2 1 10 2 5 3 1.5 10 1 15 分析这样几次实验后小明得出的杠杆平衡条件是：“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”。下列能帮助他得出正确结论的操作是 （_______） A．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉 B．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向上拉 C．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉 D．增减钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性 四、计算题 26．如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为0.9m3，密度为0.8×l03kg/m3，动滑轮重为600N，电动机工作时拉绳子的功率为1.2×103W且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求： (1)A的重力； (2)A浸没在水中受到的浮力； (3)A向下运动的最小速度及A向下运动过程中滑轮组机械效率的最大值。 27．建筑工地上，某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重，利用这个滑轮匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N。求： (1)动滑轮的重力； (2)此时滑轮组的机械效率； (3)当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时的拉力。 28．某货场对一个木箱进行称重，如图甲所示，磅秤显示为105kg。小明站在地上想用图乙所示的滑轮组把木箱提升到高处去，他竭尽全力也没有提起来，磅秤最小示数是5kg。他脑筋一转，换了种组装方式，如图丙所示，顺利地将木箱匀速提升。已知小明重为600N，不计轴摩擦和绳重，g取10N/kg。求： (1)动滑轮的重力； (2)丙图中，小明匀速提升木箱时，求滑轮组的机械效率。 29．如图是电子秤显示水库水位的示意图。该装置由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。杠杆始终在水平位置平衡，且MO：ON=1：2．已知物块A的密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1m，物块B的重力为100N．滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小？ （2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小？ （3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55N时，求物块A浸入水中的深度？ 30．如图所示，工人用滑轮组提升货物，每个滑轮所受的重力均为50N． （1）用滑轮组让重为750N的货物以0.2m/s的速度竖直上升10s，求工人做的有用功． （2）若绳子能够承受的最大拉力为500N，货物提升过程中绳子所受的重力和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率． 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1．C 解析：C 【详解】 乙球受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N 杠杆左端减小的力乘以力臂等于杠杆右端减小的力乘以力臂，所以 F浮×OB=F×OA 所以 10N×（25cm﹣10cm)=F×10cm 所以F=15N。 杠杆左端受到甲的拉力减小了15N，甲对桌面的压力增大15N， 所以甲对水平桌面的压强增大了，增大的值为 故选C。 2．D 解析：D 【详解】 由图可知，斜面AB倾斜角度最小，所以沿着AB用的拉力最小；斜面AD斜角度最大，沿着AD的拉力最大；不考虑摩擦，额外功为0，利用斜面做的功都等于提升物体做的功，所以拉力在三斜面上做功相同；由以上分析可知，沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多。故ABC错误，D正确。 故选D。 3．D 解析：D 【分析】 本题考查了动滑轮绳子拉力公式、速度公式、做功公式以及二力平衡条件的应用等，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。 【详解】 A．连接动滑轮绳子的股数n＝2，不计绳重与滑轮间的摩擦，绳子的拉力 物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态，受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力，则物体A受到的摩擦力 故A项错误； B．由可得，1min内物体A移动距离 拉力对A物体做的功 故B错误； C．2min内物体A移动距离 B物体下降的距离 B物体的重力做功为 故C错误； D．若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，此时A的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变仍为4N，以A为研究对象，A受到向左的拉力F、向右的绳子拉力和摩擦力f处于平衡状态，其合力为零，则有 故D正确。 故选D。 4．B 解析：B 【详解】 A．由图知n＝3，则绳子自由端移动的距离 s绳＝3s物＝3v物t＝3×0.2m/s×10s＝6m 故A错； B． 因为 所以物体与地面间的滑动摩擦力 故B正确； C．拉力做的功为 W总＝Fs绳＝20N×6m＝120J 拉力做功的功率 故C错误； D．有用功 W有＝fs物＝fv物t＝48N×0.2m/s×10s＝96J 故D错。 故选B。 5．D 解析：D 【解析】 【分析】 关键了解动滑轮和定滑轮以及滑轮组的工作特点，对各个选项逐一分析。 【详解】 动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，定滑轮是等臂杠杆，使用定滑轮虽然不省力，但可以改变力的方向，故A、B正确， 使用任何机械都不省功，所以说又省力又少移动距离的动滑轮是无法实现的，故C正确。 使用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，动滑轮上最多可以有3段绳子，也可以说拉力是物体重力的，故D错误。 故选：D。 6．B 解析：B 【解析】根据杠杆的平衡条件，即得：； 当用了质量较大的秤砣即m1增大时，而物体质量即m2、L2不变，则L1会减小，而L1的长度代表物体的质量，所以用该秤称出的物体的质量比实际质量小。 故B正确。 点睛：关键是要清楚杆秤的结构，即放物体一端的力臂长度是不变的，秤砣在有刻度的另一侧，秤砣质量增大时，力臂会减小，而此力臂的长度代表被称量物体的质量，所以质量偏小。 7．B 解析：B 【解析】 A. 根据杠杆的平衡条件知，OA>OB，所以FA<FB，而两个拉力等于物体的重，且重与质量成正比，所以甲的质量比乙小，没有体积关系，不能比较密度的大小，故A错误； B. 图中杠杆保持静止，受力平衡，所以O点绳子向上的拉力一定等于甲、乙重力之和，故B正确； C. 如果甲浸没在水中，受到浮力的作用，FA会减小，硬棒会顺时针转动，故C错误； D. 如果甲浸没在水中，受到浮力的作用，FA会减小，LA不变，FB不变，根据杠杆平衡条件得，要使硬棒水平平衡，LB应减小，即可将乙向左移动，故D错误； 故选B． 8．D 解析：D 【解析】A、总功为：， 有用功：， 机械效率为：，故A错误； B、额外功为：，故B错误； C、额外功为克服摩擦力所做的功，所以物体所受的摩擦力为：，摩擦力不等于拉力，故C错误； D、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度有关，因为两者都影响摩擦力的大小，而克服摩擦力做的是额外功，所以影响机械效率，故D正确． 故选D． 9．C 解析：C 【解析】如图所示，弹簧测力计B示数为10N，通过滑轮拉动物体A相当于定滑轮，A受到拉力也为10N；A做匀速直线运动，所以物体A与水平桌面的摩擦力与A受到拉力是一对平衡力，摩擦力大小为10N； 向右的拉力F与向左的两段绳子的拉力平衡，所以拉力为： 点睛：重点是滑轮受力情况的分析，对于单个滑轮来说，使用时处于平衡状态，绕绳子一侧的两段绳子的两个力的和等于另一侧的拉力。 10．C 解析：C 【解析】 由图可知，n=2， 因G人=500N＜F手=600N， 所以，绳端的最大拉力F=G人=500N， 不计绳重和摩擦时，提升物体的重力最大，由可得，最大物重： G=nF-G动=2×500N-100N=900N． 故选C． 二、填空题 11．使用动滑轮匀速(竖直)提物体，省力但是不能改变用力的方向． 使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体，物体越轻，拉力越小． 【详解】 (1)[1]由图可知,比较(a)、(b)两图提起物体一 解析：使用动滑轮匀速(竖直)提物体，省力但是不能改变用力的方向． 使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体，物体越轻，拉力越小． 【详解】 (1)[1]由图可知,比较(a)、(b)两图提起物体一样重,(b)中弹簧测力计示数小于(a)中弹簧测力计示数，所以：使用动滑轮可以省力， 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以不能改变用力方向； (2)[2]比较图(b)与(c)可得：使用动滑轮匀速提升不重物时，物体重力越轻，所用的拉力越小，越省力． 12．80 【详解】 [1][2]由图乙可知，运送一件货物G=100N时，滑轮组的机械效率，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率 解得 G动=100N 由图甲可知，n=2，不计绳重和摩擦，运送4件 解析：80 【详解】 [1][2]由图乙可知，运送一件货物G=100N时，滑轮组的机械效率，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率 解得 G动=100N 由图甲可知，n=2，不计绳重和摩擦，运送4件货物时绳子的拉力 不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率 13．先变大、后变小 省力 【分析】 力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变；由位置A拉到位置B，阻力不变，阻力力臂先变大，到水平位置最大，后变小，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L 解析：先变大、后变小 省力 【分析】 力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变；由位置A拉到位置B，阻力不变，阻力力臂先变大，到水平位置最大，后变小，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析动力变化情况． 【详解】 图中杠杆，当拉力与杠杆垂直时，动力臂长度为杠杆的长度，阻力臂为支点O到重力作用线的距离，动力臂长度大于阻力臂长度，所以是省力杠杆； 将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，动力臂不变，阻力不变，阻（重力）力臂先变大，水平位置最大，后变小，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，动力先变大、后变小． 14．475 【解析】 【详解】 解:读图可知G人+GB+G木=900N,这都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为450N,减去下面滑轮B的自重200N，等于250N。这又由两 解析：475 【解析】 【详解】 解:读图可知G人+GB+G木=900N,这都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为450N,减去下面滑轮B的自重200N，等于250N。这又由两段绳子平均分担,因此,人手处的拉力为F1=125N.于是得出,人对木板的压力F=G-F1=475N. 【点睛】 读图可知,整个装置的全部物重都由上面的一只滑轮承担,右侧的拉力则又由第二只滑轮分担.因为整个装置保持静止,所以每只滑轮两侧的力都是相等的。 15．40 甲 【解析】 根据杠杆平衡条件可得：G×OBF甲×OA，由题知，OA2OB，则F甲 10N，如图乙,根据杠杆平衡条件可得：G×OAF乙×OB，由题知，OA=2OB，则F乙 2× 解析：40 甲 【解析】 根据杠杆平衡条件可得：G×OBF甲×OA，由题知，OA2OB，则F甲 10N，如图乙,根据杠杆平衡条件可得：G×OAF乙×OB，由题知，OA=2OB，则F乙 2×20N40N，(2)图甲中，动力臂OA大于阻力臂OB，属于省力杠杆；图乙中，动力臂OB小于阻力臂OA，属于费力杠杆． 点睛：（1）根据杠杆平衡条件求解F甲和F乙的大小；（2）杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力． 16．4 【解析】 （1）甲由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的6N的拉力，弹簧测力计处于静止状态，水平方向上受到的就是一对平衡力，所以乙也对弹簧测力计施加了一个6N的拉力，弹簧测力计的示数 解析：4 【解析】 （1）甲由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的6N的拉力，弹簧测力计处于静止状态，水平方向上受到的就是一对平衡力，所以乙也对弹簧测力计施加了一个6N的拉力，弹簧测力计的示数等于这个力，等于6N；（2）乙受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力，这三个力是平衡力，所以支持力等于重力和拉力的差值等于10N-6N=4N． 故答案为6；4． 17．B 【详解】 [1]∵F2=10N，L2=0.4m，L1=0.2m； ∴由杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2得 [2]如果将支点O向A端移动，则F1L1＞F2L2，所以B端将下沉。 解析：B 【详解】 [1]∵F2=10N，L2=0.4m，L1=0.2m； ∴由杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2得 [2]如果将支点O向A端移动，则F1L1＞F2L2，所以B端将下沉。 18．300 【解析】为了不使这根铁棒的B端下沉，此时杠杆以B点为支点，动力臂为AB= ,阻力等于重力为600N，阻力臂为OA=，由由杠杆的平衡条件, ; 若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，此时杠 解析：300 【解析】为了不使这根铁棒的B端下沉，此时杠杆以B点为支点，动力臂为AB= ,阻力等于重力为600N，阻力臂为OA=，由由杠杆的平衡条件, ; 若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，此时杠杆以A点为支点，动力臂为CB= ,阻力等于重力为600N，阻力臂为OA=，由由杠杆的平衡条件, ; 19．15N 【详解】 最小力作图：找离支点最远的点，图中C点离O最远，故作用点在C点，过C作OC 的垂线，如图所示．由杠杆的平衡条件，，． 解析： 15N 【详解】 最小力作图：找离支点最远的点，图中C点离O最远，故作用点在C点，过C作OC 的垂线，如图所示．由杠杆的平衡条件，，． 20．3 【详解】 [1]木块受到的浮力为 F浮=F+G=3N+2.5N=5.5N 因为所以液体的密度为 [2]因为G=mg所以木块的质量为 木块的密度为 小于液体密度，木块将上浮，最终静止 解析：3 【详解】 [1]木块受到的浮力为 F浮=F+G=3N+2.5N=5.5N 因为所以液体的密度为 [2]因为G=mg所以木块的质量为 木块的密度为 小于液体密度，木块将上浮，最终静止在液面上，受到的浮力为F浮′=G=3N。 【点睛】 浮力的计算 三、实验题 21．量筒测出浮子里面水的体积V 30 适当向下移动 【详解】 (1)[1]将浮子装满水，利用量筒测出浮子里面水的体积V。 [2]根据体积计算公式，可知浮子上底面的面积表达式为 (2)[3]已知浮子内的气体压强为 则浮子内外气体压强差为 浮子上底面所受内外气体压力差方向向上，为 浮子对直杆A端向上的作用力为 以细杆为研究对象，处于水平位置时，根据杠杆平衡条件可知 则塞子受到水的压力为 (3)[4]当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，减小浮子内部气体的体积，使浮子内部的压强变大，则A端受到的向上的拉力就变大，根据杠杆平衡条件可知塞子对水的压力就变大，则塞子就不容易冲开。 22．左 测量力臂 用力向下拉测力计 变大 不能 实验次数太少，结论不具有普遍性 水平拉力的力臂为零，无法使杠杆在水平位置平衡 【解析】 【详解】 第一空、第二空．调节杠杆平衡时，杠杆右端下沉，应把杠杆左端或者右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接测量力臂，且可以使重力的力臂为0，排除杠杆自重对杠杆平衡的影响； 第三空．若此时杠杆右端依然比左端低，说明右端力和力臂的乘积比较大，所以下一步应该进行的操作是用力向下拉弹簧测力计； 第四空．将弹簧测力计从竖直方向顺时针缓慢转动，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂即动力臂变短，根据杠杆平衡条件可知，杠杆在水平位时平衡时，拉力变大； 第五空、第六空．用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验数据总结实验结论。 不能 第七空．由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的作用线通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡； 23．右 6 大于 ACBEFD 左 【解析】 【详解】 第一空．杠杆静止时杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应向右调节平衡螺母； 第二空．设一个钩码的重力为G，杠杆一小格的长度为L，则由杠杆平衡条件可得： 即需要在B点处应挂6个同样的钩码； 第三空．由图乙可知支点位置位于杠杆右侧，因此杠杆在水平位置平衡时不能排除杠杆自重的影响，因此F×OC大于G×OD； 第四空．A．将天平放在水平台面上； C．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处（相当于游码回零）； B．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置）； E．将待测物体放在天平左侧的置物盘中（相当于左盘放物体）； F．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡）； D．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量； 第五空．调节天平至水平位置平衡时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记；把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，则左盘下降，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左侧。 24．右 水平 方便测量力臂 0.49 12.0 在测量时再次调节两端螺母 【详解】 (1)[1][2][3]某同学实验前发现杠杆左端低右端高，说明左端偏重，这时应调节杠杆左右两端的螺母，使其向右端移动，直到杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，方便测量力臂。 (2)[4][5]根据杠杆平衡条件，第一次实验中的阻力为 第二次实验中的动力臂为 (3)[6]实验中，一同学调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡后，如图所示那样挂上钩码，调节钩码位置，并调节杠杆两端螺母使杠杆重新保持平衡，并记录有关数据，该同学在实验中存在的问题是在测量时再次调节两端螺母。 25．是 右 便于测量力臂 B 【详解】 (1)[1][2]杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态；如图甲，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的右端移动。 (2)[3]在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡。其目的是为了便于测量力臂。 (3)[4]“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”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，此时的力臂正是支点到力作用点的距离。为得出普遍结论，应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离，多做几次实验，得出实验结论，故正确的实验操作应该是B，去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向上拉。 故选B。 四、计算题 26．(1) 7.2×103N；(2) 9×103N；(3)0.5m/s，75% 【详解】 (1)实心物体A的重力 G=mg=ρVg=0.8×103kg/m3×0.9m3×10N/kg=7.2×103N (2)A浸没在水中时，V排=V=0.9m3，此时A受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.9m3=9×103N (3)由题意知，电动机工作的功率保持不变，据P=Fv知，当电动机拉绳子的力越大，即动滑轮对绳子的拉力越大，A的速度越小。而A在竖直方向受到向上的浮力与向下的重力和拉力作用，当浮力最大时，拉力最大，此时速度最小。 物体A浸没在水中所受的浮力最大，此时动滑轮对A的最大拉力 F拉=F浮-G=9×103N-7.2×103N=1.8×103N 据滑轮组的特点得，电动机对绳子的拉力 绳子端的最小速度 则A向下运动的最小速度 当动滑轮对A的拉力最大时，所作的有用功最大，则此时的机械效率最大，最大机械效率 答：(1)A的重力为7.2×103N； (2)A浸没在水中受到的浮力为9×103N； (3)A向下运动的最小速度是0.5m/s，A向下运动过程中滑轮组机械效率的最大值是75%。 27．(1)300N；(2)80%；(3)700N 【详解】 解：(1)由图知，n＝3，绳重及摩擦不计，拉力 则动滑轮的重力 (2)滑轮组的机械效率 (3)不计摩擦和绳重，当匀速提升重为1800N的物体时，此时的拉力 答：(1)动滑轮的重力为300N； (2)此时滑轮组的机械效率为80%； (3)当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时的拉力为700N。 28．(1)200N；(2)84% 【详解】 (1)由甲图可知木箱的重力为 由乙图可知木箱对磅秤的压力，即磅秤对木箱的支持力 小明站在地上想用图乙所示的滑轮组把木箱提升到高处去，他竭尽全力也没有提起来，可知绳子末端受到拉力等于小明的重力，即 乙图中木箱受到本身重力、滑轮组施加的拉力、磅秤给的支持力三个力的作用，滑轮组中承担重物的绳子段数为2，由可得动滑轮的重力 (2)由图丙可知，滑轮组中承担重物的绳子段数为3，木箱对磅秤压力为0，刚好被提起，不计轴摩擦和绳重时，滑轮组机械效率有 代入数据有 答：(1)动滑轮的重力是200N； (2)丙图中小明匀速提升木箱时，滑轮组的机械效率是84%。 29．（1）（2）200（3）0.6 【解析】 【详解】 (1) ．当物块A的顶部刚没入水面时， 底部所处的深度： h=1m， 底部受到水的压强： p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa， (2) ．物块A的体积： VA=0.04m2×1m=0.04m3， 物体A重： GA=ρAVAg=1.5×103kg/m3×0.04m3×10N/kg=600N， 物块A没入水中，排开水的体积： V排=VA=0.04m3， 物块A所受的浮力： F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.04m3×10N/kg=400N， 物块A所受的拉力： F拉=GA−F浮=600N−400N=200N； (3) ．电子秤的示数F示=GB−FN，则杠杆N端受到的拉力： FN=GB−F示=100N−55N=45N， 杠杆平衡，MO:ON=1:2， 则有：FMLOM=FNLON， 所以杠杆M端受到的拉力： FM=90N； 滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计， 滑轮D受到向下的拉力： FD=2FM=2×90N=180N， 滑轮C受到向下的拉力： FC=2FD=2×180N=360N， 所以滑轮组对A的拉力： F拉A=FC=360N； 因为F拉A+F浮=GA， 所以F浮=GA−F拉A=ρAVAg−F拉A=1.5×103kg/m3×0.04m3×10N/kg−360N=600N−360N=240N， 由F浮=ρ水V排g可得： ， 而V排=Sh浸， 所以物块A浸入水中的深度： h浸=。 答：(1) ．当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强为1×104Pa； (2) ．当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力为200N； (3) ．物块A浸入水中的深度为0.6m。 30．（1）1500J；（2）85%． 【解析】 【详解】 （1）由可得物体升高的高度： h＝vt＝0.2m/s×10s＝2m， 工人做的有用功： W有用＝Gh＝750N×2m＝1500J； （2）由题知，货物提升过程中绳子所受的重力和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%， 当以绳子能够承受的最大拉力提升货物时，拉力做的总功Fs，则有： Fs＝G物h+G动h+10%×Fs﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①， 由图可知n＝2，则s＝2h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， 将②代入①可得：1.8F＝G物+G动 即提升物体的最大重力：G物＝1.8F﹣G动＝1.8×500N﹣50N＝850N， 则滑轮组的最大机械效率： ． 答：（1）工人做的有用功为1500J； （2）滑轮组的最大机械效率为85%． 学科网（北京）股份有限公司 $$