第12章 简单机械-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（人教版2024）

16 第十二章　简单机械 一、 选择题 第1题 1. (临 沂 中 考)2023 年 9 月 24日,中国组合在赛艇女子 轻量级双人双桨决赛中夺 冠,斩获杭州第19届亚运 会首金。如图所示,赛艇的桨可视为杠 杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类 杠杆的是 ( ) A. 筷子 B. 瓶起子 C. 核桃夹 D. 榨汁器 2. (盐城中考)下列挪动球形石墩的方法中,最 省力的是 ( ) A B C D 3. ★(连云港中考)如图所示,每个钩码的质量 为50g,在均匀杠杆的A 处挂2个钩码,B 处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B 两处再各加1个钩码,那么 ( ) 第3题 A. 杠杆仍水平平衡 B. 杠杆的左端向下倾斜 C. 杠杆的右端向下倾斜 D. 将A 处的钩码向左移动一格,杠杆仍能 水平平衡 答案讲解 4. (常州中考)为了拔除外来入侵物种 “一枝黄花”,农业专家自制轻质拔 草器,将拔草器左下端的叉子插入 植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连 根拔起。若拔同一植株,则手施力最小的是 ( ) A B C D 5. ★如图所示,为了探究杠杆平衡条件,某同学 设计了一个自身重力不计的曲臂杠杆,杠杆 AOB 用细线悬挂起来能绕O 点转动,平衡 时OA 恰好处于水平位置,AO=BO,A 端 挂重物G,在B 端分别施加F1、F2、F3三个 力都能使杠杆平衡。下列分析中错误的是 ( ) 第5题 A. 三个力中,F1是最大的力 B. 三个力中,F2是最小的力 C. 三个力中,F3是最大的力 D. 通过对比F1≠G,能帮助 我们正确理解力臂的概念 6. 小华学习了简单机械后,归纳了几条“规 律”。其中正确的是 ( ) A. 任何机械都不省功 B. 机械的有用功越多,机械效率一定越大 C. 机械的功率越大,机械效率越大 D. 机械的功率越大,做功一定越多 第7题 7. (德州中考)用如图的装置提升货 物。篮子的重力为15N,绳子能承 受的拉力足够大。已知人的重力 为500N,现用20N的拉力F 拉绳 子,此 时 空 篮 子 上 升 的 速 度 为 0.5m/s(忽略绳重和摩擦,g 取10N/kg)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 八年级物理(RJ版) 拍 照 批 改 17 下列说法正确的是 ( ) A. 绳子自由端移动的速度为1.5m/s B. 动滑轮的重力为5N C. 匀速拉动时,篮子里最多能承载960N的 货物 D. 只改变图中滑轮组的绕绳方式,其机械 效率将改变 8. (兰州中考)如图所示是塔吊吊起重物的情 景,在拉力F 的作用下,重为1×103N的重 物被竖直向上匀速吊起,已知动滑轮重200N, 重物在8s内上升了10m,不计绳重与摩擦, 下列说法中不正确的是 ( ) 第8题 A. 拉力F 的大小为400N B. 拉力F 的功率为1250W C. 克服动滑轮重力做功2000J D. 滑轮组的机械效率约为83.3% 二、 填空题 答案讲解 9. 如图所示,放置花盆的支架只在A、 D 两点用螺钉固定在墙壁上,BC 保持水平。已知AC 长为l1,CD 长 为l2,BC 长为l3,花盆的重力为G,重力作 用线恰好过BC 中点。若不计支架的重力, 则D 点螺钉对支架的水平拉力F= (用已知量表示)。为了减小拉力 F,花盆位置应离墙壁 一些。 第9题 第10题 10. (广元中考)放假期间,小明随爸爸去建筑 工地劳动体验。用如图所示的滑轮组来提 升材料,当提升的材料重力为300N时,滑 轮组的机械效率为75%,则动滑轮的重力 为 N;若绳子能承受的最大拉力为 500N,则该滑轮组能提起材料的最大质量 为 kg。(空气阻力、摩擦力及绳重 不计,g取10N/kg) 第11题 11. 如图所示,轻质细杆可绕竖直墙 上的O 点转动,末端挂一个重 为150N的物体,拉力F 沿水 平方向,当θ=45°时,拉力F= N。若保持拉力沿水 平方向,让细杆沿顺时针缓慢旋转到图中虚线 位置,则拉力将 (填“变大”或“变小”)。 12. 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示 数大小与时间的关系图像,则物体M 的质 量大小为 kg;已知OA 的长度为 30cm,OB 足够长,硬棒AC 能承受的最大 弹力大小为15N,若要AC 不断,则物体M 从A 点开始运动的时间最长为 s。 (g取10N/kg) 第12题 三、 解答题 13. (眉山中考)学校组织学生参加劳动实践活 动,在基地发现了一台活塞式抽水机,在杠 杆C 处用力便可取水。请在图中画出: (1) 阻力F2的力臂l2。 (2) 在C 处所用最小力F1的示意图。 第13题 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1复习进阶 18 14. 如图所示,某工人站在地面上使用由三个 滑轮组成的滑轮组提升重物,请用笔画线 代替绳子,画出最省力的绕绳方法。 第14题 15. (自贡中考)如图所示,小王在“研究杠杆平 衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度 均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细 线和质量为50g的钩码若干个。(g 取 10N/kg) 第15题 (1) 如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则 可将左端的平衡螺母向 (填“左” 或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。 (2) 图乙中杠杆水平平衡时,若在杠杆左右 两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的 钩码,则杠杆 (填“左”或“右”)侧 下沉。 (3) 如图丙所示,在A 点悬挂3个钩码,在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在 水 平 位 置 再 次 平 衡,则 拉 力 大 小 为 N。若保持杠杆平衡状态不变,将 弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的 过程中,其示数将 (填“变大”“变 小”或“不变”)。 16. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮 组机械效率的影响”实验。把不同的磁体 吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,匀 速拉动绳子使物体每次上升的距离均为 10cm,不计绳重,实验数据如表。 第16题 次 序 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 (1) 绳端移动距离为 cm。 (2) 第2次实验中拉力F 的示数如图乙,示 数为 N,第2次实验滑轮组的机械 效率为 %。分析数据可知:在物 重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机 械效率越 。 (3) 本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮 变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的 比例 (填“变大”“变小”或“不变”)。 17. (苏州中考)某起重机的滑轮组结构示意图 如图所示,其最大载重为5t。起重机将 3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩 上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝 绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求: (1) 克服钢板重力做的功W有用。 (2) 钢丝绳的拉力F。 第17题 (3) 滑轮组满载时的机械效率(结果精确至 0.1%)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 八年级物理(RJ版) 6 能越大,这是转换法的应用。(3) 让质量相同的 小球从斜面的不同高度滚下,两球到达水平面时 速度不相等;甲、乙两图中两个小球的质量相同, 因此可以通过甲、乙两图探究物体动能与物体速 度的关系。(4) 在同一接触面上,接触面粗糙程 度不变,压力不变时,摩擦力大小不变,且sA> sB,根据W=fs可知,图甲中木块克服摩擦做功 较多,W1>W2。(5) 由表可知,实验2与实验 1相比,小球的质量相同,实验2的小球到达水平 面的初速度是实验1的2倍,实验2的木块被撞 后移动的距离是实验1的4倍;实验3与实验 1相比,小球自由滚下的高度相同,到达水平面的 初速度相同,实验3的小球的质量是实验1的 2倍,实验3的木块被撞后移动的距离为实验 1的2倍。而动能的大小由木块被撞后移动的距 离来体现,由此可知,在同等条件下,速度对物体 的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的 危害更严重。 15. (1) 机器人所受的重力G=mg=55kg× 10N/kg=550N (2) 2s内机器人对箱子所做 的功W=Fs=100N×1m=100J (3) 2s内机 器人对箱子做功的功率P=Wt= 100J 2s=50W 16. (1) 黑虎泉站到泉城广场站河段的长度s= vt=3.5m/s×5×60s=1050m (2) 游船在河 中受到的浮力 F浮 =G=mg=3×103kg× 10N/kg=3×104N (3) 这次水上航行中,牵引 力对游船做的功W=Fs=6×103N×1050m= 6.3×106J (4) 这次水上航行中,牵引力对游船 做功的功率P=Wt= 6.3×106J 5×60s =2.1×10 4W 第十二章　简单机械 一、 1. A 2. A 3. C 解析:在杠杆两侧挂钩码处各增加1个质 量相同的钩码时,左侧力与力臂的乘积为3G× 2l=6Gl,右侧力与力臂的乘积为2G×4l=8Gl, 因为6Gl<8Gl,根据杠杆平衡条件可知,杠杆右 端会下降,故A、B错误,C正确;再将A 处的钩码 向左移动一格,左侧力与力臂的乘积变为3G× 3l=9Gl,9Gl>8Gl,杠杆不能水平平衡,故 D 错误。 判断杠杆是否平衡的方法 力与对应力臂的乘积决定杠杆平衡与否。 判断杠杆是否平衡的方法为分别计算出动力与 动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积,再比较 它们的大小。若两者相等,根据杠杆平衡条件, 杠杆平衡;若哪一侧力与力臂的乘积大,则哪一 侧下沉。 4. C 解析:如图所示,拔草器相当于一个杠杆, 拔草时支点在O 点,若拔同一植株,则植株对拔 草器的阻力一定,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2 可 知,阻力臂越小、动力臂越大,动力越小。选项中, A、B、C图相比,动力臂相等,C图中的阻力臂最 小,所以C图动力最小;C图与D图相比,阻力臂 相等,C图的动力臂更大,所以C图动力更小,则 手施力最小的是C图。 第4题 5. A 力臂的正确判断是关键 判断力的大小关键在于判断力臂的长短。 如图所示,根据力臂的定义可知,F1、F2、F3 三 个力的力臂分别为lOD、lOB、lOC,其大小关系为 lOB>lOD>lOC,当lOB 作为动力的力臂时,动力 臂是最大的,根据杠杆的平衡条件可知,此时的 动力是最小的,所以三个力中,F2 是最小的力; 同理可知,F3 是最大的力;若F1≠G,则说明动 力的力臂和阻力的力臂大小不同,这能帮助我 们正确理解力臂的概念。 6. A 7. C 解析:由图可知,与动滑轮相连的绳子股数 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7 n=2,篮子上升的速度v=0.5m/s,则绳子自由 端移动的速度v'=nv=2×0.5m/s=1m/s,故 A错误;忽略绳重和摩擦,根据F=1n (G篮+ G动)可知,动滑轮重G动=nF-G篮=2×20N- 15N=25N,故B错误;绳子的最大拉力等于人受 到的重力,即F最大=500N,忽略绳重和摩擦,根 据F最大=1n (G最大+G动+G篮)可知,货物的最大 重力G最大 =nF最大 -G篮 -G动 =2×500N- 15N-25N=960N,故C正确;忽略绳重和摩擦, 根据η= W有用 W总 ×100%= W有用 W有用+W额外×100%= Gh Gh+G动h×100%= G G+G动×100% 可知,只改变 图中滑轮组的绕绳方式,其机械效率将不变,故D 错误。 8. B 解析:由图知,n=3,不计绳重与摩擦,拉力 F=1n (G+G动)=13× (1×103N+200N)= 400N,故A正确;拉力F 做的功W=Fs=Fnh= 400N×3×10m=12000J,拉力F 的功率P= W t= 12000J 8s =1500W ,故B错误;克服动滑轮重 力做的功W动=G动h=200N×10m=2000J,故 C正确;滑轮组的机械效率η= W有用 W总 ×100%= Gh Fs×100% = Gh Fnh×100% = G nF ×100% = 1×103N 3×400N×100%≈83.3% ,故D正确。 二、 9. Gl3 2(l1+l2) 近 解析:支点为A,花盆对 支架的压力为阻力F2,F2=G,从支点A 作到花 盆重力作用线的垂线,支点到垂足的距离l3 2 为阻 力臂;D 处螺钉水平拉力(动力)的力臂为l1+l2, 由杠杆平衡条件可得F(l1+l2)=F2× l3 2=G× l3 2 ,D 处 螺钉对支架的水平拉力的大小F= Gl3 2(l1+l2) 。由杠杆平衡条件可知,在阻力、动力 臂不变的情况下,阻力臂越小、动力越小,越省力; 所以为了安全,应减小阻力臂,从而减小D 处的 拉力,花盆应尽量靠近墙壁。 10. 100 90 解析:滑 轮 组 机 械 效 率η= G物 G物+G动×100%= 300N 300N+G动×100%=75% , 解得动滑轮的重力G动=300N75% -300N=100N ; 由题意可知,n=2,若绳子能承受的最大拉力为 500N,则有 F=1n (G物'+G动)=12 (G物'+ 100N)=500N,该滑轮组能提起材料的最大重力 G物'=nF-G动=2×500N-100N=900N,则能 提起材料的最大质量 m= G物' g = 900N 10N/kg= 90kg。 11. 150 变大 解析:如图所示,θ=45°时,拉力 的方向沿水平方向,阻力的方向在竖直方向,根据 等腰直角三角形的知识可知,F 的力臂lF 与G 的 力臂lG 是相等的,根据杠杆的平衡条件可知,动 力等于阻力,所以F=G=150N;若保持拉力沿 水平方向,让细杆沿顺时针缓慢旋转到虚线位置, 此时的动力臂变小,阻力臂变大,在阻力不变的情 况下,根据杠杆的平衡条件可知,拉力将变大。 第11题 12. 1 12.5 解析:由图乙知,M 在A 点时,传 感器受到的压力F=10N,M 在A 点,传感器受 到的压力的大小等于M 的重力大小,则M 的重 力G=F=10N,M 的质量m=Gg= 10N 10N/kg= 1kg。由图乙知,当M 运动到支点O 时,传感器 受到的力是0,用时5s,OA=30cm,则M 的运动 速度v=OAt = 30cm 5s =6cm /s。当M 运动到支 点O 的右端时,传感器的最大弹力F'=15N,此 时M 距离支点O 的距离为l,根据杠杆平衡条件 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 得,F'×OA=G×l,15N×30×10-2m=10N× l,解得l=45×10-2m=45cm,则M 运动的距离 s'=OA+l=30cm+45cm=75cm,由速度公式 得,M 运动的最长时间t'=s'v= 75cm 6cm/s=12.5s 。 三、 13. 如图所示 14. 如图所示 第13题 第14题 15. (1) 右 (2) 右 (3) 2 变大 16. (1) 30 (2) 2.5 80 低 (3) 变小 17. (1) 克服钢板重力做的功 W有用 =Gh= mgh=3600kg×10N/kg×10m=3.6×105J (2) 起重机的滑轮组做的总功 W总 = W有用 η = 3.6×105J 80% =4.5×10 5J,由图可知,有4段钢丝 绳承重,则钢丝绳的拉力 F= W总 s = W总 4h = 4.5×105J 4×10m =1.125×10 4N (3) 起重机的滑轮 组做的额外功W额外=W总-W有用=4.5×105J- 3.6×105J=9×104J,动滑轮的总重力G动= W额外 h = 9×104J 10m =9×10 3N,滑轮组满载时的载 重重力G'=m最大g=5×103kg×10N/kg=5× 104N,机械效率η最大= W有用' W有用'+W额外×100%= G' G'+G动×100%= 5×104N 5×104N+9×103N×100% ≈ 84.7% 复习进阶综合检测 一、 1. A 2. B 3. C 4. D 5. D 6. C 7. B 解析:由图丙可知,4~6s物体做匀速直线 运动,速度为3m/s,物体运动的路程s=vt= 3m/s×2s=6m,故A错误;4~6s物体做匀速直 线运动,速度为3m/s,拉力的大小为4N,根据P= Fv可知,拉力F 的功率P=Fv=4N×3m/s= 12W,故B正确;t=1s时,物体静止不动,受力平 衡,物体受到的摩擦力等于拉力,为2N,故C错 误;由图乙、丙可知,在2~4s拉力为6N,物体速 度不断增大,做加速运动,故D错误。 8. B 9. D 解析:由图可知,与动滑轮相连的绳子股数 n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×4m= 8m,总功W总=Fs=125N×8m=1000J,故A、 C错误;不计绳重和摩擦,动滑轮重G动=2F- G=2×125N-200N=50N,故B错误;有用功 W有用=Gh=200N×4m=800J,滑轮组的机械效 率η= W有用 W总 ×100%= 800J 1000J×100%=80% ,故 D正确。 10. C 解析:木块受到的浮力F浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg× 4 5×2×10 -4m3= 1.6N,因为木块漂浮,故G木=F浮=1.6N,木块 的密 度ρ木 = G木 gV木 = 1.6N 10N/kg×2×10-4m3 = 0.8×103kg/m3,故A正确;木块漂浮时排开水 的重力G排=F浮=1.6N,木块漂浮时排开水的质 量m排= G排 g = 1.6N 10N/kg=0.16kg=160g ,故B正 确;浸没在水中时,木块在重力、浮力、拉力三个力 的作用下处于平衡状态,G木=1.6N,细线对木块的 拉力F=F浮'-G木=1.0×103kg/m3×10N/kg× 2×10-4m3-1.6N=0.4N,故C错误;甲、乙两 图所示情况,容器对水平桌面的压力大小都等于 木块的重力与水的重力之和,容器底面积不变,故 容器对水平桌面的压强相等,故D正确。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈