期末复习:简单机械专题训练 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-06-16
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 复习与提高,第十二章 简单机械 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 7.29 MB |
| 发布时间 | 2026-06-16 |
| 更新时间 | 2026-06-16 |
| 作者 | 物理李志强老师 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58366884.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
初中物理期末专项训练,聚焦简单机械,以概念辨析为基础,原理应用为主线,实验探究为支撑,构建“概念-原理-应用”三阶训练体系,强化物理观念与科学思维的融合。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|8题(单选1-6、多选7-8)|杠杆类型判断、斜面省力特点分析|从生活实例抽象机械模型,建立概念认知|
|原理应用|8题(填空9-14、作图15-16)|杠杆平衡条件应用、滑轮组绕线方法|公式推导与实际问题结合,强化科学推理|
|实验探究|3题(实验17-19)|控制变量法、数据处理与误差分析|提出猜想-设计实验-得出结论,培养科学探究能力|
|综合计算|3题(计算20-21、科普22)|机械效率综合计算、跨学科知识迁移|多知识点整合与实际应用,提升问题解决能力|
内容正文:
2026八年级下学期期末复习:简单机械
一、单选题
1.机械以各种不同的形式出现在生活中,成为生活中不可或缺的部分。如图所示的是自行车的结构图,关于其机械应用,下列说法正确的是( )
A.螺丝:属于斜面,费距离 B.车把:属于杠杆,能省距离
C.车闸:属于杠杆,能省距离 D.脚踏板:属于轮轴,能省距离
2.有一斜面长、高,用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部,弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%,则以下说法不正确的是( )
A.物体的重力为7.2N
B.物体受到斜面的摩擦力为0.72N
C.使用斜面可以省力
D.使用斜面可以省功
3.小明根据杠杆的平衡条件,制作了如图所示的杆秤,用其测量物体的质量,经测试发现它能测量的物体最大质量太小。下列操作中可以使该杆秤测量物体质量的最大值变大的是( )
A.将B点向左移
B.将提纽向右移
C.换一个质量更小的秤砣
D.换一个质量更大的秤砣
4.如图所示,工人站在地面上,利用滑轮组将重为500N的建筑材料提升到楼上,10s的时间内将建筑材料匀速提升4m,已知工人对绳端施加的拉力为300N,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳端移动的速度为0.4m/s
B.拉力做功的功率为200W
C.动滑轮所受的重力为50N
D.该滑轮组的机械效率为83.3%
5.如图所示,重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。已知滑轮组机械效率为80%,物体运动的速度为1m/s,下列分析计算正确的是( )
A.物体所受合力为40N
B.物体受到的摩擦力为24N
C.拉力F做功的功率为10W
D.在10s内机械所做的有用功为500J
6.如图所示是我国古代劳动人民利用木棒、支架、悬绳、石块等物体移动巨木的情景。下列说法正确的是( )
A.垫上圆木后,在移动巨木时可减小摩擦
B.将巨木一端抬起,巨木相当于费力杠杆
C.增大横杆上手与支架间的距离会更费力
D.支架下垫石块是为了减小对地面的压力
二、多选题
7.如图所示是工地搬运砖头的独轮车,人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆。人推车前进的过程中( )
A.人对车做了功
B.此独轮车相当于一个费力杠杆
C.砖头的位置越靠近车轮越省力
D.砖头受到的重力是杠杆的阻力
8.如图,小一想利用杠杆提升静止在地面上的重物,他先将支撑物放置在轻质杠杆之间点,使,重物用细线挂在端,在端施加竖直方向力使杠杆在水平位置平衡,此时对地面的压强为。小一又将重物挂在点,将支撑物移置端,在A端施加竖直方向力使杠杆在水平位置平衡,对地面的压强仍为。下列说法正确的是( )
A.图中正在使用的杠杆类型与生活中使用的筷子相同
B.图中仅将的位置向点移动,重物对地面的压强减小
C.与两个力的大小关系为
D.图中仅将重物所挂的位置和施加力的位置同时向点移动相同的距离,重物能被提起
三、填空题
9.如图所示,小李同学正在探究杠杆的平衡条件,此时杠杆在水平位置保持静止,处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态;若只把左侧挂的钩码减少1个,要使杠杆继续保持水平位置静止,弹簧测力计的拉力应该______(选填“变大”或“变小”)。
10.《三个和尚》的故事相信大家耳熟能详。如图所示,瘦和尚和小和尚两人合担一大桶水。图中瘦和尚想要减轻小和尚的负担,可以让自己的肩膀往____________移动一点距离或将水桶往____________移动一点距离。(均选填“左”或“右”)
11.如图所示,一根均匀的细木棒OC,,B为的中点。在点施力将挂在点的重为的物体匀速提升,木棒的机械效率为。提升该物体做的有用功是___________J,木棒重为___________N(不计摩擦)。
12.塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备,学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示,下方所挂物体的重力为1200N,动滑轮的自重为300N,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力F=______N,此装置的机械效率η=______。
13.工人用上图所示的输送带运输苹果,已知整箱苹果重800N,斜面长4m,输送带的额定功率为500W,箱子匀速运输到车上用时4s。在这个过程中输送带的动力为________N,若输送带的机械效率为60%,则输送带上苹果被输送到了________m的高度。
14.建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,如图所示。钻头使用时相当于一个________(填简单机械名称),可以省________(选填“力”“距离”或“功”)。
四、作图题
15.如图所示,请画出利用滑轮组以最省力的方式提升重物的绕线方法。
16.如图是某家庭安装路灯的模型,把O看为杠杆的支点,请在图中画出动力F1的力臂L1和灯的重力示意图。
五、实验题
17.用每个重0.5N的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验,请完成下列问题。
(1)实验前杠杆处于图甲所示状态,此状态杠杆是否平衡_______(选填“是”或“否”),我们应向_______调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是_______。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_______个相同的钩码,或在C点挂_______个相同的钩码。
(3)重复实验,多次改变钩码数量及钩码位置,使杠杆在水平位置平衡,实验所得的数据如下表所示。分析实验数据可得出杠杆的平衡条件是_______(用式子表示),本实验中多次实验的目的是_______。
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1
10
0.5
20
2
2
15
1.5
20
3
2.5
5
0.5
25
(4)两个同学交流时,产生了一个想法:不选择杠杆的中点作支点,并用弹簧测力计在悬挂钩码的同一侧施加力的作用,会得出什么结论呢?他们按照图丙进行了探究。
①在保持杠杆在水平位置平衡的前提下,当弹簧测力计从图丙所示位置绕杠杆上的D点逆时针旋转到竖直位置的时候,弹簧测力计的示数会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
②将弹簧测力计的拉力始终保持在竖直方向,改变其在杠杆上的作用点多次实验,发现杠杆平衡时,都大于,其原因可能是_______。
18.在探究“影响斜面机械效率的因素”的实验中,同学们提出以下猜想:
猜想一:斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关;
猜想二:斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关;
猜想三:斜面的机械效率可能跟物体的重力有关;
为了验证以上猜想,小铭和同学们找来棉布、两个相同的木块、一块长木板,并将其一端垫高,构成长度一定,高度可调的斜面。用弹簧测力计沿平行于斜面向上的方向拉着木块做匀速直线运动。记录木块的重力、拉力、斜面的高度和长度的数据如表所示,请完成相关问题。
实验次数
接触面
物重G/N
斜面高度h/m
斜面长度s/m
沿斜面拉力F/N
机械效率η
1
木板
2
0.2
1
0.7
57.1%
2
木板
2
0.4
1
1
80%
3
木板
2
0.5
1
1.1
___________①
4
毛巾
2
0.5
1
1.4
71.4%
5
毛巾
4
0.5
1
2.8
71.4%
(1)表格中①处的数据应该为___________(保留到0.1%)
(2)分析1、2、3三次实验数据,可以验证猜想___________是正确的;在第2次实验中,木块所受的摩擦力为___________N;
(3)分析___________两次实验数据,可知在其他条件一定时,斜面越粗糙,机械效率越小;
(4)分析数据可知,斜面的机械效率与物体的重力___________(选填“有关”“无关”);
(5)由实验数据可知,使用斜面可以___________(选填“省力”或“省功”);
(6)实验结束后,小铭和同学对实验过程进行了反思:在测木块的重力前沿竖直方向对弹簧测力计进行了调零,测完重力后就开始测量沿斜面向上的拉力,这可能会对机械效率的测量结果有影响。你认为这样的操作会使得测量的机械效率___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
19.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
①
3
6
10
②
30
90.9%
(1)实验时应沿竖直方向 ____ 拉动弹簧测力计,并用刻度尺测出物体上升的高度;
(2)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是 ;
A. B.
C. D.
(3)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计绳重和摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 ________ (选填“改变”或“不变”)。
六、计算题
20.图甲所示为某兴趣小组设计的水位监测装置,轻质硬杆能绕点转动,,物体是一个不吸水的柱体,物体、均通过轻质硬杆与相连。打开阀门,假定水的流量恒定,物体对压力传感器的压力F与水流时间的关系如图乙所示,时刻装置自动报警,时刻塔内水流完,杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体的密度为,边长为,g取,。不计所有摩擦,求:
(1)物体的重力;
(2)时刻杠杆端所受力的大小;
(3)物体的密度。
21.工人使用下图装置打捞水池中的石料,石料体积为,重1300N,工人用300N的拉力匀速打捞石料(石料未露出水面,不计绳重、摩擦和水对石料的阻力,取10N/kg,)。
(1)石料浸没在水中受到的浮力是多大?
(2)滑轮组的机械效率是多大?
(3)当石料完全露出水面后,石料保持匀速上升,此时滑轮组的机械效率是多大?(答案保留一位小数)
七、科普阅读题
22.杠杆在中国的典型发展是秤的发明及其广泛应用。《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,将杠杆的平衡条件叙述得十分全面,它比阿基米德发现的杠杆原理要早约200年。在一根杠杆上安装吊绳作为支点,其一端挂上重物,另一端挂上砝码或秤锤,就可以称量物体的重量。古代人称它为“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤,“衡”是指秤杆。中国早在4000多年前就有雏型的权衡器。古代中国人还发明了有二个支点的秤,俗称铢秤。使用这种秤,变动支点而不需要换秤杆就可以称量较重的物体。这是中国人在衡器上的重大发明之一,也表明中国人在实践中完全掌握了杠杆原理。
(1)如图甲,“标”和“本”表示力臂,“权”和“重”表示力。当“权”小于“重”,为保持杆秤平衡,“标”一定______(填“大于”或“小于”)“本”。若增大“重”时,应把“权”向______(填“A”或“0”)端移动,杆秤才能保持平衡。
(2)在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西,弯一下腰,甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用。如图乙,人体的前臂就是物理学中的一根杠杆,当人手向上提起重物时,支点在______(填“肘关节处”或“手腕处”),前臂这样设计的优点是______(填“省力”或“省距离”);人手继续向上提起重物时,阻力臂逐渐______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)如图丙是有两个提纽(两个支点)的杆秤,当称量较重的物体时,应该手提______(填“C”或“D”)提纽,因为这样可以______(填“增大”或“减小”)“本”。
试卷第10页,共10页
试卷第1页,共10页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
D
D
D
B
A
AC
AC
1.A
【详解】A.螺丝属于斜面类简单机械,螺纹增加了斜面的长度,省力费距离,故A正确;
B.车把属于轮轴,相当于一个省力杠杆,可以省力的控制自行车的方向但是费距离,故B错误;
C.车闸在使用时,动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆,省力费距离,故C错误;
D.脚踏板属于轮轴,相当于一个省力杠杆,省力费距离,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】A.由图知,弹簧测力计示数为3.6N,总功
有用功
由得物体重力
故A正确,不符合题意。
B.额外功
额外功用来克服摩擦力做功,由得摩擦力
故B正确,不符合题意。
C.拉力,因此使用斜面可以省力,故C正确,不符合题意。
D.根据功的原理,使用任何机械都不省功,斜面省力但费距离,因此不能省功,故D错误,符合题意。
故选D。
3.D
【详解】提纽为支点,待测物体质量为,物体悬挂点到支点的力臂为,秤砣质量为,杆秤对应最大量程时,秤砣在杆的最右端,秤砣的力臂为最大值; 根据杠杆平衡条件可得
化简得,杆秤的最大测量质量
A.将点向左移,增大,、不变,因此减小,故A错误;
B.将提纽向右移,增大,同时最大力臂减小,因此减小,故B错误;
C.换一个质量更小的秤砣,减小,因此减小,故C错误;
D.换一个质量更大的秤砣,增大,、不变,因此增大,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.由图可知,动滑轮上承担物重的绳子段数n=2,建筑材料上升高度h=4m,则绳端移动的距离为
绳端移动的速度为,故A错误;
B.拉力做的总功为
拉力做功的功率为,故B错误;
C.不计绳重及摩擦时,由可得,动滑轮的重力为,故C错误;
D.有用功为
机械效率为,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】由题可知,与动滑轮直接连接的绳子段数,拉力,,根据
可得
AB.由题可知,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,合力为零,由分析可知,摩擦力为24N,故A错误,B正确;
C.拉力F做功的功率
故C错误;
D.在10s内机械所做的有用功
故D错误。
故选 B。
6.A
【详解】A.垫上圆木后,巨木与地面之间由滑动摩擦变为滚动摩擦,根据物理知识,在相同条件下,滚动摩擦小于滑动摩擦,所以可减小摩擦,故A正确;
B.将巨木一端抬起时,以与地面接触的点为支点,动力臂长度等于从支点到施加力的作用点的距离,阻力臂长度等于从支点到巨木重心的距离,通常情况下动力臂大于阻力臂,根据杠杆原理,此时巨木相当于省力杠杆,并非费力杠杆,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,增大横杆上手与支架间的距离,即增大了动力臂,那么动力会减小,会更省力,而不是更费力,故C错误;
D.支架下垫石块,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小对地面的压强,防止支架陷入地面,而不是减小对地面的压力,故D错误。
故选A。
7.AC
【详解】A.独轮车受到人给他向前的推力,并且在推力作用下向前运动了,所以人对车做了功,故A正确;
B.人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆,轮子的中心是杠杆的支点,动力作用在把手上,阻力等于独轮车的总重力,则容易判断动力臂大于阻力臂,所以这是一个省力杠杆,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件,在动力和阻力一定的情况下,阻力臂越短越省力,砖头的位置靠近车轮时阻力臂短,抬起更省力,故C正确;
D.砖头对杠杆的压力为阻力,不是砖头受到的重力,故D错误。
故选AC。
8.AC
【详解】A.图中杠杆,动力臂OA,阻力臂OB,OB = 3OA,即动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;而筷子使用时动力臂小于阻力臂,也是费力杠杆,所以该杠杆类型与筷子相同,故A正确。
B.仅将的位置向O点移动,动力大小不变,动力臂变小,阻力臂不变,由杠杆平衡条件,那么杠杆对重物M的拉力变小。重物M对地面压力,拉力变小则压力变大,受力面积不变,根据分析,压强增大,故B错误;
C.对地面的压强均为,对于M物体来讲,受力面积S不变,则两次M对于地面的压力相同,由于,即两次杠杆对重物M的拉力也相同。
设两次杠杆对重物M拉力均为F,
第一次物用细线挂在端,在端施加竖直方向力使杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件得,代入数据得,将重物挂在点,支撑物移置B端,在A端施加竖直方向力由杠杆平衡条件,得,代入数据,解得,故C正确;
D.设移动距离为x,原来, 因为OB = 3OA,解得,重物未被提起,说明,移动后,动力臂变为OA - x,阻力臂变为OB - x,
则
解得移动后
因为,分析,拉力会变小,所以不能提起重物,故D错误。
故选AC。
9. 平衡 变小
【详解】[1]物理学中把静止或匀速转动的杠杆定义为处于平衡状态,此时杠杆在水平位置保持静止,因此属于平衡状态。
[2]根据杠杆平衡条件,左侧钩码减少1个后,左侧的作用力减小,而左侧力臂、右侧拉力的力臂都不变,要使杠杆继续保持水平位置静止,右侧拉力应减小,所以弹簧测力计的拉力应该变小。
10. 左 右
【详解】[1][2]以瘦和尚的肩膀为支点O,水桶的重力为阻力,小和尚的肩膀施加的力是动力,OA是动力臂,OB是阻力臂; 要使小和尚施加的力小一些,在阻力和阻力臂不变时,可以增大动力臂,使小和尚远离支点O,即向左移动一点;根据杠杆平衡条件,也可以使水桶靠近支点O(减小阻力臂),向瘦和尚方向移动,即水桶往右移动一点。
11. 20 25
【详解】[1]物体的重力为
物体被提升的距离为
提升该物体做的有用功为
[2]木棒的机械效率为
则提升物体做的总功为
提升物体做的额外功为
由图可知,OB=2OA,根据比例关系,木棒重心被提升的距离为
额外功为克服木棒重力做的功,则木棒的重力为
12. 750 80%
【详解】[1]由图可知,滑轮组的动滑轮绕2段绳,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力
[2]此装置的机械效率
13. 500 1.5
【详解】[1]箱子匀速运动的速度
功率的计算公式
输送带的动力为
[2]输送带做的总功
由得
由得
14. 斜面 力
【详解】[1][2]建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,钻头有螺纹,螺纹的螺线很长,相当于斜面较长,因为斜面高度一定时,斜面越长,使用起来越省力,方便钻孔。
15.
【详解】以最省力的方式提升重物,需要动滑轮上绳子股数最多。观察滑轮组可以发现动滑轮数量比定滑轮多一个,因此为了完美利用上两个动滑轮,应从定滑轮开始绕线,如图所示:
16.
【详解】 过支点O作动力F1作用线的垂线(用虚线画),该垂线段就是动力F1的力臂l1,过灯的重心(可认为在灯的中心位置)沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,即为灯的重力G,如图所示:
17.(1) 是 右 便于测量力臂
(2) 6 3
(3) 得出普遍性的规律
(4) 变小 杠杆自重对杠杆平衡有影响
【详解】(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态属于平衡状态,所以实验前杠杆处于图甲所示状态,此时杠杆处于平衡状态;如图杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡是便于测量力臂,同时消除杠杆自重对实验的影响。
(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件有
解得,所以需在B点挂6个钩码;
根据杠杆的平衡条件有
解之,所以或在C点挂3个相同的钩码。
(3)分析表中数据有,,
分析实验数据可得出杠杆的平衡条件是。根据一组数据得出的结论有偶然性,本实验中多次实验的目的是得出普遍性的规律。
(4)在保持杠杆在水平位置平衡的前提下,当弹簧测力计从图丙所示位置绕杠杆上的D点逆时针旋转到竖直位置的时候,动力臂变大,因阻力和阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数会变小。
图丙中,设杠杆的重力为G′,力臂为LG,当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件可得
所以杠杆自重对杠杆平衡有影响,此时都大于。
18.(1)90.9%
(2) 一 0.2
(3)3、4
(4)无关
(5)省力
(6)偏大
【详解】(1)第3次实验的机械效率为
(2)[1]1、2、3次实验中,接触面粗糙程度、物重相同,斜面倾斜程度(高度)不同,机械效率不同,因此验证了“猜想一(斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关)”是正确的。
[2]有用功为
总功为
额外功为
额外功由克服摩擦力做功产生,,因此,木块所受的摩擦力为
(3)要验证猜想二,需控制物重、斜面倾斜程度相同,改变接触面粗糙程度。因此选择3、4两次实验(物重均为2N,高度均为0.5m,接触面分别为木板和毛巾),可得出:在其他条件一定时,斜面越粗糙,机械效率越小。
(4)实验4、5中,接触面、斜面倾斜程度相同,物重分别为2N和4N,机械效率均为71.4%,说明斜面的机械效率与物体的重力无关。
(5)对比拉力F与物重G,第1次:
第2次:
所有实验中拉力均小于物重,说明使用斜面可以省力。
(6)弹簧测力计在竖直方向调零,其自身的重力已被计入零点。当沿斜面方向使用时,其自身重力沿斜面向下的分力小于其自身重力,导致弹簧测力计的读数F偏小。根据,F偏小,计算出的总功偏小,因此机械效率的测量结果会偏大。
19.(1)匀速
(2)B
(3)不变
【详解】(1)实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,受到拉力等于测力计的示数。
(2)动滑轮的重力不可忽略,则克服动滑轮的重力和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功,物重增大,有用功逐渐增大,有用功占总功的比值在增大,所以机械效率逐渐增大,由于摩擦增大,额外功也增大,所以机械效率η与物体重力G的关系并不成正比,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)不计绳重及摩擦,则克服动滑轮的重力做的功为额外功,若将此滑轮组换一种绕绳方法,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率为
由于物体的重力G和动滑轮的重力不变,所以滑轮组的机械效率不变。
20.(1)60N
(2)60N
(3)
【详解】(1)M 的体积
由得,物体的质量
故 M 的重力 GM = mg = 6 kg × 10 N/kg = 60 N
(2)由题意可知从 0 到 t1时刻,压力传感器的示数一直为 100 N,因为物体间力的作用是相互的,所以物体M受到向上的支持力为100N,则物体M受到向下的重力,向上的支持力和硬杆对其向下的压力,其中硬杆对其向下的压力与硬杆对B点向上的压力大小相等,为
杠杆始终绕 O 点水平平衡,且
由杠杆平衡条件得
则
(3)当水全部放完(t3时刻)后,杆仍水平平衡,此时N 不受浮力,且压力传感器示数为0,由杠杆平衡条件得
则
由得,N 的质量为
t1时刻之前N始终处于完全浸没状态,N受到硬杆对其向下的压力,大小等于A点受到向上的压力,N还受到向下的重力和向上的浮力,所以N受到的浮力
此时N的体积等于N排开水的体积,由得,N的体积
N 的密度为
21.(1)石料浸没在水中受到的浮力是600N
(2)滑轮组的机械效率约为
(3)滑轮组的机械效率约为
【详解】(1)石料浸没在水中,排开水的体积等于石料的体积。设石料体积为,石料浸没在水中受到的浮力为。
根据阿基米德原理,石料受到的浮力为:。
(2)石料在水中被匀速提升时,滑轮组需要克服的拉力(有用拉力)为石料的视重。
。
设工人的拉力为,动滑轮的重力为,承担动滑轮和物体的绳子段数为。
根据滑轮组的省力公式(不计绳重和摩擦):,
因为动滑轮有重力,即,所以。
代入数据:,解得。
结合滑轮组的常见构造,应取整数,故。
此时滑轮组的机械效率为:
(3)首先,根据石料在水中的受力情况计算动滑轮的重力。
由可得:。
当石料完全露出水面后,滑轮组需要克服的拉力为石料的重力,即。
此时工人的拉力为:。
此时滑轮组的机械效率为:。
22. 大于 A 肘关节 省距离 减小 D 减小
【详解】(1)[1][2]如图甲,“权”小于“重”,即阻力小于动力,根据杠杆平衡条件,阻力臂应大于动力臂,故“标”一定要大于“本”;若增大“重”,即增大动力,在阻力不变的情况下,应增大阻力臂,故应把“权”向A段移动。
(2)[3][4][5]人手向上提重物时,肘关节不动,故肘关节处是支点;此时肱二头肌的力为动力,物体的重力为阻力,动力臂小于阻力臂,前臂为费力杠杆,优点是省距离;人手继续向上提起重物时,支点到阻力作用线的距离变短,阻力臂减小。
(3)[6][7]称量较重的物体时,即动力太大,故应该增大阻力臂或减小动力臂,故应手提D提纽,减小“本”。
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