2020-2021学年第十二章 简单机械综合与测试课时训练

这是一份2020-2021学年第十二章 简单机械综合与测试课时训练，共27页。
（基础篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级第12章练习卷
一．选择题（共12小题）
1．下列有关简单机械的使用说法正确的是（ ）
A．使用杠杆的目的就是为了省力
B．使用斜面时，斜面越长越省力
C．使用滑轮组可以省力，但不能省功
D．使用动滑轮可以改变拉力方向，但不能省力
2．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1N，不计动滑轮重，绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（ ）

A．1N B．0.5N C．2N D．1.5N
3．如图，是生活中经常使用的工具，其中属于省力杠杆的是（ ）
A．钓鱼竿钓鱼 B．食品夹夹面包
C．起子开瓶盖 D．筷子夹菜
4．如图所示，重300N的小邓坐在翘翘板（板的质量忽略不计）右边的中间处，一块大石头放在板的左端，此时翘翘板水平静止.据此可估算石头重约（ ）

A．100N B．150N C．300N D．600N
5．如图所示，O为杠杆的支点，用一个跟杠杆始终保持垂直的力F，使杠杆由竖直位置匀速旋转到水平位置，最终转到D位置，则此过程中拉力F的大小如何变化（ ）

A．一直变大 B．先变大再变小
C．先变小再变大 D．一直变小
6．用如图所示的滑轮匀速提升重物，下列说法正确的是（ ）

A．a方向的拉力最小
B．b方向的拉力最小
C．c方向的拉力最小
D．三个方向的拉力都一样大
7．如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，下列说法正确的是（ ）

A．用它少做一些功 B．用它改变力的大小
C．用它为了省距离 D．用它改变力的方向
8．用相同的滑轮组装成如图所示的滑轮组，用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示为倾角30°的固定斜面，小明同学用平行于斜面300N的推力将物体匀速推高1m。假设斜面很光滑，没有摩擦。下列说法中，正确的是（ ）


A．小明推力做的功是300J B．小明做的有用功是150J
C．推力通过的距离是0.5m D．物体受到的重力是600N
10．使用筷子、镊子、船桨等杠杆时，虽然费力，但可以省距离。对“省距离”的认识，下列说法正确的是（ ）
A．减小动力臂
B．减小阻力臂
C．减小动力作用点移动的距离
D．减小阻力作用点移动的距离
11．如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
12．把质量相等的A、B两物体挂在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上升 B．A下降，B上升
C．A、B均静止 D．A上升，B下降
二．填空题（共5小题）
13．新冠疫情期间，送餐机器人走进人们生活，如图所示，机器人工作时在水平地面上沿直线匀速前行。机器人的手臂属于 杠杆，若此时餐盘中食物所受外力全面消失，它将 。


14．今年3月30日夜刮大风，尧霞镇尧城路一棵广玉兰树被吹倒，如图所示。为什么有的树容易被吹倒呢？我们从物理学的角度来探讨一下这个问题。树的根系不够发达，土层酥松是树被吹倒的一个原因之一，这里我们不讨论这个原因。生活经验告诉我们被吹倒的一般是枝叶茂盛且比较高大的树。我们可以认为树是竖直插在地上的一个杠杆，树冠大且叶子茂盛的，风吹时受到的力就大，这相当于作用在杠杆上的 大，树冠高相当于杠杆的 长，所以树容易被吹倒。

15．如图所示，升国旗用的旗杆顶上安装的是 滑轮，此滑轮的好处是 。

16．甲图是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰，盘山公路修的弯弯曲曲，其主要目是为了 （选填“省力”、“省距离”或“省功”），乙图是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。

17．如图所示，利用滑轮组将放在水平地面上重为3000N的物体水平移动5m，当匀速拉动物体时，物体与地面的摩擦力为120N，此时水平拉力为50N，则拉力做的功是 J，滑轮组的机械效率是 。

三．作图题（共2小题）
18．如图所示，杠杆处于平衡状态，请画出力F的力臂L。

19．如题图所示，某人在A处用滑轮组提起物体，请画出最省力的绳线绕法.

四．实验探究题（共3小题）
20．在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1N的钩码。

（1）杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
（2）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为L1和L2，由此可得杠杆的平衡条件为： 。
（3）如图戊所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
21．小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小明认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小刚却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”，两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如表所示：

装置甲
装置乙
钩码重G/N
4
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.6
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.4
机械效率η

71.4%
（1）实验中，沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，且在 （选填“静止”或“拉动”）时读数。
（2）甲滑轮组的机械效率是 （保留一位小数）。由计算结果可以确定 的说法是正确的（填“小明”或“小刚”），由实验可得结论 。
（3）随后小明又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）装置甲的机械效率。

22．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。他将木块放在如图所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到下表中的实验数据：
（1）比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时 （选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越大越 （选填“省力”或“费力”）；
（2）实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向 （选填“左”或“右”）移；
斜面倾
斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
斜面长S/m
沿斜面拉力F/N
较缓
5
0.2
1
2
较陡
5
0.3
1
2.6
最陡
5
0.4
1
3.2
（3）请举出应用斜面的一种实例： （写出一种即可）

五．计算题（共2小题）
23．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，其中动滑轮的质量为30kg。已知在匀速吊起600kg的建筑材料时，对绳子端的拉力为2500N。在建筑材料上升5m高度的过程中，g取10N/kg。求：
（1）建筑材料所受的重力；
（2）塔式起重机对绳子拉力做的功；
（3）塔式起重机的机械效率。

24．搬运砖头的独轮车，车斗和砖头总质量为80kg，独轮车的有关尺寸如图所示。
（1）推走独轮车之前，需先将其撑脚抬离地面，慢慢抬起的过程中，独轮车属于杠杆；推车时，若施加在车把手上的力方向始终竖直向上，则这个力的大小 （选填“逐渐增大”、“逐渐变小”或“不变”）。
（2）求车斗和砖头的总重。（g取10N/kg）
（3）求推车时，人手竖直向上的力F的大小。


（基础篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级第12章练习卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．下列有关简单机械的使用说法正确的是（ ）
A．使用杠杆的目的就是为了省力
B．使用斜面时，斜面越长越省力
C．使用滑轮组可以省力，但不能省功
D．使用动滑轮可以改变拉力方向，但不能省力
【分析】（1）杠杆的种类有三种：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；
（2）斜面也是一种简单的机械，使用斜面时省力但费距离；当斜面高度相同，越长越省力；
（3）滑轮组可以改变力的大小，也可以改变力的方向，也可以既改变力的大小又改变力的方向；根据功的原理省功的机械是不存在的；
（4）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半力多费1倍距离。
【解答】解：A、杠杆的种类有三种：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆，是省力还是费力，关键是看动力臂和阻力臂的大小关系，故A错误，
B、当斜面高相同时，斜面越长越省力，故B错误；
C、滑轮组在使用的时候既省力又能改变力的方向，据功的原理，任何简单机械都不省功，故C正确；
D、动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查的是定滑轮、动滑轮和滑轮组省力情况的分析，涉及到的简单机械的内容比较多，平日注意相关知识的积累，要结合现实生活去分析问题，不要总是停留在理想情况下，难度不大。
2．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1N，不计动滑轮重，绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（ ）

A．1N B．0.5N C．2N D．1.5N
【分析】使用动滑轮沿竖直方向向上提升物体时，若不计动滑轮重、绳重及摩擦，则所用的拉力是物重的一半。
【解答】解：
由图可知n＝2，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则所用的拉力（弹簧测力计的示数）为：
F拉＝，
故选：B。
【点评】本题考查了动滑轮拉力的计算，是一道基础题。
3．如图，是生活中经常使用的工具，其中属于省力杠杆的是（ ）
A．钓鱼竿钓鱼 B．食品夹夹面包
C．起子开瓶盖 D．筷子夹菜
【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：A、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C符合题意；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
4．如图所示，重300N的小邓坐在翘翘板（板的质量忽略不计）右边的中间处，一块大石头放在板的左端，此时翘翘板水平静止.据此可估算石头重约（ ）

A．100N B．150N C．300N D．600N
【分析】设石头所在一端为动力，小邓一端为阻力，估测出力臂的关系，根据杠杆平衡条件估算出石头的重力。
【解答】解：设石头所在一端为动力F1，则小邓所在一端为阻力F2，
由图示可知，动力臂约为阻力臂的2倍，
由F1L1＝F2L2可得：＝
F1＝＝＝150N。
故选：B。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，对于杠杆平衡问题，一般知道动力臂、动力、阻力臂、阻力其中的三个物理量，根据杠杆平衡条件求出第四个物理量。
5．如图所示，O为杠杆的支点，用一个跟杠杆始终保持垂直的力F，使杠杆由竖直位置匀速旋转到水平位置，最终转到D位置，则此过程中拉力F的大小如何变化（ ）

A．一直变大 B．先变大再变小
C．先变小再变大 D．一直变小
【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2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，将杠杆缓慢地由位置A拉到位置D，阻力不变，根据阻力臂的变化分析动力大小的变化。
【解答】解：原图中，O为杠杆的支点，在杠杆的端点施加一个始终与杠杆垂直的拉力F，动力臂L1大小始终等于杠杆的长度，则动力臂不变；阻力大小等于杠杆的重力，阻力大小不变，当杠杆由竖直位置匀速旋转到D位置时，阻力臂先变大后变小，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力先变大后变小，故B正确。
故选：B。
【点评】本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。能否正确分析阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。
6．用如图所示的滑轮匀速提升重物，下列说法正确的是（ ）

A．a方向的拉力最小
B．b方向的拉力最小
C．c方向的拉力最小
D．三个方向的拉力都一样大
【分析】使用定滑轮不省力，但可以改变用力的方向。
【解答】解：由于使用定滑轮不省力，只能改变力的方向，故三个方向的拉力大小是相等的。
故选：D。
【点评】定滑轮实质是一个等臂杠杆，不省力，但可改变用力的方向。
7．如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，下列说法正确的是（ ）

A．用它少做一些功 B．用它改变力的大小
C．用它为了省距离 D．用它改变力的方向
【分析】不随物体升降的是定滑轮，定滑轮不省力，可以改变用力方向。
【解答】解：升旗时旗杆顶端的滑轮并不随旗帜升降，它是一个定滑轮，绳子端拉力方向与红旗运动的方向相反，故用它改变力的方向。
故选：D。
【点评】本题考查定滑轮的优点是一道基础题。
8．用相同的滑轮组装成如图所示的滑轮组，用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是（ ）
A． B． C． D．
【分析】分析各个选项中滑轮或滑轮组的省力情况，选出最省力的绕绳方法。
【解答】解：
A、两个滑轮的使用，效果相当于一个动滑轮，可以省一半力，拉力F＝G；
B、两个滑轮的使用，效果相当于一个定滑轮，不能省力，拉力F＝G；
C、两个滑轮组成滑轮组，承担物重的绳子股数n＝3，所用拉力F＝G；
D、两个滑轮组成滑轮组，承担物重的绳子股数n＝2，所用拉力F＝G。
可见，用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是C。
故选：C。
【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮、滑轮组拉力的计算，确定承担物重的绳子股数是关键。
9．如图所示为倾角30°的固定斜面，小明同学用平行于斜面300N的推力将物体匀速推高1m。假设斜面很光滑，没有摩擦。下列说法中，正确的是（ ）


A．小明推力做的功是300J B．小明做的有用功是150J
C．推力通过的距离是0.5m D．物体受到的重力是600N
【分析】根据斜面的倾角和物体上升的高度求出物体在斜面上移动的距离；根据W＝Fs求出推力所做的功；斜面光滑，则额外功为0，有用功等于总功，根据W＝Gh求出物体的重力。
【解答】解：
AC、由图可知，斜面的倾角为30°，推力将物体匀速推高1h＝m，则物体沿斜面移动的距离为s＝2h＝2×1m＝2m；推力所做的功为：W总＝Fs＝300N×2m＝600J，故AC错误；
BD、斜面很光滑，没有摩擦，则有用功等于总功，即：W有＝W总＝600J，物体的重力为：G＝＝＝600N，故B错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了功的计算公式的应用，知道有用功和总功相等是解题的关键。
10．使用筷子、镊子、船桨等杠杆时，虽然费力，但可以省距离。对“省距离”的认识，下列说法正确的是（ ）
A．减小动力臂
B．减小阻力臂
C．减小动力作用点移动的距离
D．减小阻力作用点移动的距离
【分析】使用杠杆时，若动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，为省力杠杆，省力但要费距离，即动力作用点要多移动距离；若动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，为费力杠杆，费力但要省距离，即动力作用点要少移动距离。
【解答】解：筷子、镊子、船桨，在使用时动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，虽然费力，但可以省距离，即动力作用点要少移动距离，故ABD错误、C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了费力杠杆的特点，费力但省距离，即动力作用点要少移动距离。
11．如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】根据力臂的画法进行分析，即过支点作动力作用线的垂线段。
【解答】解：动力的力臂的做法是过支点作动力作用线的垂线段，而A B选项中线段与动力作用线不垂直；
C选项中表示力臂的线段不是支点到动力作用线的垂线段，只有D正确。
故选：D。
【点评】此题主要考查学生对力臂的画法掌握情况，属于基础题目。
12．把质量相等的A、B两物体挂在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上升 B．A下降，B上升
C．A、B均静止 D．A上升，B下降
【分析】利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。
【解答】解：B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。
故选：B。
【点评】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点，属于基础题目。
二．填空题（共5小题）
13．新冠疫情期间，送餐机器人走进人们生活，如图所示，机器人工作时在水平地面上沿直线匀速前行。机器人的手臂属于 费力 杠杆，若此时餐盘中食物所受外力全面消失，它将 做匀速直线运动 。


【分析】（1）根据动力臂与阻力臂的大小关系，确定手臂属于哪类杠杆；
（2）物体在不受外力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解：（1）机器人的手臂在用力时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
（2）原来餐盘中食物做匀速直线运动，若此时餐盘中食品所受外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，它将做匀速直线运动。
故答案为：费力；做匀速直线运动。
【点评】本题考查了杠杆的分类、力与运动的关系，属于基础题目。
14．今年3月30日夜刮大风，尧霞镇尧城路一棵广玉兰树被吹倒，如图所示。为什么有的树容易被吹倒呢？我们从物理学的角度来探讨一下这个问题。树的根系不够发达，土层酥松是树被吹倒的一个原因之一，这里我们不讨论这个原因。生活经验告诉我们被吹倒的一般是枝叶茂盛且比较高大的树。我们可以认为树是竖直插在地上的一个杠杆，树冠大且叶子茂盛的，风吹时受到的力就大，这相当于作用在杠杆上的 动力 大，树冠高相当于杠杆的 动力臂 长，所以树容易被吹倒。

【分析】结合大树被吹倒的图片和生活经验，结合杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断大树容易被吹倒的原因。
【解答】解：由图片和生活经验可知，大树与地面的连接处可看作支点，土地作用在树根上的力为阻力，则风吹在树冠上的力为动力，树干高为动力臂，则树冠大且叶子茂盛的，风吹时杠杆的动力就较大，树冠高杠杆的动力臂就较长，由杠杆平衡条件可知，树容易被吹倒。
故答案为：动力；动力臂。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件在实际生活中的应用，准确的判断杠杆的要素是解题的关键。
15．如图所示，升国旗用的旗杆顶上安装的是 定 滑轮，此滑轮的好处是 改变力的方向 。

【分析】轴固定不动的滑轮叫定滑轮，使用定滑轮不能省力、但能改变用力方向。
【解答】解：旗杆顶端的滑轮为定滑轮，不能省力，但可用来改变用力方向。
故答案为：定；改变力的方向。
【点评】本题考查了定滑轮的特点，是基础题。
16．甲图是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰，盘山公路修的弯弯曲曲，其主要目是为了 省力 （选填“省力”、“省距离”或“省功”），乙图是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，手柄 粗 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。

【分析】（1）盘山公路是变形的斜面，斜面越长越省力；
（2）轮轴是一种省力机械，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一，是省力杠杆。
【解答】解：盘山公路修的弯弯曲曲，是为了使斜面更长，斜面越长，越省力。
螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件F1R＝F2r可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
故答案为：省力；粗。
【点评】本题考查轮轴，斜面是我们日常生活中常用的简单机械，而螺旋作为斜面的一类在现实生活中也有很广泛的应用，例如电钻钻头。
17．如图所示，利用滑轮组将放在水平地面上重为3000N的物体水平移动5m，当匀速拉动物体时，物体与地面的摩擦力为120N，此时水平拉力为50N，则拉力做的功是 750 J，滑轮组的机械效率是 80% 。

【分析】从图中可知n＝3，物体水平移动5m，根据s＝3s物得出绳子自由端移动的距离，根据W总＝Fs得出拉力做的功；
根据W有用＝fs物得出有用功，根据η＝得出滑轮组的机械效率。
【解答】解：从图中可知n＝3，物体水平移动5m，绳子自由端移动的距离s＝3s物＝3×5m＝15m，
拉力做的功W总＝Fs＝50N×15m＝750J；
有用功W有用＝fs物＝120N×5m＝600J，
滑轮组的机械效率η＝＝×100%＝80%。
故答案为：750；80%。
【点评】本题考查功、效率的计算。难度不大。
三．作图题（共2小题）
18．如图所示，杠杆处于平衡状态，请画出力F的力臂L。

【分析】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点；②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线；③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。
【解答】解：图中杠杆支点在O点，由支点O向动力的作用线F作垂线，垂线段的长即为其力臂L，如图所示：

【点评】掌握杠杆的五要素，会画力臂，会根据力臂画出力。延长力的作用线要用虚线。
19．如题图所示，某人在A处用滑轮组提起物体，请画出最省力的绳线绕法.

【分析】最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，再按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案。
【解答】解：从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则提升物体绳子段数为3，是最省力的绕法，如图所示：

【点评】省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果。动滑轮被几段绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
四．实验探究题（共3小题）
20．在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1N的钩码。

（1）杠杆在如图甲的位置静止时 是 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
（2）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为L1和L2，由此可得杠杆的平衡条件为： F1L1＝F2L2 。
（3）如图戊所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【分析】（1）杠杆的平衡状态包括两种：静止状态或匀速转动状态；
（2）杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2；实验中需多次实验，得出平衡条件，使结论更普遍性；
（3）当拉力F向左倾斜时，分析出力臂的变化结合杠杆的平衡条件判断力的变化。
【解答】解：
（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，图甲中杠杆处于静止状态，因而杠杆是处于平衡状态；
（2）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为L1和L2，分析上述数据，可得出的杠杆的平衡条件是：F1L1＝F2L2（或动力×动力臂＝阻力×阻力臂）；
（3）保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F向左倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，拉力变大；
故答案为：（1）是；（2）F1L1＝F2L2；（3）变大。
【点评】本题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调节方法及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。
21．小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小明认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小刚却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”，两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如表所示：

装置甲
装置乙
钩码重G/N
4
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.6
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.4
机械效率η

71.4%
（1）实验中，沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，且在 拉动 （选填“静止”或“拉动”）时读数。
（2）甲滑轮组的机械效率是 83.3% （保留一位小数）。由计算结果可以确定 小明 的说法是正确的（填“小明”或“小刚”），由实验可得结论 滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 。
（3）随后小明又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率 等于 （选填“大于”、“等于”或“小于”）装置甲的机械效率。

【分析】（1）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；用测力计拉动绳子运动时，要克服摩擦；
（2）根据η＝＝求出甲滑轮组的机械效率；根据表中机械效率分析得出结论；
（3）不计绳重和摩擦忽略，故克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，根据η＝＝＝进行分析。
【解答】解：
（1）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升；在拉动时读数，这样才能准确测出拉力的值；
（2）甲滑轮组的机械效率是：η＝＝＝≈83.3%；
乙滑轮组的机械效率为71.4%＜83.3%；由表格数据可知，甲乙装置中，甲的拉力较大，动滑轮的个数较少，动滑轮重力小，额外功少，滑轮组的机械效率较高，故小明的说法正确；这个实验说明滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关；
（3）不计绳重和摩擦忽略，故克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，根据η＝＝＝可知，两实验中提升物体的重力相同，动滑轮重力相同，故装置丙的机械效率等于装置甲的机械效率。
故答案为：（1）匀速；拉动；（2）83.3%；小明；滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关；（3）等于。
【点评】本题考查实验注意事项、机械效率计算和数据分析及影响机械效率大小的因素。
22．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。他将木块放在如图所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到下表中的实验数据：
（1）比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时 能 （选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越大越 费力 （选填“省力”或“费力”）；
（2）实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向 右 （选填“左”或“右”）移；
斜面倾
斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
斜面长S/m
沿斜面拉力F/N
较缓
5
0.2
1
2
较陡
5
0.3
1
2.6
最陡
5
0.4
1
3.2
（3）请举出应用斜面的一种实例： 盘山公路 （写出一种即可）

【分析】（1）分析表格中的数据，分析拉力的大小变化与斜面倾斜角度的大小变化；
（2）木块离得斜面底端越远则斜面倾斜程度越小。离得越近，则斜面的倾斜程度越大；
（3）斜面的应用如盘山公路。
【解答】解：（1）由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越大越费力；
（2）要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动；
（3）盘山公路是斜面应用的一个很好的例子。
故答案为：（1）能；费力；（2）右；（3）盘山公路。
【点评】本题探究斜面的特点，考查了斜面的应用和根据实验数据得出结论的能力。
五．计算题（共2小题）
23．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，其中动滑轮的质量为30kg。已知在匀速吊起600kg的建筑材料时，对绳子端的拉力为2500N。在建筑材料上升5m高度的过程中，g取10N/kg。求：
（1）建筑材料所受的重力；
（2）塔式起重机对绳子拉力做的功；
（3）塔式起重机的机械效率。

【分析】（1）知道建筑材料的质量，利用G＝mg求其重力；
（2）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝nh，知道拉力，利用W＝Fs求起重机对绳拉力做的功；
（3）利用W＝Gh求塔式起重机做的有用功，塔式起重机的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：
（1）建筑材料所受的重力：
G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N；
（2）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝nh＝3×5m＝15m，
起重机对绳拉力做的功（总功）：
W总＝Fs＝2500N×15m＝3.75×104J；
（3）所做的有用功：
W有用＝Gh＝6000N×5m＝3×104J；
塔式起重机的机械效率为：
η＝＝×100%＝80%。
答：（1）建筑材料所受的重力为6000N；
（2）起重机对绳拉力做的功为3.75×104J；
（3）塔式起重机的机械效率为80%。
【点评】本题考查了重力公式、功的公式和机械效率公式的应用，明确有用功、总功的含义是解题的关键。
24．搬运砖头的独轮车，车斗和砖头总质量为80kg，独轮车的有关尺寸如图所示。
（1）推走独轮车之前，需先将其撑脚抬离地面，慢慢抬起的过程中，独轮车属于杠杆；推车时，若施加在车把手上的力方向始终竖直向上，则这个力的大小 不变 （选填“逐渐增大”、“逐渐变小”或“不变”）。
（2）求车斗和砖头的总重。（g取10N/kg）
（3）求推车时，人手竖直向上的力F的大小。

【分析】（1）结合图片和生活经验，判断独轮车在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
分析动力臂、阻力臂的大小变化情况，利用杠杆平衡条件分析判断；
（2）根据G＝mg求出车斗和砖头的总重力；
（3）根据杠杆的平衡条件求出图中人手竖直向上的力。
【解答】解：
（1）独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
施加在车把手上的力方向始终竖直向上，即力F的力臂与重力的力臂比值不变，根据杠杆平衡条件可知，力F保持不变；
（2）车斗和砖头的总重：G总＝m总g＝80kg×10N/kg＝800N；
（3）由图可知，LG＝0.2m，LF＝1m，
由杠杆的平衡条件可得：G•LG＝F•LF，
则图中人手竖直向上的力：F＝G＝×800N＝160N。
答：（1）不变；
（2）车斗和砖头的总重为800N；
（3）推车时，人手竖直向上的力F的大小为160N。
【点评】本题考查了杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用，易错点在第一问，确定动力臂不变、阻力臂变小是关键。