人教版八年级物理下册同步考点专题训练第十二章《简单机械》单元测试卷(原卷版+解析)

这是一份人教版八年级物理下册同步考点专题训练第十二章《简单机械》单元测试卷(原卷版+解析)，共34页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2023春•高青县期中）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F2＝F3 D．F1、F2、F3的大小不能确定
2．（2023春•林州市期末）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（ ）
A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3
3．（2023•衡阳模拟）一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C．甲安装的是动滑轮，能省力 D．乙安装的是动滑轮，能省力
4．（2023秋•常州月考）弹簧秤A和B及滑轮组均处于静止状态，F＝10N，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A和B的示数分别为（ ）
A．30N和30NB．30N和20NC．20N和20ND．20N和30N
5．（2023春•白云区期末）杠杆上分别站着大人和小孩（G大人＞G小孩）．最初杠杆保持水平状态，杠杆的自重不计，如果两人以大小相同的速度向支点移动，则杠杆将（ ）
A．仍能平衡 B．大人那一端下沉 C．小孩那一端下沉 D．无法确定
6．（2023春•新抚区期末）如图所示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，修建盘山公路的目的是（ ）
A．减小车轮与路面的摩擦 B．减小汽车牵引力所做的功
C．减小汽车上坡时所需的牵引力 D．提高汽车上坡时发动机的功率
7．（2023•宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快
8．（2023春•新蔡县期末）如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，此过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙从C点匀速拉至与B等高的D点，在此过程中绳的拉力对乙做的功WCD。此过程斜面（ ）
A．总功为WAB B．额外功为WCD﹣WAB
C．机械效率为 D．机械效率为
9．（2023秋•泰州月考）以下工具：①钢丝钳；②镊子；③扳手；④托盘天平；⑤钓鱼竿；⑥道钉撬在正常使用的情况下，属于省力杠杆的是（ ）
A．①③⑥B．②④⑤C．①④⑤D．②③⑥
10．（2023春•平谷区校级月考）如图所示，O为支点，中间挂一个重物G，如果在杠杆另一端A加一个力F，欲使杠杆水平平衡时所用的力最小，则这个力（ ）
A．应沿AB方向 B．应沿AC方向C．应沿AD方向 D．可沿任意方向
11．（2023春•金山区校级月考）如图，若要使杠杆平衡，下列方法中能实现的是（ ）
A．两边各增加一个钩码B．两边各向内移动一格
C．左右钩码对换D．两边各减去一半钩码
12．（2023春•柘城县期末）如图所示，是自卸车的示意图。车厢部分可视为杠杆，其中A为货物，B为液压支撑杆。则下列分析正确的是（ ）
A．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
B．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．B点是支点，液压支撑杆施加的力是动力，货物重力是阻力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
13．（2023春•西城区期末）如图所示，工人利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为75%，工人对地面的压力为F1；当提升物体B时，工人对地面的压力为F2。已知工人的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。不计绳重和摩擦。则下列选项正确的是（ ）
A．压力F1为60N B．F1与F2之比为1：5
C．动滑轮质量为200kg D．提升B时，滑轮组的机械效率为70%
14．（2023春•盐田区校级期末）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物块沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（ ）
A．斜面的机械效率是66.7%
B．该同学对物体做功的功率是10W
C．斜面的对物块的摩擦力是10N
D．在高度和粗糙程度均相同的情况下，斜面越平坦越省力，额外功越少
15．（2023•天河区校级模拟）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和各拉力如表所示，则（ ）
A．乙、丙的机械效率相等B．使用图丙斜面可以省力
C．甲、乙的机械效率相等D．甲、丙的机械效率相等
16．（2023泰山区期末）小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.5m（钩码重不变），则下列说法正确的是（ ）
A．此时杠杆的机械效率η为60% B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变
C．若将钩码移动到Q点，测力计的示数将增大
D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变
二、填空题（本题共8小题，每空1分，共19分）
17．（2023•宁夏模拟）如图是一辆装满同种货物的手推车。当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，这时手推车可看作杠杆，支点是 点（填字母）；当后轮遇到障碍时，售货员向上提扶手，这时支点是 点，与前轮遇到障碍物时相比，此时较
力（选填“省”/“费”）。
18．（2023春•龙门县期中）如图所示，用力将重为120N物体匀速提升0.2m（不计动滑轮重、绳重和摩擦），则拉力F＝ N，绳子自由端移动的距离s＝ m，若拉力F′为70N，则动滑轮重为 N。（不计绳重和摩擦）
19．（2023秋•凤山县期末）小李同学把桶掉到水里了，为了把桶拿上来，他使劲将水和桶拉了上来，则他对水做的功是 ，对桶做的功是 （选填“总功”、“有用功”、“额外功”）。
20．（2023春•章贡区期末）“消防知识进课堂”活动中，消防干警给同学们介绍灭火器的使用，如图所示。使用时拔出保险销，用力压下压把，压把相当于 杠杆，通常把压下压把的手指压在 （选填“A”或“B”）点会更省力。

21．（2023秋•宜兴市期中）俯卧撑可看成一个杠杆，如图，A为重心，O为支点，支撑点是B，当手臂垂直，则动力臂是 m；（g＝10N/kg）若人的质量是50kg，则人所受的重力为 N，地面对他双手的支撑力为 N。
22．（2023春•金安区校级期中）在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为 N。
23．（2023春•南平期末）如图，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升A、B两物体，已知GA＝38N，GB＝60N，不计绳重和摩擦，η甲 η乙（选填“＞”“＝”或“＜”）；若FA＝FB，则动滑轮的重力G动＝ N。
24．（2023•紫金县校级二模）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重为600N，斜面的机械效率为90%，则克服物体的重力所做的功为 J，沿斜面所用拉力F为 N，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为 N.
三．作图题（本题共2小题，共4分）
25．（2023•江北区校级一模）如图所示轻质杠杆ABO在动力F1的作用下可绕O点转动，请在图中画出杠杆所受F1的力臂示意图。
26．（2023春•会宁县期末）人站在地上用滑轮组拉动物体A，请在图中画出绕绳方法。
四．实验题（本题共2小题，共18分）
27．（2023春•东湖区校级期中）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。
（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持 状态，并依据 条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面 向上拉木块，收集到表中的实验数据：
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，斜面高度越小越 （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；
③请举出应用斜面的一种实例： 。（写出一种即可）
28．（2023春•华容县期末）某小组做“测量滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，实验中得到的数据如表所示。
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请根据表中的数据将图丁的滑轮组绕绳画好。本次实验测得的机械效率是 %。
（3）通过比较甲、乙两次实验数据可初步得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与 无关。
（4）通过比较乙、丙两次实验数据可初步得出结论：同一滑轮组提升重物时， ，滑轮组的机械效率越高。
29．（2023春•姜堰区期末）利用杠杆开展相关实验探究（如图）：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿逆时针方向转动，如图甲所示，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N；若将弹簧测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在图示位置平衡，弹簧测力计的示数会 （选填“变大“、“变小”或“不变”）；
（3）如图丙所示，始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小 。
（4）如图丁，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆在水平位置平衡为了使杠杆在水平位置平衡，在不更换弹簧测力计的情况下，你认为接下来的操作是
（写出一条即可）。
五．计算题（本题共3小题，每题9分，共27分）
30．（2023秋•高新区月考）水平地面上放着重为200N、边长为0.2m的正方体物块.现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图所示.已知平行于斜面的拉力为120N，物体移动的距离2m，升高1m.求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。
31．（2023•启东市一模）在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力将500N的材料以0.5m/s匀速提升了20s，（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg）。求：
（1）20s内拉力所做的功；
（2）提升500N材料时，此滑轮组的机械效率是多少；
（3）若绳子能承受的最大拉力为500N时，设该最大拉力小于人的重力，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少。
32．（2023秋•溧阳市期中）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在匀质AB杆的O点将杆悬挂起来，杆重100N，AO长1.5m，OB长0.5m，大壮重为640N，大壮在B端施加竖直向下的拉力，让杆始终平衡在水平位置。求：
（1）A端不挂重物时，大壮所施拉力F1的大小；
（2）在A端悬挂重为100N的物体时，大壮所施拉力F2的大小；
（3）大壮双手能施加的最大拉力为800N，那么在A端最多能挂多重的物体？
GM
F甲
F乙
F丙
8N
10N
10N
10N
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
实验
次数
钩码重
G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
甲
4
0.1
2.7
0.2
74%
乙
4
0.1
1.8
0.3
74%
丙
8
0.1
3.1
0.3
86%
丁
8
0.1
2.5
0.4
第十二章《简单机械》单元测试卷（解析版）
训练范围：人教版八年级第12章
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2023春•高青县期中）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3
B．F1＜F2＜F3
C．F1＝F2＝F3
D．F1、F2、F3的大小不能确定
【答案】C。
【分析】定滑轮的工作特点是：使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。
【解答】解：由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大；
故选：C。
2．（2023春•林州市期末）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（ ）
A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3
【答案】D。
【分析】解决此题要知道：
定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
【解答】解：不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：
假设物块与地面的摩擦力为f，
左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1＝f；
中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2＝f；
右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3＝2f；
故F2＜F1＜F3；
故选：D。
3．（2023•衡阳模拟）一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力
B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C．甲安装的是动滑轮，能省力
D．乙安装的是动滑轮，能省力
【答案】D。
【分析】已知汽车做匀速运动，甲图使用定滑轮，拉力等于汽车受到的阻力；乙图使用动滑轮，拉力为汽车所受阻力的一半，但移动距离是汽车移动距离的2倍；
【解答】解：由图可知：甲图使用定滑轮，拉力等于汽车受到的阻力；乙图使用动滑轮，拉力为汽车所受阻力的一半，所以乙方法使用的滑轮是能省力的。
故选：D。
4．（2023秋•常州月考）弹簧秤A和B及滑轮组均处于静止状态，F＝10N，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A和B的示数分别为（ ）
A．30N和30NB．30N和20NC．20N和20ND．20N和30N
【答案】B。
【分析】连接滑轮组的绳子上的拉力都相等，有几段绳子拉着动滑轮，弹簧测力计的示数就是拉力的几倍。
【解答】解：对于A弹簧测力计，滑轮组中共有三段绳子承担拉力，则：FA＝3F＝3×10N＝30N；
对于B弹簧测力计，滑轮组中与动滑轮相连的有两段绳子，则：FB＝2F＝2×10N＝20N；
故选：B。
5．（2023春•白云区期末）杠杆上分别站着大人和小孩（G大人＞G小孩）．最初杠杆保持水平状态，杠杆的自重不计，如果两人以大小相同的速度向支点移动，则杠杆将（ ）
A．仍能平衡B．大人那一端下沉
C．小孩那一端下沉D．无法确定
【答案】C。
【分析】本题重点在于分析移动中两人相对于支点的力臂变化，通过比较可以得出杠杆的移动方向。
【解答】解：已知G大人＞G小孩，最初杠杆保持水平状态，大人的力臂小于小孩的力臂；
两人以相同的速度向支点运动，即相等的时间内运动的路程△L1＝△L2，
因为G大人△L1＞G小孩△L2，即大人那边：重力×力臂减小的快；
原来杠杆平衡，力和力臂的乘积相等，现在大人这边力和力臂的乘积减小的快，使得小孩那边力和力臂的乘积大，杠杆不再平衡，小孩那边将下沉。
故选：C。
6．（2023春•新抚区期末）如图所示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，修建盘山公路的目的是（ ）
A．减小车轮与路面的摩擦
B．减小汽车牵引力所做的功
C．减小汽车上坡时所需的牵引力
D．提高汽车上坡时发动机的功率
【答案】C。
【分析】（1）根据影响摩擦力大小的因素分析解题；
（2）盘山公路、使物体向高处运动，我们可以从斜面模型上分析。使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离，不省功；
（3）汽车发动机的功率是一定的。
【解答】解：A，摩擦力的大小与压力的大小，接触面的粗糙程度有关。汽车行驶在盘山公路时，接触面的粗糙程度不变，斜面角度减小，压力增大，所以摩擦力增大，故A错误；
B、根据功的原理：使用任何机械都不省功，即使用机械（如斜面）时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，故B错误；
C、盘山公路是生活中的斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，故C正确；
D、汽车的功率决定于汽车的发动机，每辆汽车都有自己的输出功率，是一个不变量，故D错误。
故选：C。
7．（2023•宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大
B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高
D．功率越大的机械，做功越快
【答案】D。
【分析】（1）功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；
（2）机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大。
【解答】解：A、机械做功快慢与机械效率没有关系。故A错误；
B、由P＝可以看出，功率大小决定于做功多少和所用时间。做功较多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、机械效率是有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误；
D、功率描述的是物体做功的快慢，所以功率越大的物体，做功越快。故D正确。
故选：D。
8．（2023春•新蔡县期末）如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，此过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙从C点匀速拉至与B等高的D点，在此过程中绳的拉力对乙做的功WCD。此过程斜面（ ）
A．总功为WAB
B．额外功为WCD﹣WAB
C．机械效率为
D．机械效率为
【答案】B。
【分析】不用机械，直接把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点所做的功为有用功，根据W＝Gh求出有用功，使用机械时拉力做的功为总功，利用机械效率公式求出斜面的机械效率。
【解答】解：
不用机械时，直接提升物体做的功为有用功；则把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，有用功（克服物体重力所做的功）为W有＝GH＝WAB，
用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，拉力做功为总功，即W总＝WCD，
则额外功为：W额＝W总﹣W有＝WCD﹣WAB；
斜面的机械效率：η＝＝，故B正确、ACD错误。
故选：B。
9．（2023秋•泰州月考）以下工具：①钢丝钳；②镊子；③扳手；④托盘天平；⑤钓鱼竿；⑥道钉撬在正常使用的情况下，属于省力杠杆的是（ ）
A．①③⑥B．②④⑤C．①④⑤D．②③⑥
【答案】A。
【分析】根据动力臂和阻力臂的关系进行分析，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆；动力臂等于阻力臂时，为等臂杠杆。
【解答】解：①钢丝钳、③扳手、⑥道钉撬，在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；②镊子、⑤钓鱼竿，在使用的过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；④天平在使用的过程中，动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，故A正确、BCD错误。
故选：A。
10．（2023春•平谷区校级月考）如图所示，O为支点，中间挂一个重物G，如果在杠杆另一端A加一个力F，欲使杠杆水平平衡时所用的力最小，则这个力（ ）
A．应沿AB方向B．应沿AC方向
C．应沿AD方向D．可沿任意方向
【答案】A。
【分析】力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离；使用杠杆时，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小、越省力；
由图可知当动力的方向跟杠杆OM垂直向上时动力臂最长，即应沿AB方向。
故选：A。
11．（2023春•金山区校级月考）如图，若要使杠杆平衡，下列方法中能实现的是（ ）
A．两边各增加一个钩码B．两边各向内移动一格
C．左右钩码对换D．两边各减去一半钩码
【答案】C。
【分析】要使杠杆平衡，必须满足动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，逐个分析每个选项得出正确答案。
【解答】解：设一个钩码的重力为G，一格距离为L
A、两边各增加一个钩码，左边：3G×2L；右边：4G×3L；3G×2L＜4G×4L，因此杠杆不能平衡，故A不符合题意；
B、两边各向内移动一格，左边：2G×L；右边：3G×2L；2G×L＜3G×2L，因此杠杆不能平衡，故B不符合题意；
C、左右钧码对换，左边：3G×2L；右边：2G×3L；3G×2L＝2G×3L，因此杠杆能平衡，故C符合题意；
D、两边各减去一半钩码，左边：G×2L；右边：1.5G×3L；G×2L＜1.5G×3L，因此杠杆不能平衡，故D不符合题意。
故选：C。
12．（2023春•柘城县期末）如图所示，是自卸车的示意图。车厢部分可视为杠杆，其中A为货物，B为液压支撑杆。则下列分析正确的是（ ）
A．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
B．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．B点是支点，液压支撑杆施加的力是动力，货物重力是阻力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
【答案】A。
【分析】本题主要考查杠杆的五要素和判断杠杆是否省力的方法。在杠杆中硬棒绕着转动的点叫做支点；动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆。
【解答】解：由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点；
当物体A放在车厢的后部时（如上右图），动力臂大于阻力臂，因此省力，故A正确，BCD错误。
故选：A。
13．（2023春•西城区期末）如图所示，工人利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为75%，工人对地面的压力为F1；当提升物体B时，工人对地面的压力为F2。已知工人的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。不计绳重和摩擦。则下列选项正确的是（ ）
A．压力F1为60N
B．F1与F2之比为1：5
C．动滑轮质量为200kg
D．提升B时，滑轮组的机械效率为70%
【答案】B。
【分析】先利用G＝mg求人、物体A、物体B的重力；由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h。
（1）当提升物体A时，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，据此求此时工人施加的拉力；不计绳重和摩擦，拉力F拉＝（G+G动），据此求动滑轮重，再利用G＝mg求动滑轮的质量；工人对地面的压力等于工人的重力减去拉力；
（2）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝；而不计绳重和摩擦，拉力F拉2＝（GB+G动），此时工人对地面的压力等于工人的重力减去拉力；进而求出两次压力之比。
【解答】解：人的重力G人＝m人g＝65kg×10N/kg＝650N，
物体A的重力GA＝mAg＝90kg×10N/kg＝900N，
物体B的重力GB＝mBg＝50kg×10N/kg＝500N；
由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h。
（1）当提升物体A时，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，
此时工人施加的拉力：
F拉1＝＝＝600N，
不计绳重和摩擦，拉力F拉＝（G+G动），则动滑轮重：
G动＝2F拉1﹣GA＝2×600N﹣900N＝300N，
动滑轮的质量：
m动＝＝＝30kg，故C错误；
工人对地面的压力：
F1＝G人﹣F拉1＝650N﹣600N＝50N，故A错误；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝，
提升物体B时，滑轮组的机械效率：
η2＝＝×100%＝62.5%，故D错误；
不计绳重和摩擦，拉力F拉2＝（GB+G动）＝×（500N+300N）＝400N，
此时工人对地面的压力：
F2＝G人﹣F拉2＝650N﹣400N＝250N，
F1：F2＝50N：250N＝1：5，故B正确。
故选：B。
14．（2023春•盐田区校级期末）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物块沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（ ）
A．斜面的机械效率是66.7%
B．该同学对物体做功的功率是10W
C．斜面的对物块的摩擦力是10N
D．在高度和粗糙程度均相同的情况下，斜面越平坦越省力，额外功越少
【答案】C。
【分析】（1）利用W＝Fs求拉力F做的总功，利用W＝Gh求拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；
（2）该同学对物体做功的功率等于拉力做的有用功与所用时间之比；
（3）克服摩擦力做的功为额外功，等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求摩擦力大小；
（4）斜面越平坦，物体对斜面的压力越大，摩擦力越大；斜面越平坦，则斜面越长，利用W额＝fs分析额外功的变化。
【解答】解：
由题知，斜面长20m、高10m，则物体沿斜面向上匀速运动s＝10m时，物体升高h＝5m
A．拉力F做的总功：
W总＝Fs＝40N×10m＝400J；
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝60N×5m＝300J；
斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝75%，故A错误；
B．该同学对物体做功的功率：
P＝＝＝15W，故B错误；
C．克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J，
由W额＝fs可得：
f＝＝＝10N，故C正确；
D．在高度和粗糙程度均相同的情况下，斜面越平坦，物体对斜面的压力越大，摩擦力越大；斜面越平坦，则斜面越长，由W额＝fs可知，额外功越大，故D错误。
故选：C。
15．（2023•天河区校级模拟）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和各拉力如表所示，则（ ）
A．乙、丙的机械效率相等B．使用图丙斜面可以省力
C．甲、乙的机械效率相等D．甲、丙的机械效率相等
【答案】A。
【分析】（1）根据η＝＝＝＝，据此计算出甲、乙两图中的机械效率；根据η＝＝以及s与h的关系表示出丙图的机械效率；
（2）根据丙图拉力与物体M重力的关系判断出丙图是否省力。
【解答】解：ACD、甲图承担物重的绳子股数为1，则拉力端移动的距离s＝h，
拉力做的有用功W有用＝Gh，拉力做的总功W总＝Fs＝F×nh＝nFh，机械效率η＝＝＝＝＝＝×100%＝80%；
乙图承担物重的绳子股数为2，则拉力端移动的距离s＝2h，
乙图中的机械效率为：η′＝＝＝＝＝＝×100%＝40%；
丙图中斜面的机械效率为：η″＝＝＝×100%＝40%，
所以乙、丙两图的机械效率相等，甲图的机械效率是乙、丙图机械效率的2倍，故A正确，CD错误；
（2）因为丙图的拉力大于物体M的重力，所以丙图使用斜面不能省力。故B错误。
故选：A。
16．（2023春•泰山区期末）小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.5m（钩码重不变），则下列说法正确的是（ ）
A．此时杠杆的机械效率η为60%
B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变
C．若将钩码移动到Q点，测力计的示数将增大
D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变
【答案】C。
【分析】（1）由已知条件，根据η＝＝求杠杆的机械效率；
（2）当拉力的方向与OP垂直时，拉力的力臂最大，据此判断竖直向上匀速拉力弹簧测力计时力臂的变化；
（3）将钩码移动到Q点时，分析阻力、阻力臂、动力臂的变化，由F1L1＝F2L2分析动力变化；
（4）若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴O处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，确定有用功和额外功不变，根据η＝×100%分析杠杆的机械效率变化。
【解答】解：
A、根据题意可知，G＝100N，h＝0.2m，F＝50N，s＝0.5m
则杠杆的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；故A错误；
B、根据图示可知，杠杆在水平位置时，拉力与OP垂直，则此时的力臂最长，当竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，拉力不再与OP垂直，则力臂会减小，故B错误；
C、钩码的重力不变，将钩码移动到Q点时，根据图示和题意可知，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由F1L1＝F2L2可知，动力将增大，即测力计的示数将增大，故C正确；
D、若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴O处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据η＝×100%，则杠杆的机械效率将变大，故D错误。
故选：C。
二、填空题（本题共8小题，每空1分，共19分）
17．（2023•宁夏模拟）如图是一辆装满同种货物的手推车。当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，这时手推车可看作杠杆，支点是 C 点（填字母）；当后轮遇到障碍时，售货员向上提扶手，这时支点是 B 点，与前轮遇到障碍物时相比，此时较 省 力（选填“省”/“费”）。
【答案】C；B；省。
【分析】（1）杠杆绕着转动的固定点是杠杆的支点；
（2）由杠杆的平衡条件可知：当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆。
【解答】解：（1）当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，手推车可看作杠杆，手推车绕着C点转动，C是支点；
当后轮遇到障碍时，售货员向上提扶手，手推车绕着B点转动，B是支点；
（2）当后轮遇到障碍物A时，支点是B点，当前轮遇到障碍物A时，C是支点，在这两种情况下，阻力（手推车重力）与阻力臂相等，后轮遇到障碍物时的动力臂大于前轮遇到障碍物时的动力臂，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，因此与前轮遇到障碍物时相比，此时较省力。
故答案为：C；B；省。
18．（2023春•龙门县期中）如图所示，用力将重为120N物体匀速提升0.2m（不计动滑轮重、绳重和摩擦），则拉力F＝ 60 N，绳子自由端移动的距离s＝ 0.4 m，若拉力F′为70N，则动滑轮重为 20 N。（不计绳重和摩擦）
【答案】60；0.4；20。
【分析】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，省力，多费1倍距离；
【解答】解：（1）动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，题目已给出不计动滑轮重、绳重和摩擦，所以拉力F＝G＝60N；
（2）动滑轮在使用的时候，多费1倍距离，所以，绳子自由端移动的距离s＝2h＝0.4m；
（3）如果要考虑动滑轮的重，则F＝（G物+G动）可以计算出G动＝20N。
故答案为：60；0.4；20
19．（2023秋•凤山县期末）小李同学把桶掉到水里了，为了把桶拿上来，他使劲将水和桶拉了上来，则他对水做的功是 额外功 ，对桶做的功是 有用功 （选填“总功”、“有用功”、“额外功”）。
【答案】额外功；有用功。
【分析】从人做功的目的出发，对我们有用的功叫有用功；并非我们需要，但又不得不做的功叫额外功；有用功和总功的总和叫总功，据此回答。
【解答】解：桶掉到水里了，从井中提水桶的过程中，目的是捞桶，所以对桶做的是有用功；同时，还要将桶中的部分水提起来，所以对水做的是额外功。
故答案为：额外功；有用功。
20．（2023春•章贡区期末）“消防知识进课堂”活动中，消防干警给同学们介绍灭火器的使用，如图所示。使用时拔出保险销，用力压下压把，压把相当于 省力 杠杆，通常把压下压把的手指压在 A （选填“A”或“B”）点会更省力。
【答案】省力；A。
【分析】（1）杠杆可分为：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，可以从动力臂和阻力臂的大小关系进行判断；
（2）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小、越省力。
【解答】解：（1）使用时拔出保险销，用力压下压把，此时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
（2）把压下压把的手指压在A点，动力臂比压在B点动力臂更大，在阻力、阻力臂一定时，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力更小、更省力。
故答案为：省力；A。
21．（2023秋•宜兴市期中）俯卧撑可看成一个杠杆，如图，A为重心，O为支点，支撑点是B，当手臂垂直，则动力臂是 1.5 m；（g＝10N/kg）若人的质量是50kg，则人所受的重力为 500 N，地面对他双手的支撑力为 300 N。
【答案】1.5；500；300。
【分析】（1）支点到动力作用线的距离是动力臂，支点到阻力作用线的距离是阻力臂。
（2）知道人的质量，根据G＝mg求出重力。
（3）地面对手的支撑力是动力，重力是阻力，确定动力臂、阻力臂，利用杠杆平衡条件求出支撑力。
【解答】解：如图：
O为支点，手臂B处施力为动力，动力臂是OB段距离，重力是阻力，阻力臂是OD段距离，
所以动力臂是：OB＝OD+DB＝0.9m+0.6m＝1.5m；
人所受的重力为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
根据杠杆平衡条件得：F×OB＝G×OD，即：F×1.5m＝500N×0.9m，
解得：F＝300N。
故答案为：1.5；500；300。
22．（2023春•金安区校级期中）在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为 10 N。
【答案】10。
【分析】将滑轮组水平使用来拉动重物，滑轮组向右移动时克服的是地面的摩擦力，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，所以，此时有几段绳子拉重物，拉力就是摩擦力的几分之一。
【解答】解：从图可知，有三段绳子在拉物体，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为摩擦力的三分之一，所以水平拉力F为：
F＝f＝×30N＝10N。
故答案为：10。
23．（2023春•南平期末）如图，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升A、B两物体，已知GA＝38N，GB＝60N，不计绳重和摩擦，η甲 ＜ η乙（选填“＞”“＝”或“＜”）；若FA＝FB，则动滑轮的重力G动＝ 6 N。
【答案】＜；6。
【分析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，
根据η＝＝＝＝＝得出滑轮组的机械效率，并分析η甲和η乙的大小关系；
（2）甲图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，乙图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，根据F＝（G+G动）分别得出两拉力的表达式，根据FA＝FB得出动滑轮的重力。
【解答】解：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，
则滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝，据此可知在动滑轮的重力相同的情况下，物体的重力G越大，滑轮组的机械效率越大，GA＝38N＜GB＝60N，故η甲＜η乙；
（2）甲图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，乙图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，所以
FA＝（GA+G动），
FB＝ （GB+G动），
若FA＝FB，
则：（GA+G动）＝ （GB+G动），
即：（38N+G动）＝ （60N+G动），
解出G动＝6N。
故答案为：＜；6。
24．（2023•紫金县校级二模）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重为600N，斜面的机械效率为90%，则克服物体的重力所做的功为 1800 J，沿斜面所用拉力F为 400 N，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为 40 N.
【答案】1800；400；40。
【分析】（1）利用W有用＝Gh求克服物体重力所做的有用功；
（2）求出了有用功，利用η＝＝90%可得拉力做的总功，再利用W总＝Fs求拉力的大小；
（3）所做的额外功等于总功减去有用功，再利用W额＝fs可求瓷砖在斜木板上所受的摩擦力。
【解答】解：
（1）克服物体的重力所做的有用功：
W有用＝Gh＝600N×3m＝1800J；
（2）由η＝＝90%可得拉力做的总功：
W总＝＝＝2000J，
由W＝Fs可得拉力：
F＝＝＝400N；
（3）所做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1800J＝200J，
由W额＝fs可得瓷砖在斜木板上所受的摩擦力：
f＝＝＝40N。
故答案为：1800；400；40。
三．作图题（本题共2小题，共4分）
25．（2023•江北区校级一模）如图所示轻质杠杆ABO在动力F1的作用下可绕O点转动，请在图中画出杠杆所受F1的力臂示意图。
【分析】已知支点和动力的方向，过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）。
【解答】解：反向延长动力F1的作用线，过支点O作垂直于动力作用线的垂线段，即动力臂L1．如图所示：
26．（2023春•会宁县期末）人站在地上用滑轮组拉动物体A，请在图中画出绕绳方法。
【分析】滑轮组绳子的绕法有两种：
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕，这种绕法有偶数段绳子承担物重；
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后再绕过上面的定滑轮再向下，依次反复绕，这种绕法有奇数段绳子承担物重。
【解答】解：由人站在地上用滑轮组拉动物体A，可知拉力方向向下，绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕。如图所示：
四．实验题（本题共2小题，共18分）
27．（2023春•东湖区校级期中）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。
（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持 静止 状态，并依据 二力平衡 条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）他将木块放在如图b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，斜面高度越小越 省力 （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；
③请举出应用斜面的一种实例： 盘山公路 。（写出一种即可）
【答案】（1）静止；二力平衡；（2）匀速；①能；省力；②右；③盘山公路。
【分析】（1）当木块静止（或做匀速直线运动）时，木块处于平衡状态，受平衡力作用，由二力平衡条件可知，木块重力等于弹簧测力计拉力；
（2）只有用弹簧测力计沿着斜面把木块匀速拉上去时，才能得到比较准确的拉力；
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）测量木块的重力时，让木块处于静止状态，此时木块受到重力和弹簧测力计拉力的作用，此二力为平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）为了能够准确的测量出拉力，应使弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动木块；
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，斜面高度越低越省力；
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）静止；二力平衡；（2）匀速；①能；省力；②右；③盘山公路。
28．（2023春•华容县期末）某小组做“测量滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，实验中得到的数据如表所示。
（1）实验中应沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计。
（2）用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请根据表中的数据将图丁的滑轮组绕绳画好。本次实验测得的机械效率是 80 %。
（3）通过比较甲、乙两次实验数据可初步得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与 绳子的绕法 无关。
（4）通过比较乙、丙两次实验数据可初步得出结论：同一滑轮组提升重物时， 物重越大 ，滑轮组的机械效率越高。
【答案】（1）匀速；（2）如上图；80；（3）绳子的绕法；（4）物重越大。
【分析】（1）应竖直匀速拉动测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；
（2）根据h与s的关系（s＝nh）结合表格中数据判断承担物重的绳子段数，然后绕线；
根据公式η＝＝计算机械效率；
（3）（4）通过比较甲、乙（乙、丙）两次实验数据，找出相同量和不同量，分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系。
【解答】解：
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。
（2）由第4次实验数据可知，s＝4h，所以滑轮组由4段绳子承担物重，因此绳子应从定滑轮绕起，如下图所示：
；
第4次实验时滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝×100%＝80%；
（3）通过比较甲、乙两次实验数据知，滑轮组和提升物体的重力相同，绳子段数不同，即缠绕方式不同，而机械效率相同，故得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关；
（4）通过比较乙、丙两次实验数据知，同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
故答案为：（1）匀速；（2）如上图；80；（3）绳子的绕法；（4）物重越大。
29．（2023春•姜堰区期末）利用杠杆开展相关实验探究（如图）：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿逆时针方向转动，如图甲所示，则应将平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 2 N；若将弹簧测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在图示位置平衡，弹簧测力计的示数会 变大 （选填“变大“、“变小”或“不变”）；
（3）如图丙所示，始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小 不变 。
（4）如图丁，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆在水平位置平衡为了使杠杆在水平位置平衡，在不更换弹簧测力计的情况下，你认为接下来的操作是 取下几个钩码（或将钩码向右移）（或测力计向右移）。 （写出一条即可）。
【答案】（1）右；（2）2；变大；（3）变小；不变；（4）取下几个钩码（或将钩码向右移）（或测力计向右移）。
【分析】（1）在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动；
（2）根据杠杆的平衡条件求出拉力的大小；根据动力臂的变化，利用杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数的变化；
（3）图丙使杠杆由水平位置缓慢转动到图中位置，求出各自的力臂根据杠杆平衡条件即可求判断F的大小变化。
（4）根据杠杆平衡条件分析。
【解答】解：（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿逆时针方向转动，右端上翘，如图甲所示。则应将平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）由图根据杠杆平衡条件可知FALA＝FBLB，代入数据可得3×0.5N×4L＝FB×3L解得FB＝2N；
若将弹簧测力计沿图中虚线方向拉，根据力臂的定义可知，此时的动力臂是变小的，在阻力、阻力臂不变的情况下，动力变小，要使杠平衡，根据杠杆的平衡条件可知，动力要变大，即弹簧测力计的示数会变大；
（3）如图丙所示，始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，根据力臂的定义可知，动力臂是逐渐变小的；
图乙使杠杆由水平位置时，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，G×4L＝F2×3L，则F2＝G；
当转动到图丙中位置时，设杠杆与水平位置的夹角为α，物体的力臂、弹簧测力计拉力的力臂均变小；则根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，G×4L×csα＝F2′×3L×csα，则：F2′＝G，所以拉力的大小不变；
（4）当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，根据杠杆的平衡条件可知，在动力、动力臂、阻力臂不变的情况下，减小钩码的重力，即取下几个钩码；在钩码重力不变、阻力臂不变、动力不变的情况下，可以将测力计向右移动，增大动力臂；在动力、动力臂、阻力不变的情况下，将钩码右移，减小阻力臂。
故答案为：（1）右；（2）2；变大；（3）变小；不变；（4）取下几个钩码（或将钩码向右移）（或测力计向右移）。
五．计算题（本题共3小题，每题9分，共27分）
30．（2023秋•高新区月考）水平地面上放着重为200N、边长为0.2m的正方体物块.现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图所示.已知平行于斜面的拉力为120N，物体移动的距离2m，升高1m.求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。
【分析】（1）利用W有＝Gh求出有用功；
（2）利用W总＝Fs求出总功，根据η＝求斜面的机械效率；
（3）根据W额＝W总﹣W有求物体拉上斜面做的额外功，克服物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力做的功为额外功，根据W＝Fs求沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。
【解答】解：
（1）物块运动过程中克服物体的重力做的有用功：W有＝Gh＝200N×1m＝200J；
（2）拉力做的总功：
W总＝Fs＝120N×2m＝240J；
斜面的机械效率：
η＝＝×100%≈83.3%；
（3）将物体拉上斜面做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝240J﹣200J＝40J，
克服物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力做的功为额外功，故沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小：
f＝＝＝20N。
答：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功为200J；
（2）斜面的机械效率83.3%；
（3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为20N。
31．（2023•启东市一模）在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力将500N的材料以0.5m/s匀速提升了20s，（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg）。求：
（1）20s内拉力所做的功；
（2）提升500N材料时，此滑轮组的机械效率是多少；
（3）若绳子能承受的最大拉力为500N时，设该最大拉力小于人的重力，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少。
【分析】（1）根据h＝vt求出20s内材料匀速提升的高度，根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，利用s＝nh求出绳子自由端移动的距离，再利用W＝Fs求出20s内拉力所做的功；
（2）根据W＝Gh求出所做的有用功，利用η＝求出此滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力，若绳子能承受的最大拉力为500N时，再根据F＝（G+G动）求出提升物体的最大重力，利用η＝＝＝求出此滑轮组的最大机械效率。
【解答】解：（1）由v＝可得，20s内材料匀速提升的高度：
h＝vt＝0.5m/s×20s＝10m，
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×10m＝30m，
20s内拉力所做的功：
W总＝Fs＝250N×30m＝7500J；
（2）所做的有用功：
W有＝Gh＝500N×10m＝5000J，
此滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（3）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝3×250N﹣500N＝250N，
若绳子能承受的最大拉力为500N时，则提升物体的最大重力：
G大＝nF大﹣G动＝3×500N﹣250N＝1250N，
此滑轮组的最大机械效率：
η大＝＝＝＝×100%≈83.3%。
答：（1）20s内拉力所做的功为7500J；
（2）提升500N材料时，此滑轮组的机械效率是66.7%；
（3）若绳子能承受的最大拉力为500N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到83.3%。
32．（2023秋•溧阳市期中）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在匀质AB杆的O点将杆悬挂起来，杆重100N，AO长1.5m，OB长0.5m，大壮重为640N，大壮在B端施加竖直向下的拉力，让杆始终平衡在水平位置。求：
（1）A端不挂重物时，大壮所施拉力F1的大小；
（2）在A端悬挂重为100N的物体时，大壮所施拉力F2的大小；
（3）大壮双手能施加的最大拉力为800N，那么在A端最多能挂多重的物体？
【分析】（1）根据数学知识得出重力的力臂；根据杠杆的平衡条件求出F1；
（2）在A端悬挂重为100N的物体时，找出杠杆的五要素，根据杠杆平衡条件求出F2；
（3）大壮重为640N，故在B端所施最大拉力F2为640N，根据杠杆平衡条件求出在A端最多能挂多重的物体。
【解答】解：（1）设杆重力的力臂为L0，A端不挂重物时，杠杆在水平位置平衡，O是杠杆支点，则重力的力臂为：
L0＝﹣OB＝﹣0.5m＝0.5m；
根据杠杆的平衡条件得G杆×L0＝F1×OB，
故F1＝×G杆＝×100N＝100N；
（2）在A端悬挂重为100N的物体时，杠杆在水平位置平衡，O是杠杆支点，AO是阻力臂，OB是动力臂，大壮对杠杆的拉力F2为动力，根据杠杆平衡条件可得：
G物×AO+G杆×L0＝F2×OB，
即F2＝＝＝400N；
（3）大壮重为640N，大壮双手虽然能施加的最大拉力为800N，人施加的力的方向向下，当人离开地面时，在B端所施最大拉力只能为F3＝640N，根据杠杆平衡条件可得：
G物最大×AO+G杆×L0＝F3×OB，
即G物最大＝＝＝180N.
答：（1）A端不挂重物时，大壮所施拉力F1的大小为100N；
（2）在A端悬挂重为100N的物体时，大壮所施拉力F2的大小为400N；
（3）大壮双手能施加的最大拉力为800N，那么在A端最多能挂180N重的物体。GM
F甲
F乙
F丙
8N
10N
10N
10N
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
实验
次数
钩码重
G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
甲
4
0.1
2.7
0.2
74%
乙
4
0.1
1.8
0.3
74%
丙
8
0.1
3.1
0.3
86%
丁
8
0.1
2.5
0.4