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（12）简单机械B——八年级物理人教版（2024）暑假作业
1.停放自行车时，若要从图示四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，其中最省力的点是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
2.如图所示，杠杆OA的B点处挂着一重物，A端与滑块M相连，OA始终在水平位置保持静止，那么在滑块M从圆弧形架的P点缓慢滑至Q点的过程中，绳对A端拉力的大小将( )
A.保持不变 B.逐渐增大 C.逐渐减小 D.先变小再变大
3.以下工具使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.镊子
C.瓶起子 D.剪铁皮剪刀
4.如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是( )
A.甲图：该装置不省力但省距离
B.乙图：该装置的机械效率是三者中最低的
C.丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D.若提升的物体越重，乙、丙的机械效率会越低
5.小宇用如图所示的滑轮组把重为40N的物体匀速提升了30cm，作用在绳子自由端的拉力F为25N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A.B滑轮为动滑轮 B.该装置可以省距离
C.绳子自由端移动的距离为30cm D.该装置的机械效率为80%
6.如图所示，工人站在地面上用滑轮组将重物提升到高处，画出滑轮组的绕绳方式。
7.如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，.在A点挂一个重40 N的物体，在B点施加一个竖直向上的拉力F，杠杆在水平位置平衡，则拉力F为______N.如果保持拉力F的方向与杠杆垂直，拉动杠杆缓慢向上转动时，拉力F将______.（选填“变大”“变小”或“不变”）
8.如图甲所示，与汽车沿水平公路行驶时相比，汽车在盘山公路上同速行驶时对路面的压力________（选填“变大”“不变”或“变小”）。根据斜面可以________（选填“省力”或“省功”）的原理，人们在生活中发明了螺旋状的机械工具，如螺钉、螺栓、螺旋千斤顶等（如图乙所示），螺旋千斤顶构造简单，通过人力旋转手柄，使螺杆上升，最大能抬升重达10吨的物体。
9.人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900 N的物体匀速提升6 m，用时15 s，则所做的有用功为_______J.拉力做的功W随时间t变化的图像如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械效率是_______.
10.往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，让重物沿斜面运动.如图所示，卡车高1 m，木板长3 m，货物重1050 N.若工人师傅用斜面匀速将该货物卸下，则需要用沿斜面向上的拉力为100 N；若工人师傅用斜面匀速将该货物装上卡车，需要用沿斜面向上的拉力为600 N，则用此斜面卸货时货物与斜面的摩擦力为_______N，用斜面装载货物时的机械效率为_______.
11.实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔棒的使用原理。
(1)实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于__________状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆__________保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）；
(2)如图乙，此时杠杆在水平位置平衡，若再在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会__________（选填“左端下沉”或“右端下沉”）；
(3)桔槔是我国古代的取水工具，如图丙，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图丁1。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以__________（选填“增大”或“减小”）石块的质量或向__________（选填“左”或“右”）移动杠杆的支点O；
(4)图丁2为枯棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为，O处为支点，杠杆的质量为，重心在C处，B处所挂石块的质量为，。，，请写出的表达式，__________（用字母、、、、表示）。
12.如图，小轩为了研究用动滑轮提起物体时拉力大小与哪些因素有关，用两个不同的滑轮分别进行实验，并将滑轮重力、物体重力和拉力F记录在表1、2中。
表1： 表2：
实验序号 F/N 实验序号 F/N
1 4 2.5 6 4 3
2 5 3 7 5 3.5
3 6 3.5 8 6 4
4 7 4 9 7 4.5
5 8 4.5 10 8 5
（1）分析比较表1或表2中F与的数据及相关条件，可得初步结论：使用动滑轮匀速提起物体，当一定时，越大，拉力F越______（选填“大”或“小”）；
（2）比较实验序号______的数据及相关条件，可得初步结论：使用动滑轮匀速提起物体，当一定时，越大，拉力F越大；
（3）小轩比较F和的大小关系时，发现始终有，于是得出使用动滑轮提起物体______（选填“能”或“不能”）省力；但他还发现并没有省一半力，原因可能是______；若要使用动滑轮能接近省一半力，需要对实验器材进行的调整是______。
13.某兴趣小组的同学在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组的机械效率与绕绳方式有关；
猜想二：滑轮组的机械效率与物重有关；
猜想三：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。
为了验证上述猜想，兴趣小组的同学进行了如下实验，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.2 0.3 83%
4 8 0.1 2.5 0.4 80%
（1）兴趣小组的小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法________（选填“正确”或“错误”）
（2）组员通过更换滑轮组，改变钩码质量，测得数据如表所示：
①请将表格补充完整________；
②分析数据可知第3次实验是用________（选填“丙”或“丁”）图所示装置做的实验；
③不计摩擦及绳重，分析1、2两次实验数据可知猜想一________（选填“正确”或“错误”）
④通过比较________两次实验数据可得出结论：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，滑轮组机械效率越________；
（3）如果用图乙中滑轮组装置提升7N的重物，则它的机械效率可能是________。
A.73% B.81% C.88% D.71%
14.研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为40 N，每踩一次碓头上升的高度为60 cm，AO长1.6 m，OB长0.4 m.
（1）不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大的力才可以将碓头抬起？
（2）每踩一次对碓头做的功是多少？
（3）若1 min将B踩下30次，“舂”的机械效率为60%，则人做功的功率是多大？
15.工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%。
(1)某块建材的重力为400N，匀速提升6m的过程中，求有用功和总功；
(2)若滑轮组的机械效率最大值为70%，求工人的体重。
答案以及解析
1.答案：D
解析：将自行车看作杠杆，拾起自行车的后轮时，支点为前轮与地面的接触点，动力竖直向上时，四点中作用在D点可使动力臂最长，动力最小.
2.答案：D
解析：在滑块M从P点缓慢滑至Q点的过程中，杠杆始终在水平位置保持静止，重物的重力不变，则阻力不变，阻力臂也不变；绳对A端的拉力的力臂先变大、后变小（当MA垂直于OA时，拉力的力臂最大）；根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知拉力先变小后变大。故选D。
3.答案：B
解析：羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
剪铁皮剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
4.答案：B
解析：甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，故A错误；
忽略绳重及摩擦，根据
可知，甲图中不用克服摩擦力和滑轮重力做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率
丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，该装置的机械效率
故乙的机械效率最低，当物体越重时，乙、丙的机械效率都越高，故B正确，D错误；
丙图中，根据杠杆平衡条件可得
则
在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力不变，故C错误。
故选B。
5.答案：D
解析：图中B滑轮轴心固定不动，是定滑轮，故A错误；
图中使用了动滑轮，根据动滑轮的特点可知，可以省力，但费距离，故B错误；
图中连接动滑轮绳子的股数是2股，则物体匀速提升了30cm，绳子自由端移动的距离为，故C错误；
该装置的机械效率为
故D正确。
故选D。
6.答案：如图所示
解析：因为要求工人站在地面上提升重物，所以在绕绳时，绳子自由端的拉力方向应该向下，从人手处往回绕线，如图所示。
7.答案：60；变小
解析：因为，则.根据杠杆的平衡条件可得，则.保持拉力F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢提升一段距离，动力臂大小为OB不变，在提升过程中，A点所受拉力的力臂逐渐变小，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F将变小.
8.答案：变小；省力
解析：汽车沿水平公路行驶时，对路面的压力等于汽车的重力，在盘山公路上同速行驶时对路面的压力小于汽车的重力。所以，与汽车沿水平公路行驶时相比，汽车在盘山公路上同速行驶时对路面的压力变小。
斜面可以省力，任何机械都不能省功。
9.答案：5400；90%
解析：将重900 N的物体匀速提升6 m，则所做的有用功；由图乙可知，15 s拉力做的总功是6000 J，则滑轮组的机械效率.
10.答案：250；58.3%
解析：在装货与卸货时，货物对斜面的压力不变，货物与斜面的接触面的粗糙程度不变，货物所受摩擦力大小相等，设摩擦力大小为f，则卸货时，在沿斜面方向上，货物受向上的拉力，向上的摩擦力f，受力情况满足（为重力作用使货物沿斜面向下滑动的力）；装货时，联立解得.装货时所做的有用功，所做的总功，则机械效率.
11.答案：(1)平衡；仍能
(2)右端下沉
(3)增大；左
(4)
解析：(1)图甲中杠杆静止，说明杠杆受力平衡，所以处于平衡状态。
图甲中杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆仍能平衡。
(2)如图乙，此时杠杆在水平位置平衡，则两端力和力臂的乘积相等，若再在右侧钩码下端加挂一个钩码，则右端力和力臂的乘积大于左端，所以杠杆右端下沉。
(3)水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以增大石块的重力。
水桶盛满水后，阻力变大，可以向左移动杠杆的支点，减小阻力臂，增大动力臂，从而减小人向上提水的拉力。
(4)由杠杆平衡条件则有
解得
12.答案：（1）大
（2）1与6（或2与7，或3与8，或4与9，或5与10）
（3）能；滑轮受到重力并且存在摩擦力；换轻质滑轮并且给滑轮轴上油
解析：（1）由表1和表2中的数据可知，当动滑轮的重力一定时，提升物体的重力越大，拉力F也越大。
（2）表2中动滑轮的重力大于表1中动滑轮的重力，由表格可知，1与6（或2与7或3与8或4与9或5与10）中物体的重力相同，动滑轮越重，提升物体所用的拉力F就越大。
（3）分析F和的关系时发现F始终小于，所以得出使用动滑轮匀速提起物体能够省力。
发现使用动滑轮时并没有省一半力，这其中的原因可能是动滑轮有重力或存在摩擦力；若要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力，应换用轻质的滑轮或给滑轮轴上油以减小摩擦力。
13.答案：（1）错误
（2）绳端移动距离s/m；丙；错误；2、3；高
（3）B
解析：（1）测滑轮组的机械效率，需要匀速拉动绳子，并且要在拉动中读弹簧测力计的示数，如果静止读数，绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量，额外功就会减小，在有用功一定时，会导致机械效率变大，故该做法错误。
（2）实验中，还要测量绳子自由端移动的距离，所以表格缺失的内容为“绳端移动距离s/m”。
由表格中数据得，第3次实验时，吊着动滑轮绳子段数为
且钩码重力为8N，所以第3次实验是用丙图所示装置做的实验。
在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑轮组相同、物重相同，只改变绳子绕法，据此分析第1、2两次实验可知机械效率都为74%；故猜想一错误。
研究同一滑轮组提升重物时，滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时，要控制滑轮组相同、绕绳方式也相同；只改变提升物体的重力，故通过比较2、3可得出同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大。
（3）同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大，故物重7N时的机械效率小于物重8N但大于物重4N的，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
14.答案：（1）160 N
（2）24 J
（3）20 W
解析：（1）不计碓杆的重力和摩擦，当脚用力方向垂直于OB向下时，动力臂最长，根据杠杆的平衡条件可知，动力最小.由杠杆平衡条件可得，则.
（2）每踩一次对碓头做的功.
（3）“舂”的机械效率为60%，则每踩一次人做的总功内人做功的功率.
15.答案：(1)2400J；4800J
(2)80kg
解析：(1)某块建材的重力为400N，匀速提升6m的过程中，有用功由图乙可知，建材的重力为400N时，滑轮组的机械效率为50%，则总功
(2)建材的重力为400N，有用功，总功，额外功
额外功包括两克服动滑轮重力做的额外功和克服绳重及摩擦所做的额外功，其中绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%，
所以克服动滑轮重力所做的额外功
动滑轮重力
当这个滑轮组提升的物体最重，人施加的拉力等于人体重力时，滑轮组机械效率最大。绳重和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%，当滑轮组的机械效率最大值为70%时，克服动滑轮重做的额外功应该占总功的20%，列出等式
所以
工人的体重

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