八年级物理下册第十二章简单机械12.2滑轮精品讲练（附解析新人教版）
八年级物理下册第十二章简单机械12.2滑轮精品讲练（附解析新人教版）,简单机械,莲山课件.
专题12.1 杠杆
1.一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒,叫做_____杠杆___。一根硬棒能成为杠杆要具备两个条件：有力的作用；能绕某固定点转动。两个条件缺一不可，杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的，支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆上的其它位置处。
2.杠杆的五要素
（1）杠杆绕着固定转动的点，称为___支点____,用字母“O”表示。
（2）促使杠杆转动的力，叫做__动力___,常用字母“F1”表示。
（3）阻碍杠杆转动的力，叫做___阻力___,常用字母“F2”表示。
（4）动力臂：支点到动力作用线的距离，叫做____动力臂____,常用字母“L1”表示。
（5）阻力臂：支点到阻力作用线的距离，叫做____阻力臂____,常用字母“L2”表示。
3.杠杆分类
物理量
杠 杆 力 臂 力 特点 应用举例
_省力_杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力费距离 撬棒
_费力_杠杆 L1＜L2 F1＞ F2 费力省距离 船桨
_等臂_杠杆 L1=L2 F1 = F2 不省力也不费距离 天平
4.杠杆的平衡条件
（1）杠杆的平衡是指杠杆静止不动或_____匀速___转动。
（2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即数学表达式为______ F1L1= F2L2 _____。
（3）从杠杆的平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越长，力就越__小__；力臂越短，力就越__大__。计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位也要统一。
知识点1：杠杆
1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
2.杠杆的五要素：①支点：杠杆绕着转动的固定点（O）；②动力：使杠杆转动的力（F1）；③阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）；④动力臂：从支点到动力作用线的距离（L1）； ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2）。
3.力臂的画法：①找出支点，②画出力的作用线，③过支点作力的作用线的垂线。④用大括号把垂线段括起来，并标上力臂的符号。
【例题1】（2019山东威海）如图是一种活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB是一个杠杆，杠杆在动力F1的作用下绕O点匀速转动，请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和F1的力臂。
【答案】如图所示：
【解析】由图知，此时向上提起杠杆的左端，杠杆会绕O点顺时针转动，则B点会受到下面连杆向上的支持力，即阻力的方向竖直向上，过B点作竖直向上的阻力F2；反向延长力F1画出力的作用线，过支点O作动力作用线的垂线段，即动力臂L1．
知识点2：杠杆的平衡条件
1.杠杆的平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上时，杠杆能保持静止或匀速转动 ，则我们说杠杆平衡。
2.杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即公式：F1L1=F2L2
【例题2】（2019四川南充）如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（ ）
A．变大 B．不变 C．变小 D．不能确定
【答案】A
【解析】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始终水平向右，即动力臂不断变小，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力不变，阻力力臂变大，所以动力变大。
如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物重G），阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力将变大。
【例题3】（2019湖北荆州）小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。
（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节。
（3）如图乙，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N．当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是 。
【答案】（1）是；（2）右； （3）1.5；变大；（4）使实验结论更具有普遍性，避免实验结论的偶然性。
【解析】（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，因而杠杆处
于平衡状态；
（2）图甲知，杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，说明杠杆的重心在左端，平衡螺母应向较高的右端调节；
（3）每个钩码重0.5N，由图可知OB：OA＝2：3，
根据杠杆的平衡条件可得，F×OB＝2G×OA，
测力计的示数：F＝ ＝ ＝1.5N；
斜向下拉时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，动力变大，所以，测力计的示数将大于1.5N；
（4）本实验中进行多次测量的目的是：使实验结论更具有普遍性，避免实验结论的偶然性。
知识点3：生活中的杠杆（分类）
1.省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。
2.费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。
3.等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不费力。
【例题4】（2019山东临沂）各式各样的剪刀都是一对对杠杆。下列剪刀，最适合剪开较硬物体的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由图可知选项A、C、D中的剪刀动力臂都小于阻力臂，都是费力杠杆，不能省力，所以选项A、C、都不正确。 由图可知选项B中的剪刀动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能更容易地剪开较硬的物体，所以选项B正确。
一、选择题
1．如图所示的四种情景中，所使用的杠杆为省力杠杆的是（ ）
A．用餐工具筷子 B．茶道中使用的镊子
C．用起子起瓶盖 D．托盘天平
【答案】C．
【解析】结合图片和生活经验分析动力臂和阻力臂的大小关系，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆．
A．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C．起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆．
2.（2019陕西省）下图所示的简单机械一定省力的是（ ）
A.撬石头用的木棒 B.划赛艇用的船桨
C.理发用的剪刀 D. 升旗用的定滑轮
【答案】A
【解析】A．用木棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B．用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C．用图示剪刀理发时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
D．定滑轮实质是一等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。
3.如图甲是吊车起吊贷物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起．图乙杠杆受力及其力臂图示。下列说法正确的是（ ）
A． 吊臂是一省力杠杆，但要费距离
B． 吊臂是一个费力杠杆，但可以省功
C． 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D． 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
【答案】D
【解析】根据杠杆平衡条件，F1×l1=F2×l2，根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆．
根据匀速吊起货物时，阻力不变，阻力臂变化，动力臂不变，再次利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化．
A．如图画出动力臂和阻力臂，动力臂L1小于阻力臂L2，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，吊臂是费力杠杆．故A错误；
B．吊臂是费力杠杆，费力但可以省距离，但不省功，故B错；
由题知，吊车工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，动力臂不变，阻力不变，阻力臂减小，根据F1×l1=F2×l2可知动力减小，所以伸缩撑杆的支持力逐渐变小．故C错、D正确．
点评：正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决本题的关键，吊车吊起货物时，确定变化量和不变量，根据杠杆平衡条件解决问题
4．（2019湖南郴州）材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点（OA＜OB），如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将会（ ）
A．A 端下沉 B．B 端下沉 C．仍保持平衡 D．无法确定
【答案】C
【解析】由题知，甲、乙两物体的密度相同，OA＜OB，即甲的力臂要小于乙的力臂；
根据杠杆的平衡条件可知，G甲×L甲＝G甲×L乙，
即：ρgV甲L甲＝ρgV乙L乙，
所以：V甲L甲＝V乙L乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，此时甲乙都要受到浮力的作用，根据阿基米德原理可知
甲乙受到的浮力分别为：
F浮甲＝ρ水gV甲，F浮乙＝ρ水gV乙，
此时左边拉力与力臂的乘积为：（G甲﹣ρ水gV甲）×L甲＝G甲×L甲﹣ρ水gV甲×L甲﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
此时右边拉力与力臂的乘积为：（G乙﹣ρ水gV乙）×L乙＝G乙×L乙﹣ρ水gV乙×L乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由于V甲L甲＝V乙L乙，
所以：ρ水gV甲×L甲＝ρ水gV乙×L乙，
则由②③两式可知，此时左右两边拉力与力臂的乘积相同，故杠杆仍然会保持平衡。
5．（2019四川达州）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为1dm3、重为80N的实心物体，D是边长为20cm、质量为20kg的正方体，OA：OB＝2：1，圆柱形容器的底面积为400cm2（g＝10N/kg），则下列结果不正确的是（ ）
A．物体C的密度为8×103kg/m3
B．杠杆A端受到细线的拉力为70N
C．物体D对地面的压强为1.5×103Pa
D．物体C浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了2×103Pa
【答案】D
【解析】A．物体C的质量：
mC＝ ＝ ＝8kg；
物体C的密度：
ρC＝ ＝ ＝8×103kg/m3，故A正确；
B．物体C排开水的体积：
V排＝VC＝1×10﹣3m3，
受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
杠杆A端受到的拉力：
FA＝GC﹣F浮＝80N﹣10N＝70N，故B正确；
C．由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2 得：
FA×OA＝FB×OB，
则杠杆B端受到细线的拉力：
FB＝ ×FA＝ ×70N＝140N，
由于力的作用是相互的，杠杆B端对D的拉力：
F拉＝FB＝140N，
D对地面的压力：
F压＝GD﹣FB＝mDg﹣F拉＝20kg×10N/kg﹣140N＝60N，
D对地面的压强：
p＝ ＝ ＝1.5×103Pa，故C正确；
D、物体C浸没在水中前后，水的深度变化：
△h＝ ＝ ＝ ＝2.5cm＝0.025m，
水对容器底的压强增大值：
△p＝ρ水g△h＝1×103kg/m3×10N/kg×0.025m＝2.5×102Pa，故D错。
二、填空题
6．（2019湖北宜昌）如图所示，赛艇的船桨是一种杠杆，划船时它是一支 力杠杆，手移动的距离 （选填：大于、小于）桨在水中移动的距离。
【答案】费；小于。
【解析】根据杠杆的结构特点以及杠杆分类的方法可判断其类型。
由桨的结构可知，赛艇的船桨在使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；费了力，省了距离，划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
7．（2019福建省）如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；支架下面垫有面积较大的石块，是为了 对地面的压强（选填“增大”或“减小”）。
【答案】省力；减小。
【解析】由图知，架在支架上的横杆在使用过程中，动力臂大于力臂，是省力杠杆；
支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。
8.（2019安徽省）如图，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30°的力F，此时轻杆水平平衡。若重物质量m＝3kg，BO＝3AO，g取10N/kg。则力F的大小为________N。
【答案】 20
【解析】【解答】解：反向延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臂L1 ，
因为右端施加一个与水平方向成30°的力F，则由几何知识可知L1＝OB/2，
已知BO＝3AO，重物质量m＝3kg，则物体重力G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，
由杠杆平衡条件得：G×L2＝F×L1 ，
即G×OA＝F×OB/2，
代入数据可得，30N×OA＝F×3OA/2，
解得F＝20N。
9．（2019山东泰安）一位泰山挑山工用一根长1.8m的扁担挑起货物，如图为扁担示意图，若在扁担的A端挂200N的物体，B端挂300N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，则挑山工肩膀需顶在距A端 m远的位置（不计扁担的重力）。
【答案】1.08
【解析】设支点为O，由图可知，肩到扁担左端的距离为OA，则肩到右端距离为OB＝1.8m﹣OA，
扁担平衡，由杠杆的平衡条件可得：G1OA＝G2OB，
代入数据：200N×OA＝300N×（1.8m﹣OA），
解得：OA＝1.08 m
10．如图所示，一根粗细均匀的硬棒AB被悬挂起来，已知AB=8AO，当在A处悬挂120N的重物G时，杠杆恰好平衡，杠杠自身的重力为 N，若在C处锯掉BC，留下AC杠杠，支点O不变，则需要在A端 （选填“增加”或“减少”）重物，才能使杠杠仍保持水平平衡．
【答案】40；减少．
【解析】因为杠杆为粗细均匀的硬棒，所以杠杆AB的重心在杠杆的中心，力臂为杠杆AB的八分之三；
由杠杆平衡的条件可得：G杠杆× AB=G×OA；
已知AB=8AO，则G杠杆× AB=G× AB
G杠杆= G= ×120N=40N；
当锯掉BC后，杠杆重力变为原来的 ，力臂变为 AB；
由由杠杆平衡的条件可得： G杠杆× AB=GA×OA；
×40N× AB=GA× AB GA= ×40N=60N＜120N；
因此需要在A端减少物重．
11．小明用一把缝衣剪刀剪布，
2019-2020年人教版七年级下生物第一单元单元检测卷（答案）
2019-2020年人教版七年级下生物第一单元单元检测卷（答案）,七年级下生物单元检测,莲山课件.
如图所示，他为了省距离应将布放在剪刀的 处，为了省力应将布放在剪刀的 处（填A或B）．
【答案】A；B．
【解析】根据杠杆平衡条件，当阻力和动力臂一定时，阻力臂越短，越省力；
图中的剪刀将布放在剪刀的A处，使动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离；
图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1=F2L2可知：阻力臂L2越小，越省力，故应放在B处。
12．如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是 ；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时婴儿车可视为 杠杆（填“省力”或“费力”）．
【答案】后轮；省力．
【解析】杠杆绕着转动的固定点叫支点；判断婴儿车属于哪种类型的杠杆，只要知道动力臂和阻力臂的大小关系即可．
当前轮遇到障碍物时向下按扶把时，婴儿车绕后轮转动，所以后轮是支点；
当后轮遇到障碍物时向上抬起扶把，婴儿车绕前轮转动，所以前轮是支点，这时动力臂大于阻力臂是省力杠杆。
三、作图题
13．（2019四川达州）轻质杠杆OABC能够绕O点转动，已知OA＝BC＝20cm，AB＝30cm，在B点用细线悬挂
重为100N的物体G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的图示（不要求写出计算过程）。
【答案】如图所示：
【解析】根据杠杆的平衡条件，要使力最小，则动力臂应最长，即连接OC为最长的力臂，力的方向与OC垂直且向上，
根据勾股定理和全等三角形定理可得，动力臂OC＝50cm，
故根据杠杆平衡条件可得：F1×OC＝G×OA，
代入数值可得：F1×50cm＝100N×20cm，
解得F1＝40N，
选取标度为20N，过C点作出最小动力，使线段长度为标度的2倍。
14.如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，画F1、F2的力臂L1和L2。
【答案】如图所示：
【解析】此题主要考查了有关力臂的画法，首先要掌握力臂的画法，确定支点，从支点向力的作用线引垂线。垂线段的长度即为力臂。要解决此题，需要掌握力臂的概念，知道力臂是指从支点到力的作用线的距离。已知支点O，从支点向F1的作用线做垂线，垂线段的长度即为动力臂L1；从支点向阻力F2作用线引垂线，垂线段的长度即为阻力臂L2．如图所示。
15.试画出力F1、F2的力臂。
【答案】如图所示：
【解析】本题考查杠杆五要素中动力臂和阻力臂的画法。画力臂时必须注意力臂是“支点到力的作用线的距离”，而不是“支点到力的作用点的距离”。力的作用线是通过力的作用点并沿力的方向所画的直线。
答案：从支点向F1、F2的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂l1、l2。
16.如图所示，杠杆OA在动力F1作用下处于静止状态，请你画出阻力F2及阻力臂L2.
【答案】如图所示：
【解析】重点是杠杆上的力和力臂的画法，注意阻力F2，千万不要画成物体的重力，阻力和重力是两码事，阻力是物体对杠杆的拉力，所以方向和大小与物体重力相同，但作用点不同。
如图，阻力为由于物体的重而产生的拉力，所以从B点竖直向下画出F2；
力臂为支点到力的作用线的距离，所以从O点向F2作垂线，垂线段即为力臂L2。
17.如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。
【答案】如图所示：
【解析】此题是求杠杆最小力的问题，已知点O是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行求解。O为支点，所以力作用在杠杆的最右端A点，并且力臂是OA时，力臂最长，此时的力最小。确定出力臂然后做力臂的垂线即为力F．
四、实验探究题
18.（2019江苏苏州）利用杠杆开展相关实验探究：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杄在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，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；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）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，如图丙所示。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______。
【答案】左 2.0 偏小 变小 不变
【解析】利用杠杆开展相关实验探究：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，如图甲所示。则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡；
（2）由图可知，根据杠杆平衡条件得：FA×LA=FB×LB，3×0.5N×4L=FB×3L，所以FB=2.0N；
若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，由于左侧已经存在杠杆的力与力臂的乘积，故弹簧测力计的示数会偏小；
（3）图丙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×cosα=F2′×3L×cosα，
则：F2′= G；
所以，在此过程中拉力F的大小不变。
19.小明在“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，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
（1）如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或”右”）调节，直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响。
（2）小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂L2= m。
（3）甲同学测出了一组数据后就得出了”动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 。
（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验 （选填“能”或”不能”）说明该结论是错误的，图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 （选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂”。
【答案】（1）右；水平；力臂；自重；（2）0.15；（3）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律；（4）能；等于。
【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2，得：L2=0.15m；（3）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验能得到“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C进行验证；杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：4×0.5N×3×5cm=3N× ×4×5cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 等于阻力×阻力臂”。
五、计算题
20.如图所示，质量为70kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO。在C端用F=150N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：（绳重不计，g取10N／kg）求：
（1）物体A的重力G；
（2）绳对杠杆B端的拉力F拉；
（3）此时物体A对地面的压强p。
【答案】（1）700N（2）300N（3）10000Pa
【解析】本题考查重力公式应用、杠杆平衡条件应用、压强公式应用。本题关键是由力的平衡条件方程F拉×BO＝F×OC，注意BC=3BO F=150N 求出绳对杠杆B端的拉力F拉。本题难点是物体A对地面的压力的求解。这里要知道放在地面的静止的物体，其受到向上的力之和等于其重力，即F+N=G,意思是物体A受到绳向上的拉力F加上地面对物体A相上的支持力N等于物体A的重力。这里F=F拉-N=F压-N求出来，物体A对地面压力F压可求，根据压强公式顺利求解物体A对地面的压强p。
（1）物体A的重力G根据公式G=mg很容易求得。
G=mg=70kg×10N／kg=700N
（2）由杠杆平衡条件有：F拉×BO＝F×OC，可求出绳对杠杆B端的拉力F拉
（3）由力的平衡条件，物体A对地面的压力为：F压＝G－F拉＝700N－300N＝400NA对地面的压强：
P= F压/S=400/（0.2×0.2）Pa=10000Pa
21．（2019湖南长沙）在科技节，小海用传感器设计了如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上，下端连在杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，不计杠杆、细杆及连接处的重力。当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg。力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图象，（取g＝10N/kg）
（1）图甲所示的水箱装满水时，水受到的重力为 N；
（2）物体M的质量为 kg；
（3）当向水箱中加入质量为1.1kg的水时，力传感器的示数大小为F，水箱对水平面的压强为p1；继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对水平面的压强为p2，则p1：p2＝ 。
【答案】（1）30；（2）0.2；（3）2：3。
【解析】（1）当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg，
则水受到的重力：G水＝m水g＝3kg×10N/kg＝30N；
（2）由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），压力传感器受到的拉力F0＝6N，
由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得，F0•OA＝GM•OB，
则GM＝ F0＝ ×6N＝2N，
物体M的质量：
mM＝ ＝ ＝0.2kg；
（3）设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，
当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力2N，
由阿基米德原理可得：ρ水gSh1＝2N﹣﹣﹣﹣﹣①
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N，
由杠杆的平衡条件可得，FA•OA＝FB•OB，
则FB＝ FA＝ ×24N＝8N，
对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，
则此时M受到的浮力F浮＝GM+FB＝2N+8N＝10N，
由阿基米德原理可得ρ水gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由 可得：h＝5h1，
由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为10N），
该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了10N，
所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，
当向水箱中加入质量为1.1kg的水时，受到的浮力为1N，B点受到的向上的力
FB′＝GM﹣F浮′＝2N﹣1N＝1N，
由杠杆的平衡条件可得F＝ FB′＝3×1N＝3N，
当力传感器的示数大小变为4F时，B点受到的向下的力FB″＝ ×4F＝ ×4×3N＝4N，
此时M受到的浮力F浮″＝GM+FB″＝2N+4N＝6N，再次注入水的质量m水′＝ ×1kg﹣0.1kg＝0.5kg，
当向水箱中加入质量为1.1kg的水时，水箱对水平面的压力：
F1＝（m水箱+m水+mM）g﹣FB′＝（0.8kg+1.1kg+0.2kg）×10N/kg﹣1N＝20N，
继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对水平面的压力：
F2＝（m水箱+m水+mM+m水′）g+FB″＝（0.8kg+1.1kg+0.2kg+0.5kg）×10N/kg+4N＝30N，
所以，两种情况下水箱对水平面的压强之比为：
＝ ＝ ＝ ＝ 。
八年级物理下册第十二章简单机械12.3机械效率精品讲练（附解析新人教版）
八年级物理下册第十二章简单机械12.3机械效率精品讲练（附解析新人教版）,简单机械,莲山课件.
