《2025年海淀单元测试AB卷八年级物理下册沪科版》

17.（10分）（2024·北京东城期末）T形杠铃是一种常见的健身器材，它由底座和一个可以绕固定轴旋转的杠铃组成. 使用时，双手将杠铃反复拉起可以锻炼背部和手臂的肌肉. 如图甲所示是小明在水平地面将杠铃拉至水平静止时的情景，杠铃离开地面后，且与水平地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃的重心在A点. 已知杠铃的总重为630N，OA长为1.6m，OB长为1.2m.
（1）图乙中，手对杠铃的拉力F₁与杠铃垂直，求F₁的大小.
（2）如图丙所示是小明将杠铃拉至另一位置静止时的情景，此时杠铃与水平地面成一定角度，手对杠铃的拉力F₂与杠铃垂直，且仍作用在B点. 分析并说明F₂与F₁的大小关系.（可结合画图说明）

答案：
解：
(1)根据杠杆的平衡条件可得$F_{1}\times OB = G\times OA$，$F_{1}=\frac{G\times OA}{OB}=\frac{630N\times1.6m}{1.2m}=840N$.
(2)如图所示，手对杠铃的拉力$F_{2}$与杠铃垂直，且仍作用在B点，建立此时的杠杆模型，画出力和力臂，如图所示.

比较图乙可知，动力臂不变，阻力G不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件可得，动力变小，由此可知，$F_{2}＜F_{1}$.

18.（15分）（2024·保定十六校联考一模）如图所示，固定有滑轮和微型电动机的物体A放置在水平地面上，电动机和物体A的总重为20N，物体A的底面积为0.01m². 电动机通过滑轮组水平匀速拉动物体A，绳子拉力的功率为1.2W，并使物体A在2s内移动了0.2m，物体A受到地面的摩擦力为10.8N.求：
（1）物体A对地面的压强.
（2）绳子拉力大小.
（3）滑轮组的机械效率.

答案： 解：
(1)物体A对地面的压力$F = G = 20N$，物体A对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{20N}{0.01m^{2}}=2000Pa$.
(2)由图可知，电动机和物体A整体受到3段绳子的拉力，即$n = 3$，则绳子自由端移动的距离$s = 3s_{A}=3\times0.2m = 0.6m$，绳子自由端移动的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.6m}{2s}=0.3m/s$，根据$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$可知，绳子拉力$F_{拉}=\frac{P}{v}=\frac{1.2W}{0.3m/s}=4N$.
(3)滑轮组做的有用功$W_{有}=fs_{A}=10.8N\times0.2m = 2.16J$，总功$W_{总}=Pt = 1.2W\times2s = 2.4J$，则滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}\times100\%=\frac{2.16J}{2.4J}\times100\% = 90\%$.