2025年暑假作业安徽教育出版社八年级物理通用版S第81页答案
13. 一根杠杆两端分别挂着质量不等的两个实心铁块,重力分别为$G_{1}$、$G_{2}$,如图所示,此时杠杆在水平位置保持静止。若将两铁块同时浸没于水中,铁块不接触容器,杠杆是否能继续保持水平平衡状态?请写出具体推理过程(可使用$G_{1}$、$G_{2}$、$\rho _{铁}$、$\rho _{水}$等符号)与结论。

答案

【解析】:
- 杠杆平衡时:根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$,可得$G_{1}l_{1}=G_{2}l_{2}$,即$\rho_{铁}gV_{1}l_{1}=\rho_{铁}gV_{2}l_{2}$,进一步得出$V_{1}l_{1}=V_{2}l_{2}$。
- 两铁块浸没水中后:
左边力和力臂的乘积:$(G_{1}-F_{浮1})l_{1}=( \rho_{铁}gV_{1}-\rho_{水}gV_{1})l_{1}=(\rho_{铁}-\rho_{水})gV_{1}l_{1}$。
右边力和力臂的乘积:$(G_{2}-F_{浮2})l_{2}=( \rho_{铁}gV_{2}-\rho_{水}gV_{2})l_{2}=(\rho_{铁}-\rho_{水})gV_{2}l_{2}$。
因为$V_{1}l_{1}=V_{2}l_{2}$,所以$(\rho_{铁}-\rho_{水})gV_{1}l_{1}=(\rho_{铁}-\rho_{水})gV_{2}l_{2}$,即$(G_{1}-F_{浮1})l_{1}=(G_{2}-F_{浮2})l_{2}$。
【答案】:杠杆能继续保持水平平衡状态。
螺旋状的机械工具
根据斜面可以省力的原理,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(如图甲所示),螺旋千斤顶又称机械式千斤顶,是通过人力旋转手柄,使螺杆上升,从而达到将重物举起的目的。

请根据上述材料,回答下列问题:
(1)生活中用螺丝刀旋转螺钉将螺钉旋入木板中时,可以省____,但要费____。
(2)为了使螺栓使用时更省力,可以在其螺纹上涂抹一些润滑油,这是为了减小____,小型螺旋钻孔机也可以看成一种螺旋,其主要目的是____。
(3)使用螺旋千斤顶时,如图乙所示,如果人始终垂直于手柄用力为$F$且作用点离螺杆中心的距离为$L$,每旋转$1$圈,螺杆将质量为$m$的重物上举的高度为$h$,则螺旋千斤顶的机械效率$\eta =$____(用题目中字母表示)。

答案

【解析】:
1. (1)根据斜面省力费距离的特点,用螺丝刀旋转螺钉(可看作斜面),可以省力,但要费距离。
2. (2)在螺栓螺纹上涂抹润滑油,是通过使接触面分离来减小摩擦力;小型螺旋钻孔机看成螺旋,主要目的是省力。
3. (3)有用功$W_{有}=mgh$,总功$W_{总}=F\times 2\pi L$(旋转一圈,力$F$的作用点移动的距离是$2\pi L$),根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}\times100\%$,可得$\eta = \frac{mgh}{2\pi FL}\times100\%$。
【答案】:
1. (1)力;距离
2. (2)摩擦力;省力
3. (3)$\boldsymbol{\frac{mgh}{2\pi FL}\times100\%}$