九年级上册第十一章 简单机械和功单元测试与练习(word解析版)
九年级上册第十一章简单机械和功单元测试与练习（word解析版）
一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）
1．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
(1)图甲中，杠杆静止时处于_________（选填“平衡”或“不平衡”）状态．为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）移。(2)如图乙所示，在A 点挂 2 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。
(3)如图丙，保持A 点所挂砝码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B 点从a 位置转到b 位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力F 与其力臂的乘积变化情况是
______________。
A．一直变小 B．一直变大 C．一直不变 D．先变小后变大
(4)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，如图丁所示，此过程中，拉力的力臂_________，弹簧测力计的示数__________（均选填“变大”、“变小”
或“不变”）。
(5)若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小，可将弹簧测力计绕B 点 _____（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动一个小角度。
(6)小华用如图戊装置进行探究，发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件，其原因是_____________________________________。
(7)小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”．实验时，将总重为G 的钩码挂在杠杆A 处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为s，则杠杆的机械效率η=__________（用题中字母表示）。若将钩码移动到B 点，仍将它匀速提升h 的高度，则此时弹簧测力计的示数F'________（选填
“>”“=”或“<”）F，杠杆此时的机械效率η′___________η（选择“>”、“=”或“<”）。
【答案】平衡左 1.5 C 变小不变顺时针杠杆自重对杠杆平衡有影响
Gh
×100% > >
Fs
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态；所以，图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态。
[2]由于杠杆左端上翘，调节时重心应向左移动，应将杠杆两端的平衡螺母向左移，使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示，在刻度线A处挂两个钩码，在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置时，每个钩码为G=0.5N，每小格为L，根据杠杆的平衡条件知道，即
2G×3L=F×2L
2×0.5N×3L=F×2L
解得F=1.5N
(3)[4]将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件知道，拉力F与其力臂的乘积也是不变的。
故选C。
(4)[5][6]力臂等于支点到力的作用线的距离，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，如图丁所示，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂变小，钩码对杠杆拉力的力臂也变小，但是根据三角形的相似性，动力臂和阻力臂的比值是不变的，所以拉力大小不变。
(5)[7]根据杠杆平衡条件知道，要使弹簧测力计读数减小，在阻力和阻力臂不变时，需要增大动力臂，当弹簧测力计与杠杆垂直时，动力臂最长，拉力最小，所以需要将弹簧测力计顺时针转动。
(6)[8]利用如图戊所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
(7)[9]由W W η=有总
知道，将总重为 G 的钩码挂在杠杆 A 处时，杠杆的机械效率 W Gh W Fs
η==有
总 [10]由图示知道，将钩码移动到B 点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由1122Fl F l =知道，动力将增大，即
F ′＞F
[11]将钩码移至B 点，提升相同高度，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，B 点时杠杆上上升的高度小些，做的额外功小些，所以机械效率变大，即
η′＞η
2．同学们在学校的花园里散步时，看到校工师父在用剪刀修剪树枝，发现他在修剪较粗硬的树枝时，需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了，看到这里，同学们就讨论起来了：为什么这样使用，就会很容易剪断树枝呢？于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。
A ：“探究杠杆的平衡条件”
（1）当杠杆静止在图甲所示的位置时，杠杆处于_____（选填“平衡”或“不平衡”）状态；此时，应将右端的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量_____
（2）小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为1F ，发现1122F L F L ≠，其原因是：______
B ：“探究杠杆的机械效率”
如图丙所示装置，每个钩码的质量为m ，O 为支点（支点处摩擦忽略不计）
（3）他将2个钩码悬挂在B 点，在A 点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为1F ，测得A 、B 两点上升的高度分别为1h 、2h ，则此次杠杆的机械效率为η=______（用物理量的符号表示）
（4）他将2个钩码悬挂在C 点，在A 点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使C 点上升高度
仍为2h ，则弹簧测力计的示数将_______1F ，此次拉力做的功将_____第一次做的功（选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】平衡 右 力臂大小 F 1的力臂测量错误
211
2mgh F h ×100% 大于 小于 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]图甲所示的位置时，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。
[2][3]图甲中，杠杆右高左低，说明杠杆的重心偏左，应将右端的平衡螺母向右调节，使重心在支点上，让杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。
(2)[4]图中，拉力1F 的方向与水平杠杆不垂直，只有当力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度L 1当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论。
(3)[5]有用功为
W 有＝Gh 2＝2mgh 2
总功
W 总＝F 1h 1
则机械效率的表达式
η＝W W 有
总
×100%＝2112mgh F h ×100% (4)[6]钩码的悬挂点在B 点时，由杠杠的平衡条件得
F 1·OA ＝
G ·OB
悬挂点移至C 点时，由杠杠的平衡条件得
F 2·OA ＝
G ·OC
从图中可以看出，由OB 到OC 力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大。
[7]使C 点上升高度仍为2h ，则有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次拉力做的功将小于第一次做的功。
3．某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时，设计了如下实验步骤：①如图乙，将自制的小型风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A 点所需的时间；③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中：(注：电风扇挡位越高，风速越大)
表一：
电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s
15015
25013
35010
请你回答：
(1)这个实验是通过测量提升钩码到A点的_____来比较风车输出功率的大小。这种方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”)；
(2)通过实验可以得到的结论是：风速越大，风力发电机发电时的输出功率__________；为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系
风速v/(m/s)5101520
输出功率P/kW8072015001100
表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
风速v(m/s)5101520 1s获得的能量E(104J)151********
(3)风能是清洁能源，也是_____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。发电机的工作原理是
_____；
(4)风速10m/s时，这台发电机的发电效率为__________，有同学认为风速越大，发电机的
发电效率越高，他的观点是_____(选填“正确”或“错误”)的。你认为的原因是______。
【答案】时间 转换法 越大 可再生 电磁感应现象 60% 错误 风速越大发电效率越低
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因提升高度要相同，通过提升时间，可知提升速度的大小，则由
W mgh P mgv t t
=== 可知输出功率的大小，故比较测量提升钩码到A 点的时间来比较风车输出功率的大小。
[2]转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量，也可将不易测准的量转换为可测准的量，提高测量精度。此实验将风车输出功率的大小转化为通过测量提升钩码到A 点的时间。
(2)[3]分析表一数据可见，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A 点的时间越短，风车的输出功率越大。
(3)[4]风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染。
[5]风力发电是将风能转化为电能，发电机是通过机械运动产生电能，即是利用电磁感应现象制成的，所以发电机的工作原理是电磁感应现象。
(4)[6]风速为10m/s 时，1s 内获得的能量为61.210J ?，风车工作1h 获得的能量为
639=1.210J/s 3.610s=4.3210J W ????总
风车工作1h 产生的电能为
9=720kW 1h=720kW h=2.59210J W ???电
风车发电的效率为
992.59210J =100%=100%=60%4.3210J
W W η????电总 [7][8]风速为15m/s 时，1s 内获得的能量为64.0510J ?；风车工作1s 产生的电能为
61.510J ?，风车发电的效率为
661.510J =100%=100%=37.04%4.0510J
W W η????电1总1 由此可知，风速越大，发电机的发电效率越低，所以他的观点是错误的。
4．小融和小侨利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆静止，如图甲所示，______ (选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态。可将杠杆两端的平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡；
(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是______，把支点定在杠杆中点的目的是______；
A．抵消重力的影响 B．便于测量力臂
(3)在杠杆两端挂加钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂。多次实验并把教据记录在表一中。多次实验的目的是______；
A．寻找普遍规律 B．求平均值减小误差
(4)小融根据表一数据得出杠杆平衡条件是_____________；(用公式表示)
次数F1/N L1/cm F2/N L2/cm
111025
2210120
3215310
(5)杠杆调节平衡后，小侨在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂_______个钩码；
(6)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】是右 B A A F1L1=F2L2 6 变大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]如图甲所示杠杆受到平衡力的作用保持静止状态，是处于平衡状态。
[2]如图甲所示杠杆左端低右端高，要将杠杆调平衡需要将平衡螺母向右边调节。
(2)[3][4]在实验过程中，为了便于测量力臂的大小，应调节杠杆在水平位置平衡；同时为了消除杠杆自重的影响，可以将支点定在杠杆中点。所以前一空选B，后一空选A。
(3)[5]为了是实验结论更具有普遍性，应进行多次实验，故应该选A。
(4)[6]由表中数据有
1N×10cm=2N×5cm
2N×10cm=1N×20cm
2N×15cm=3N×10cm
根据表格实验数据得出杠杆平衡条件是
F1L1=F2L2
(5)[7]设一个钩码的重力为G，杠杆上一小格的长度为L，A点挂4个钩码，A点到O点的距离为3L，B点到O点的距离为2L，设B点需要n个钩码，根据杠杆平衡的平衡条
4G×3L=nG×2L
解得n=6，为使杠杆重新平衡，应在B点挂6个钩码。
(6)[8]弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，力臂变小，要使杠杆仍然在水平位置平衡，由杠杆的平衡条件，则拉力变大，即弹簧测力计的示数变大。
5．小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示。
(1)需要的测量工具：体重计、刻度尺、______。
(2)请帮他设计实验步骤：______
(3)小刚采用了合适的方法记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据。（取g=10N/kg）
重心上升高度h/m 质量m/kg
拉一次克服重力所
做的功W/J
拉上去的次
数
时间t/s功率P/W
0.460______510______
【答案】秒表使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率240 120
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要测量功率需要测量时间，实验器材还需要秒表。
(2)[2]使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率。
(3)[3]小刚的体重为
G =mg =60kg ×10N/kg=600N
做一次引体向上小刚做功为
W =Gh =600N ×0.4m=240J
[4]小刚做的总功为
W 总=5W =5×240J=1200J
小刚做引体向上的功率
总1200J 120W 10s
W P t =
== 6．对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究，在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。某物理小组探究如图所示的一杆秤，通过观察和测量知道：杆秤上标有刻度，提纽在B 点，秤钩在A 点，O 点为刻度的起点（为零刻度点，在B 点左侧）。用刻度尺量出OA =l 1，OB =l 2。
(1)秤钩不挂重物时，秤砣挂在O 点时杆秤平衡，则重心C 应在B 点的__________侧（选填“左”、“右”或“不确定”）。 设该杆秤秤砣的质量为m ，则杆秤自身重力（不含秤砣）和它的力臂的乘积是__________。
(2)物理小组利用空瓶（空瓶质量比秤砣质量小一些）、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。方法是：用细线系在空瓶上并置于__________点，慢慢往瓶中加沙子，如果杆秤恰能平衡，相当于新做了一个秤砣，再把它挂在秤钩上，移动原秤砣位置至杆秤平衡，秤杆上的读数即为原秤砣质量。
(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力，杠杆的平衡条件是：F 动l 动=F 阻l 阻+F ′阻l′阻，如图所示”。则上一问中实际上只要有刻度尺利用科学推理也可测得秤砣质量，方法是：设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙，将甲置于A 点，乙置于B 点右侧某点，杆秤恰好平衡。由杠杆的平衡条件可知，量出长度l 1、l 2后，只须从B 点起向右量出长度__________，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m 。
【答案】右 2mgl O 1l
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由于O 点是刻度的起点，即秤钩上不挂重物时，秤砣的位置应该在O 点，提起B ，
杆秤平衡，把秤砣作用在杆秤上的力看成动力，则阻力就是杆秤的重力作用点（重心）应该在B点的右侧；且根据杠杆的平衡条件可得
mgl2=G杆秤×力臂
(2)[3]做一个新秤砣的方法就是采用等交换替代法，由于秤砣放在O点处时能与杆秤的自重相平衡，那么如果我们也在O点用细线系一个小瓶，向里面加入适量的沙子，待杆秤平衡时，小瓶与沙子所起的作用就与秤砣的作用一样，故它们的质量是相等的。
(3)[4]根据已经得出的两个阻力的平衡规律，如果放在杆秤上，则存在如下关系
mg×（l1+l2)=mg×l′+G杆秤×力臂
将第(1)问的关系式代入可得
mg×l1=mg×l′
即l′= l1，故只需要从B点起向右量出长度l1，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量。7．在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)如图甲所示，为使杠杆在______位置平衡，可以将左端的平衡螺母向______调；
(2)调节平衡后，在杠杆两侧挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，并记录相关数据。改变钩码的数量及位置多次实验，小明得出杠杆的平衡条件
______。如图乙所示，A、B两点分别增加一个钩码，则杠杆______（选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持平衡”）；
(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“增大”或“减小”），原因是弹簧测力计拉力的力臂在______（选填“增大”或“减小”）。
【答案】水平左动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L2右端下沉增大减小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]如图甲所示，杠杆右端下沉，左端上翘，应该将左端的平衡螺母向左调，使杠杆重新在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示，假设一个钩码重力为G，横杆上一小格为L，调节平衡后，在杠杆两侧挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，并记录相关数据。得到
左边= F2L2=3G×2L=6GL
右边= F 1L 1=2G ×3L =6GL
左边等于右边，改变钩码的数量及位置多次实验，左边依然等于右边，小明据此得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂或F 1L 1=F 2L 2
[4]如图乙所示，A 、B 两点分别增加一个钩码，则
428G L GL '=?=左边
339G L GL '=?=右边
各自增加一个钩码后，右边大于左边，所以杠杆右端下沉。
(3)[5][6]如图丙所示，A 点钩码数量不变，钩码对杠杆施加的拉力方向不变，现在将B 点的弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，则弹簧测力计拉力的力臂减小，为使杠杆始终保持水平平衡，根据杠杆的平衡条件可知，则弹簧测力计拉力增大，即弹簧测力计的示数将逐渐增大。
8．小明和小红利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。 次数
F 1/N l 1/cm F 2/N l 2/cm 1
1 10
2 5 2
2 10 1 20
3 2 15 3 10
(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响，同时______。
(3)在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是______。
(4)调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A 点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B 点挂______个钩码。
(5)如图丙所示，用弹簧测力计在C 处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（拓展）探究杠杆的平衡条件后，小红利用杠杆测出了小石块的密度。步骤如下：
①如图丁(a)所示，用细线将小石块拴好，把小石块和钩码分别挂在杠杆上，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L 和钩码悬挂处到支点的距离l 。
②如图丁(b)所示，在玻璃杯内盛水，将小石块浸没在水中，保持L 不变，调节钩码的悬挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，测出钩码悬挂处到支点的距离为l '，l :l '＝5:3。 ③小石块的密度ρ石＝______kg/m 3。
【答案】右 便于直接在杠杆上读出力臂的大小 F 1l 1=F 2l 2 6 变大 2.5×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验前杠杆如图甲所示，杠杆左端下沉，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆平衡。
(2)[2] 在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响，同时便于直接在杠杆上读出力臂的大小。
(3)[3]由表格数据可知，在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F 1l 1=F 2l 2。
(4)[4]根据杠杆平衡的条件，调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A 点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B 点挂的钩码的个数为
3462
n ?== (5)[5]用弹簧测力计在C 处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，此时力臂变小，力变大。
③[6]如图丁(a)，根据杠杆平衡的条件可得
G 石L =G 码l
如图丁(b)可得
(G 石-F 浮)L = G 码l ’
根据l :l '＝5:3，F 浮=ρ水gV 和G=ρ物gV ，可求得
335==2.510kg/m 2
ρρ?石水
9．在探究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距)
(1)将杠杆的中点O 挂在支架上后，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是_____________；
(2)杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A 位置挂上两个钩码，可在B 位置挂上_____个钩码，使杠杆在水平位置平衡；
(3)取下B 位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C 点使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将_____________(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)；
(4)接着小明把支点选到B 点，如图丙，在A 点挂一个钩码，在C 点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，造成这个问题的原因是_____________；
(5)完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。如图丁，实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F =_____N ，钩码总重G 为1.0N ，钩码上升高度h 为0.1m ，测力计移动距离s 为0.3m ，则杠杆的机械效率为_______%(结果精确到0.1%)。如果把钩码由A 移至B ，两次实验A 点竖直移动相同距离，拉力所做的有用功将____，此杠杆的机械效率将________(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】消除杠杆自重的影响 3 先变小后变大 没有消除杠杆自身重力的影响 0.5 66.7% 不变 变大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]将杠杆的中点O 挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自重的影响。
(2)[2]设杠杆的一个小格为L ，一个钩码重为G ，因为
1122Fl F l =
所以
232G L nG L ?=?
解得n ＝3，所以在A 处挂3个钩码。
(3)[3]由图可知，OC 为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。
(4)[4]把支点选到B 点，杠杆的重心在O 点，在计算时，由于杠杆自身重力的影响，左边应有两个力，故觉得此时不满足杠杆平衡条件。
(5)[5]完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升，由图知，拉力F ＝0.5N 。
[6]有用功是
1.0N 0.1m 0.1J W Gh ==?=有用
总功是
0.5N 0.3m 0.15J W Fs =?==总
所以杠杆的机械效率是
0.1J 100%100%66.7%0.15J
W W η=?=?≈有用
总 [7][8]将钩码的悬挂点由A 移至B ，O 、C 位置不变，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变；由于额外功是提升杠杆所做的功，悬挂点由A 移至B 后，杠杆实际提升的高度变小，所以额外功也变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大。
10．（1）如图是某街道路灯悬挂的情景。画出斜拉钢丝对横杆拉力F 的示意图和对应的力臂L （_______________）
（2）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验：
实验一：将重为G 的物块A 放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F 0 。
实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s 、高为h 的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A ，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为F 1 。请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题。（阅读图丙）
①画出物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的示意图____________。
②物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数μ=_________。（用实验中的数据表示）
【答案】 0F G
μ= 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]拉力的作用点在横杆上，从作用点开始，沿力的方向画一条带箭头的线段，标出F ，即为F 的示意图；从支点O 向F 所在的直线作垂线，并标出L ，即为拉力F 的力臂。如图所示：
(2)[2]物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示：
[3]重为G 的物块A 在一水平薄木板上在拉力为F 0的作用下匀速直线运动，此时物块A 受到的摩擦力
f=F 0
受到的支持力
F N =G
根据题意可知
0N f F F G μμ===
所以物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数
0F G
μ=
11．如图所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向____选填（“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持___并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：________。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂。他这样得出的结论是否合理？____；为什么？_____。
（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是 __________。
【答案】左水平便于测量力臂不合理只通过一次测量，数据具有偶然性，不具有普遍性杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]杠杆右端下沉，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。
[3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，不具有普遍性，要多进行几次实验，避免偶然性。
(3)[6]用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重力对杠杆平衡有影响。
12．如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置，每只钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0～5N。
（1）图甲中，杠杆静止时处于______（平衡/不平衡）状态.为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向______（左/右）移。
（2）如图乙，小明保持弹簧秤竖直放置，然后认真调零后，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。此时弹簧测力计的示数为F1，杠杆受到钩码的拉力为F2，小明发现F1×OD≠F2×OC，其原因是_______。
（3）接着，小明准备做图丙所示实验，实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，如图丁，他这样做的目的是______。在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是：_______。
【答案】平衡左杠杆自身受到的重力不能忽略对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零排除偶然结论总结发现普遍规律
【解析】
【详解】
(1)[1]杠杆处于静止或匀速转动的状态是平衡状态，图甲中杠杆静止时处于平衡状态；
[2]从图甲可以看到，杠杆左端翘起，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向左移；
(2)[3]杠杆除了受到钩码的拉力和弹簧测力计的拉力外，还受到杠杆自身的重力作用，导致F1×OD≠F2×OC；
(3)[4]实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，根据力的作用是相互的，可以比较两个弹簧秤的示数大小，从而对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零；
[5]在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是排除偶然结论总结，对于各种情况，这个平衡条件都合适，从而发现普遍规律。
13．如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向___（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂____个同样的钩码，杠杆
仍然在水平位置平衡；
（3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C 点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，F ×OC ____G ×OD ；（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O 在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P 的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：________ A ．将天平放在水平台面上时
B ．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
C ．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q 处
D ．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
E ．将待测物体放在天平左侧的置物盘中
F ．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的________侧（填“左”或“右”）。
【答案】右 6 大于 ACBEFD 左
【解析】
【详解】
第一空．杠杆静止时杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应向右调节平衡螺母； 第二空．设一个钩码的重力为G ，杠杆一小格的长度为L ，则由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得：
24362G L F G L
?== 即需要在B 点处应挂6个同样的钩码；
第三空．由图乙可知支点位置位于杠杆右侧，因此杠杆在水平位置平衡时不能排除杠杆自重的影响，因此F ×OC 大于G ×OD ；
第四空．A ．将天平放在水平台面上；
C ．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q 处（相当于游码回零）；
B ．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置）；
E ．将待测物体放在天平左侧的置物盘中（相当于左盘放物体）；
F ．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡）；
D ．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量；
第五空．调节天平至水平位置平衡时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记；把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，则左盘下降，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左侧。
14．如图，为探究“杠杆的平衡条件”的实验.
（1）实验前，正确安装好杠杆后，调节______使杠杆在水平位置平衡，目的是_______.（2）杠杆平衡后，在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆_______，记录数据.
（3）将弹簧测力计作用在C点，需______（选填“竖直向上”、“竖直向下”）拉弹簧测力计使杠杆平衡，记录数据；若不是竖直拉弹簧测力计，其示数将_______（选填“变大” “不变”或"变小”）.通过数据分析可得出杠杆的平衡条件。
（4）利用图乙所示装置迸行拓展实验，当用于探究杠杆平衡条件时，实验结论与杠杆平衡条件不相符，原因是______；当用于研究机械效率时，缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高h，测得杠杆机械效率为η1，将钩码移到B点，仍使钩码升高h测得的机械效率为η2，则η1______η2（选填“等于”或“不等于”）.
【答案】平衡螺母消除杠杆重力对平衡产生的影响在水平位置平衡竖直向上变大杠杆自重对杠杆平衡产生影响不等于
【解析】
【详解】
第一空．实验时，正确安装好杠杆后，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡；
第二空．当杠杆在水平位置平衡时，杠杆还没有施加动力和阻力，所以一定不是便于测量力臂，而杠杆的重心在支点的正上方，此时重力的力臂为零，可以消除杠杆重力对平衡产生的影响；
第三空．实验过程中，在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，记录数据；
第四空．将弹簧测力计作用在C点，则此时动力和阻力在支点的同一侧，二力方向相反，杠杆才能平衡，所以需竖直向上拉弹簧测力计使杠杆平衡，记录数据；
第五空．若不是竖直拉弹簧测力计，此时动力臂将变小，而阻力和阻力臂都不变，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2知，拉力将变大，即测力计示数将变大，再通过数据分析可得出杠杆的平衡条件。
第六空．利用图乙所示装置迸行拓展实验，由图知，此时支点在杠杆的一端，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响，导致拉力比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大，所以实验结论与杠杆平衡条件不相符，即原因是杠杆自重对杠杆平衡产生影响；
第七空．相同的钩码，两次钩码升高的高度相等，所以两次有用功相等；将钩码由A点移到B点，要升高相同的高度，拉力提升的高度更大，即将杠杆提升的高度增加，额外功增大，因为总功等于额外功与有用功之和，因此第二次弹簧测力计做的总功大于第一次做的
总功，根据W W η=有用
总知，两次机械效率不等，即η1不等于η2。
15．陈晨实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法探究“影响滑轮组机械效率的因素”，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：
次数
钩码重 G /N 动滑轮重 G 1/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率 1
2 0.8 5 1 15 66.7% 2
4 0.8
5 1.7 15 3
6 0.8 5
15 83.3%
（1）进行第2次测量时，滑轮组的机械效率约为_____（小数点后保留一位有效数字）；第3次测量时，弹簧测力计的示数_____N 。
（2）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与_____有关。 （3）分析表中数据可知，F ≠13
G G +，可能的原因是_____。 【答案】78.4% 2.4 提升钩码的重 绳重及摩擦力
【解析】
【详解】
（1）由表中数据数据可知，滑轮组的效率：
4N?0.05m =100%100%100%78.4%1.7N?0.15m
W Gh W Fs η?=?=?≈有总；由图示测力计可知，其分度值为0.2N ，示数为2.4N ；
（2）从实验数据看，动滑轮重力相同，钩码上升的高度、弹簧测力计上升高度都相同，物体越重，机械效率越高，所以滑轮组的机械效率与物体的重力有关；
（3）由于拉动过程中需克服绳子的重力、绳子与轴的摩擦以及滑轮的转轴处的摩擦，所以13
G G F +≠。