苏科版物理九年级上册 第十一章 简单机械和功易错题(Word版 含答案)
苏科版物理九年级上册第十一章简单机械和功易错题（Word版含答案）
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．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
1 50 15
2 50 1
3 3
50
10
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
表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
(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6
?，风车工作1h获得的能量为
1.210J
639
W????
=1.210J/s 3.610s=4.3210J
总
风车工作1h
产生的电能为
9
=720kW1h=720kW
h=2.59210J
W???
电
风车发电的效率为
9
9
2.59210J
=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6
4.0510J
?；风车工作1s产生的电能为6
1.510J
?，风车发电的效率为
6
6
1.510J
=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。
3．小明用天平和量筒测量某金属块的密度。
(1)将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，他应将右端的平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”），才能使天平水平平衡；
(2)用调节好的天平测金属块质量时，天平平衡后，砝码及游在标尺上的位置如图乙所示，则金属块质量________g；
(3)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内，水面如图丙所示，则可计算出金属块的密度ρ=________g/cm3；
(4)完成上述实验后，小刚又用一根硬刻度尺设计出测金属块密度的实验方案如图丁，首先用细线系在中点O点使硬刻度尺在水平位置平衡，然后将金属块A挂在硬刻度尺左端C 处，把一块石块B挂在硬刻度尺右端，调节石块B的位置，使硬刻度尺在水平位置平衡，此时石块挂在硬刻度尺上的位置为E，如图所示。下面是测量ρ金属的部分实验思路，将其补充完整。
①在刻度尺上读出OE的长度L1；
②把金属块A浸没在水中，把石块B从E移动到D处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡：
③____________________________；
④则金属块密度的表达式：ρ=___________。（用测出量和己知量表示，水的密度为ρ
水
）。
【答案】右27 2.7在刻度尺上读出OD的长度L21
12
L
L L
ρ
-
水
【解析】
【分析】 【详解】
(1)[1]如图甲所示，调节横梁平衡时，指针左偏说明左盘质量偏大，则平衡螺母应向右调节。
(2)[2]如图乙所示，游码标尺的分度值是0.2g ，游码位于2g 位置，矿石的质量
20g 5g 2.0g 27g m =++=
(3)[3]水和金属块的总体积
330mL 30cm V ==总
则金属块的体积
33330cm 20cm 10cm V V V =-=-=总水
金属块的密度
3
327g 2.7g /cm 10cm
m V ρ=
== (4)③[4][5]实验步骤：
①在刻度尺上读出OE 的长度L 1；
②把金属块A 浸没在水中，把石块B 从E 处移动到D 处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡； ③在刻度尺上读出OD 的长度L 2；
刻度尺的左端挂物体A ，物体B 挂在E 处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得
A B 1 gV OC G L ρ?=?铁
金属块A 浸没在水中，物体A 受到浮力作用，物体B 挂在D 处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得
A A
B 2gV gV O
C G L ρρ-?=?水铁（）
以上两个等式相除整理得
112
L L L ρρ=
-水金属
4．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：
(1)试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；（选填“匀速运动”或“静止”）
(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s =_______m ，机械效率η=_______；
(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；
(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N ； (5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______
A ．动滑轮的重力
B ．绳子与滑轮之间的摩擦
C ．物体上升的高度 【答案】缓慢 匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。
[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。 (2)[3]从图中可以看到，四条绳子托着动滑轮，第4次实验时，钩码提升的高度是0.1m ，绳端移动的距离是0.4m 。 [4]第4次实验时滑轮组做的有用功
3N 0.1m 0.3J W Gh ==?=有用功
滑轮组做的总功
1.5N 0.4m 0.6J W Fs ==?=总
滑轮组的机械效率
0.3J
100%100%50%0.6J
W W η=
?=
?=有用功总功
滑轮组的机械效率是50%。
(3)[5]通过比较1、3和4三次实验数据可知，物重越大，滑轮组的机械效率越大。 (4)[6]忽略摩擦力和绳重，四条绳子托着动滑轮，那么
4G G F +=动
代入数据可得
1N 40.8N G +=?动
解得 2.2N G =动。 (5)[7]根据
Gh Gh G
Fs nFh G G η=
==+动
可知动滑轮的重力影响滑轮组机械效率，物体上升高度不影响滑轮组机械效率，绳子与滑轮之间的摩擦将增加额外功的比例，影响滑轮组机械效率。 故选C 。
5．如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景：
(1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆_______（填“是”或“不是”）平衡状态；
(2)如图乙所示，在A 处挂三个钩码，在B 处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡，若将杠杆A 、B 处的钩码同时向外移动一格，杠杆将__________（选填“保持不变”、“左端下降”或“右端下降”）；
(3)如图丙，取下B 处钩码，改在C 处用细绳竖直向上拉，使杠杆再次在水平位置平衡，则拉力F 为____N （每个钩码重0.5N ）；若将细绳转到虚线位置时，仍使杠杆水平平衡，此时拉力F ___（选填“变小”、“不变”或“变大”），原因是_______；
(4)杠杆在生活中应用非常广泛，图丁是脚踩式垃圾桶的结构简图，则杠杆DEF 是_______（选填“省力杠杆”“费力杠杆”和“等臂杠杆”），此种杠杆的好处是_____。 【答案】是 左端下降 0.75 变大 拉力F 的力臂变短 费力杠杆 省距离 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]如图甲所示，杠杆保持静止状态，是平衡状态。
(2)[2]假设一个钩码重力为G ，杠杆上一格为L ，在A 处挂三个钩码，在B 处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡，若将杠杆A 、B 处的钩码同时向外移动一格，则杠杆左端有
339G L GL ?=
右端有
248G L GL ?=
则
98GL GL >
杠杆会出现左端下降的情况。
(3)[3]假设杠杆上一格为L ，A 处力臂为2L ，C 处力臂为4L ，每个钩码重0.5N ，根据杠杆平衡条件有
430.5N 2F L L ?=??
则C 处拉力F 为
30.5N 20.75N 4L
F L
??=
=
[4][5]若将细绳转到虚线位置时，拉力F 的力臂变短，A 处的作用力、力臂不变，仍要使杠杆水平平衡，根据杠杆平衡条件可知，此时拉力F 将变大。
(6)[6][7]如图丁所示，脚踩式垃圾桶使用时，杠杆DEF 的动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆；费力杠杆的特点是费力省距离。
6．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
34
62
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
7．小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前杠杆静止在如甲图所示位置，则此时杠杆是否平衡？____（选填“是”、“否”），杠杆的重心是否在支点上？________（选填“是”、“否”），若使杠杆在水平位置平衡，左边的螺母应向______移动；
(2)如乙图，杠杆调节平衡后，小华在B 点悬挂了3个钩码，若要使杠杆再次平衡，D 点应该挂_____个钩码。如果此时两边再各增加一个钩码，则杠杆将向_______边倾斜； (3)如图丙所示，小华在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘放物体，右盘加减砝码，此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的？________。假如支点O 因某种原因向右偏移，则天平的测量值____真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】是 否 右 4 左 等臂杠杆 大于 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]杠杆静止在如甲图所示位置保持静止状态，受力平衡，则此时杠杆是平衡的。 [2]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，说明杠杆的重心不在支点上，而是在支点的左端的某一点。
[3]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，右端上翘，则应该将平衡螺母向右调使杠杆重新平衡。
(2)[4]如图乙所示，假设一个钩码重为G ，杠杆上一格为L ，在B 点悬挂了3个钩码，则杠杆左端为
3412G L GL ?=
根据杠杆平衡条件有
1243GL
G L
=? 即需要在D 点挂4个钩码才能使杠杆重新平衡。 [5]如果此时两边再各增加一个钩码，杠杆左端为
4416G L GL ?=
右端为
5315G L GL ?=
左端大于右端，即杠杆向左边倾斜。
(3)[6]如图丙所示，在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘，即力的方向与杠杆垂直，则A 、C 两点到支点的距离即为力臂，由图可知两力臂相等，杠杆为等臂杠杆，所以此天平是利用了等臂杠杆制作而成。
[7]支点O 因某种原因向右偏移，杠杆不再是等臂杠杆，变成了费力杠杆，则C 点的力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，C 点需要更大的力，即会导致天平的测量值大于真实值。
8．如图是某学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：
较陡 10 0.3 6.7 1 45% 最陡
10
0.5
8.0
1
(1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做__运动。
(2)比较表中“物块重”和“__”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。 (3)第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是__。 (4)分析第1次实验的数据即“较缓”时可知，斜面对物体摩擦力为__N 。
【答案】匀速直线 沿斜面拉力 625%. 4 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动。 (2)[2]比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。
(3)[3]第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是
10N 0.5m =
=
==62.5%8.0N 1m
W Gh W Fs η??有总
(4)[4]由表中第1组实验数据可知
==5.0N 1m=5J W Fs ?总 ==10N 0.1m=1J W Gh ?有用
额外功
=-=5J-1J=4J W W W 额总有用
由W fs =额，得摩擦力大小
4J
=
=
=4N 1m
W f s
额
9．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。
实验次数钩码的重力
G/N
钩码被提升的
高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离
s/m
机械效率η
120.110.366.7% 230.1 1.40.371.4% 340.1 1.80.3
420.1 1.50.266.7%
(1)使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿____方向匀速拉动弹簧测力计；
(2)第3次实验数据是用图____（选填“甲”“乙”）所示的滑轮组测得的，其机械效率是_____（结果精确到0.1%）；
(3)通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越_____（选填“高”“低”），通过分析第____两次实验数据可得出结论：使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
(4)同组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计示数不稳定，该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，你认为他的想法______（选填“合理”“不合理”）。
(5)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是_____（选填字母序号）
A．减小摩擦力 B．多次测量求平均值 C．获得多组数据归纳出物理规律
【答案】竖直向上甲74.1%高 1、4 不合理 C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿竖直向上方向匀速拉动弹簧测力计。
(2)[2]从表中数据可以看到，第三次实验时，绳端移动的距离是钩码被提升的高度三倍，那么托着动滑轮的绳子是3条，那么图甲的动滑轮合适。
[3]第三次实验时，其所做的有用功
4N0.1m0.4J
W Gh
==?=
有用功
其所做的总功
1.8N0.3m0.54J
W Fs
==?=
总功
其机械效率是
0.4J
100%100%74.1%0.54J
W W η=
?=
?≈有用功总功
(3)[4]通过分析第1、2、3次实验数据可知，都是使用同一滑轮组，随着钩码重力的增加，机械效率也在变大，可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越高。
[5]滑轮组提升相同的重物，观察表中数据可知，第一次和第四次的重物重力相同，滑轮组的机械效率也相同，再根据绳端移动的距离和钩码被提升的高度关系可知，托着动滑轮的绳子条数不同，可知道通过分析第1和4两次实验数据可得出结论：使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
(4)[6]在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间摩擦，所以测得的拉力偏小，这个想法是不正确的，没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。
(5)[7]实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是获得多组数据归纳出物理规律。 故选C 。
10．如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N 。
(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______N ，若钩码上升的高度为8cm ，则弹簧测力计向上移动______cm ，该滑轮组的机械效率为_________； (2)在弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比_____；（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）
(3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】匀速 2.4 24 83.3 % 偏大 增大 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]在实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，才能准确测出拉力的大小。 [2]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N ，所以其为2.4N ，即拉力的大小为2.4N 。 [3]由图可知，滑轮组承重绳子的根数为3根，当钩码上升8cm ，则弹簧测力计向上移动的距离为
8cm×3=24cm
[4]实验中，所做的有用功
W 有=Gh =6N×0.08m=0.48J
通过滑轮组所做的总功
W 总=Fs =2.4N×0.24m=0.576J
则机械效率
0.48J 83.3%0.576J
W W η===有总
(2)[5]实验中，若在静止时读弹簧测力计的示数，会造成拉力比实际的拉力小，因为静止时绳子与滑轮间没有摩擦，那么求出的总功也会偏小，而有用功的大小不变，那么机械效率会偏大。
(3)[6]实验中仅增大钩码的个数，那么有用功随之增大，而额外功不变，那么机械效率会增大。
11．某实验小组利用图中装置探究杠杆机械效率，实验主要步骤如下:
（1）用轻绳悬挂杠杆的一端使其能绕O 点转动，O 点即为杠杆的_______点，在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码，在B 点用一个弹簧测力计使杠杆水平，弹簧测力计所给方向为_______向上;
（2）竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升，在此过程中，弹簧测力计的示数为F ，利用刻度尺测出A 、B 两点上升的高度分别为h 1和h 2.
（3）杠杆机械效率表达式为______________(用所给物理量和符号表示)；
（4）若在杠杆的承受范围内，将A 点钩码重增加，杠杆的机械效率将会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)；
（5）本次实验中，若不更换杠杆，且提升钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________；
（6）若只将钩码的悬挂点由A 移至C ，O 、B 位置不变，仍将原来的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)；
（7）若某同学用此装置研究“杠杆平衡条件”实验，发现不挂钩码时弹簧测力计仍有示数，这是因为杠杆有_______。 【答案】支 竖直 1
2
%100Gh Fh ? 变大 摩擦力的大小 变大 自重 【解析】 【详解】
(1)[1]杠杆绕固定点O 点转动，所以O 点为杠杆的支点；
[2]当在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码，在B 点用一个弹簧测力计使杠杆水平，为了保证杠杆能处于水平位置，弹簧测力计最小力的方向应该竖直向上； (3)[3]杠杆机械效率为：
12
%=1%10000Gh W W Fh η=??有总
(4)[4]根据(3)得到的杠杆机械效率表达式可知，在其它条件不变时，增加A 点钩码重，有用功增大，机械效率变大；
(5)[5]若不更换杠杆，且提升钩码重一定，即物体做的有用功不变，额外功影响机械效率，额外功是杠杆克服摩擦力和本身自重做的功，所以当提升钩码重一定时，摩擦力的大小是影响杠杆机械效率的主要因素；
(6)[6]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆做额外功，
W W W +=有额总，
设杠杆重心升高的距离为h 1，所以
Gh 1+G 杠h =Fh 2，
G 不变，h 1不变，G 杠不变，钩码从A 点到C 点，钩码还升高相同的高度，杠杆上升的角度减小，杠杆升高的距离h 变小，所以Gh 1+G 杠h 变小，所以Fh 2也变小。根据1
2
=Gh Fh η，分母变小，分子不变，所以机械效率变大；
(7)[7]探究杠杆的平衡条件实验时，不能忽略杠杆自身的重力，在不挂钩码时，弹簧测力计也会有示数。
12．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。
13．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。
14．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示。
次数物体的重力G/N 提升的高度
h/m
拉力F/N
绳端移动的距离
s/m
机械效率η
120.110.366.7% 230.1 1.40.371.4% 340.1 1.80.374.1% 420.1 1.50.2
（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是______（结果精确到0.1%）．这次数据是用图中_______（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该
________。在第1次实验中，当拉着物体以0.1m/s的速度匀速上升时，拉力F的功率为________W。
（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？________。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断依据：________。
【答案】⑴ 66.7% 乙⑵增大所提物体的重力 0.3 ⑶不正确比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同
【解析】
试题分析：（1）根据表格在数据发现真的，使用滑轮组大约省一半的力，所以，使用的是乙所示的滑轮组；第四次实验中W有=mgh=0.2J；W总=Fs=1.5N×0.2m=0.3J，所以，机械效率是?=W有/ W总=66.7%
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该增大所提物体的重力，当拉着物体以0.1m/s的速度匀速上升时，绳子端移动的速度是0.3m/s，所以F的功率由P=Fv得P=1N×0.3m/s=0.3W
（3）使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，这种想法是错误的，因为比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两
次的机械效率却相同。
考点：测量滑轮组的机械效率
15．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 _____调节（选填“左”或“右”），直到杠杆在水平位置平衡．
（2）如图甲所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂____个相同的钩码．
（3）如图乙所示，已知每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在C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，弹簧测力计示数大小为_____N．
（4）学完杠杆知识后，小明在综合实践活动中制作杆秤．他取一根质量均匀分布的圆木棒，测得木棒AB长度为80cm、质量为50g；一质量为350g的小盘和一质量为150g的螺母．如图丙所示，小明将小盘悬于棒的A端，用细线在O点提起木棒，木棒恰好水平平衡，则OA为_____cm．小明用该杆秤称某物体的质量，平衡时的情形如图丁所示，则该物体的质量为_____kg．
【答案】右 6 3 5 2.25
【解析】
【详解】
（1）杠杆左端下沉，右端上翘，则应将左端的平衡螺母向上翘的右端移动；
（2）杠杆在水平位置平衡时，力臂在杠杆上，根据杠杆平衡条件：4G?3=nG?2，n=6；（3）当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30?角)杠杆，此时动力臂等于
1
2
OC；
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得弹簧测力计示数大小为：F1=22
1
F l
l
=
40.5N3
2
??
=3N；（4）因为木棒质量均匀分布，所以OA段木棒的质量m OA=
50g
80cm
×l OA，OB段木棒的质量m OB=50g?
50g
80cm
×l OA，OA段木棒重力的力臂l OA=
2
OA
l
，OB段木棒的力臂