九年级物理第十一章简单机械和功易错题(Word版含答案)

九年级物理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．小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题：

(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______；

(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：

“F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______；

F1/N L1/cm F2/N L2/cm

2634

(3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；

(4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。

【答案】便于直接测量力臂不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。

(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。

(3)[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。

(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为

0.5N63N

G=?=

弹簧测力计施加拉力的力臂

L=?=

2cm36cm

右

钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂

5N6cm

10cm

===

右

左

即钩码到支点的距离不应超过10cm。

2．小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率，他记录的实验数据如下表。

次数物重G/N

绳自由端的

拉力F/N

钩码上升的

高度h/cm

绳自由端移

动的距离

s/cm

机械效率η/%

1 1.00.51030

2 2.00.951574.1

(1)根据记录表格中提供的信息，组装图中小军使用的滑轮组______；

(2)根据给出的实验数据，计算出第一次的机械效率并填入表格中______；（结果保留三位

有效数字）

(3)同一个滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是______。

【答案】 66.7 两次提升的物重不同

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]当钩码上升的高度为10cm时，绳自由端移动的距离为30cm，则绳子承担重物的段数

30cm

10cm

===

绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示

(2)[2]第一次的机械效率

1N0.1m

100%100%100%66.7%

0.5N0.3m

W G h

W F s

=?=?=?≈

有1有1

总

(3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组，即绳重、摩擦、滑轮重是相同的，所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。

3．在探究“杠杆的平衡条件”实验中：

(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆左端下沉，此时应将杠杆两侧的螺母同时向_____

(2)如图甲所示，杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆将______

(3)如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜如图丙，杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______

(4)请在图丙中画出拉力F′的力臂l。________

【答案】右逆时针变大不变

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]杠杆左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动。

(2)[2]设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表l，如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同

的钩码时，杠杆的左端为

G l Gl

22=4

杠杆的右端为

3=3

G l Gl

所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉，杠杆将逆时针转动。

(3)[3]乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力的力臂为OC，弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时（如图丙），拉力的力臂小于OC，拉力的力臂变小，拉力变大，弹簧测力计的示数将变大。

[4]根据杠杆平衡的条件，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，因为杠杆始终保持水平平衡，钩码的重力和钩码的位置没有发生变化，所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。

(4)[5]从支点向力的作用线做垂线，得到力臂，如图所示：

4．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

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

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。

5．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/cm 3；

(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L 1；

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L 2 112

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

3327g 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

6．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。

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= F1L1=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．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率；实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升，（支点和杠杆的摩擦不计）问：

(1)重为5N 的钩码挂在A 点时，人的拉力F 为4N ，钩码上升0.3m 时，动力作用点C 上升0.5m ，此时机械效率η1为______？

(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B 点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C 仍然上升0.5m 。问：人的拉力F 与第一次相比______（选填“变大”“变小”或“不变”）。比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导______。

【答案】75% 变小 η2<η1，推到过程见解析【解析】【分析】【详解】 (1)[1]有用功为

W 有用=Gh =5N ×0.3m=1.5J

总功为

W 总=Fs =4N ×0.5m=2J

机械效率为

1.5J

100%100%75%2J

W W η=

?=有用总

(2)[2]钩码的悬挂点在A 点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得

G OA G OC F OC ?+?=?杠杆

悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得

G OB G OC F OC

?+?=?

杠杆

观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB

[3]杠杆的机械效率

W W

W W W

η===

有用有用

额

总有用额

有用

因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有用=Gh可知，有用功减小；从上面的表达式可知：W有用减小、W额不变，所以

额

有用

变大，分母变大，η就减小；即η2<η1。

9．在“研究杠杆平衡条件”的实验中：

(1)杠杆两端的平衡螺母的作用是：调节杠杆在_____位置平衡。

(2)如图甲所示的杠杆已处于平衡状态，若左端所挂重物的重力是1N，则弹簧测力计的示数_____2N。如果要便于测量力臂，那么弹簧测力计应沿_____方向拉着杠杆。

(3)如乙图所示，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=10N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态。根据多次测量的F、L数据，画出如图丙所示图线，由图丙可得出杠杆平衡的条件是F与L成_____比，结合杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是_____cm。

【答案】水平大于竖直反 5

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]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)[2][3]根据杠杆的平衡条件

G l F l

?=?

解得

F=2G=2×1N=2N

由图甲可知F的力臂小于2l，故弹簧测力计的示数大于2N；如果要便于测量力臂，那么弹

簧测力计应沿竖直方向拉着杠杆。

(3)[4][5]如乙图，F 和1

成正比，1F

为定值，所以FL 为定值，可以推断F —L 成反比。因

为

-11

4m L

=，所以L =0.25m ，根据杠杆平衡条件得 GL FL '=

所以

10N 2N 0.25m L ?'=?

所以

0.05m 5cm L '==

10．某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G （如图甲），再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。

(1)图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F ，A 同学在缓慢匀速提升时读数，B 同学在弹簧测力计静止时读数，那么A 同学测量滑轮组机械效率________ （选填“大于”、“小于”或“等于”） B 同学测量滑轮组机械效率；

(2)按照A 同学的测量方法，测出的拉力F 与钩码所受重力G 的大小关系为F ________（选填“大于”、“小于”或“等于”）

G ； (3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了____________。【答案】小于大于测物体上升的高度和绳子自由端移动的距离【解析】【详解】

(1)[1]实验中，应该沿竖直方向缓慢匀速提升物体上升，这时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，若在弹簧测力计静止时读数，则没有测量出机械之间的摩擦，测量值偏小，求出的总功偏小，而有用功不变，根据100%W W η=?有用总

可知，A 同学测量滑轮组机

械效率小于B 同学测量滑轮组机械效率。

(2)[2]从图乙可以看到，托着动滑轮的绳子有三条，如果不计摩擦和绳子重及动滑轮的重力，拉力13F G =

，但是实际上，这些力是存在的，所以1

F G >。

(3)[3]滑轮组的机械效率

100%100%W Gh

W Fs

η=

?有用总

因为要测量h 和s ，所以要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，这是为了测物体上升的高度和绳子自由端移动的距离。

11．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（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，直到杠杆在水平位量平衡；（2）杠杆调节平衡后，如图乙所示，在杠杆a 点悬挂3个重力均为0.5N 的钩码，在b 点用竖直向上的拉力F 拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，拉力的大小为______N ；（杠杆上相邻两个黑点之间距离相等）

（3）实验结束后，小红把两个质量不等的实心铜块分别挂在另一杠杆两端，此时杠杆恰好在水平位置平衡，然后再将两个铜块同时浸没在水中，如图丙所示，则杠杆将______（选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍然平衡”）。【答案】左 2 仍然平衡【解析】【分析】

(1)在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动； (2)根据杠杆平衡条件可求出弹簧测力计的示数；

(3)掌握杠杆的平衡条件：1122Fl F l =，利用阿基米德原理=F gV ρ浮

液排，计算出两铜块浸没在水中后两端力和力臂的乘积，根据乘积的大小，判断杠杆的状态。【详解】

(1)[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，在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动，则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡； (2)[2]由图可知,根据杠杆平衡条件得：a a b b F l F l =带入数据，

30.5N 43b l F l ??=?，

解得2N b F =；

(3)[3]分别挂上质量不等的实心铜块时，恰好能使杠杆在水平位置平衡，设力臂分别为1l 、

2l ，根据杠杆的平衡条件1122Fl F l =可得，

12gV l gV l ρρ?=?铜铜右左 ①

则有

12V l V l ?=?右左，

若将两铜块同时浸没在水中，则杠杆左端力和力臂的乘积

111gV gV l gV l gV l ρρρρ-?=?-?铜铜左水左左水左（）

则杠杆右端力和力臂的乘积

222gV gV l gV l gV l ρρρρ-?=?-?铜右右铜右右水水（）

又由于12V l V l ?=?右左，则有

12gV l gV l ρρ?=?右水左水 ②

根据上述等式①、②可得

1122=gV l gV l gV l gV l ρρρρ?-??-?铜铜右右左水左水

因此杠杆仍然平衡。

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F 1，杠杆受到钩码的拉力为F 2，小明发现F 1×OD ≠F 2×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．小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中：

（1）小明实验前发现杠杆左端低右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_______调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________。

（2）小明用弹簧测力计在B点_________拉(如图甲)，才可以在杠杆上直接读出动力臂。（3）如图乙所示，某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时，弹簧秤的示数将_________ 。（选填变大/变小/不变，设杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的中心，并且不计支点处摩擦）

（4）小明继续研究杠杆的机械效率，他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F，装置如图丁所示，使杠杆缓慢匀速上升, 用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2；则：

①杠杆机械效率的表达式为η=________。（用测量的物理量符号表示）

②若只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_______（选填变大/变小/不变）。

【答案】右消除杠杆自重对实验的影响竖直向下不变2

Fh不变

【解析】

【详解】

(1)[1][2]杠杆左端低右端高，说明杠杆左端较重，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右调节；小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是消除杠杆自重对实验的影响；

(2)[3]为了在杠杆上直接读出动力臂，弹簧测力计的拉力方向应该垂直杠杆，而杠杆在水平位置平衡，左端的重物拉力向下，那么右端的拉力应该是竖直向下；

(3)[4]某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置过程中，杠杆也是平衡的，动力臂与阻力臂的比值是不变的，而阻力是不变，根据杠杆的平衡条件可知弹簧测力计的拉力大小是不变的；

(4)[5]由题意可知，杠杆的有用功是2

W Gh

有

，总功是1

W Fh

总

，那么杠杆机械效率是

100%100%

η=?=?

有

总

[6]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，而克服杠杆自身重力做的功是额外功，可以得到关系式

W W W =+总有额

假设杠杆重心升高的高度是h ，那么可得到

21Gh G h Fh +=杠

钩码的重力G 不变，2h 不变，G 杠不变，只将测力计的悬挂点由A 移至C 点，O 、B 位置不变，仍将钩码提升相同的高度，杠杆上升的高度h 是不变的，那么可知2Gh G h +杠大小不变，即1Fh 大小是不变的，根据杠杆机械效率2

100%Gh Fh η=?可知，机械效率η是不变的。

14．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小明用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据如下表所示。序号钩码重G /N 物体上升的高度h /m 绳端拉力F /N 绳端移动的距离s /cm 机械效率η/% 1 1 0.1 0.80 0.2 62.5

2 2 0.1 1.35 0.2

0.1

1.95

0.2

76.9

（1）实验时，应沿竖直向上_____拉动弹簧测力计，使钩码上升；（2）第2次实验中，拉力所做的功为_____J ，动滑轮的机械效率为_____%；

（3）分析表中数据可知：在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，若仅增加被提升物体的重力，则拉力所做的额外功_____（减小/不变/增大），动滑轮的机械效率_____（减小/不变/增大），该实验中小明所用动滑轮的重力一定小于_____N 。【答案】匀速 0.27 74.1 增大增大 0.6 【解析】【详解】

(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数； (2)[2][3]第2次实验中，滑轮对钩码所做的功为

2N 0.1m 0.2J W Gh =?==有

拉力做的总功为

1.35N 0.2m 0.27J W Fs =?==总

动滑轮的机械效率为

0.2J

100%100%74.1%0.27J

W W η=

?≈有总

(3)[4]在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，由表格数据可知：第一次拉力所做的额外功

11111-0.8N 0.2m -1N 0.1m 0.06J -W W W F s G h ===??=额总有

第二次拉力所做的额外功

22222- 1.35N 0.2m -2N 0.1m -0.07J W W W F s G h =??===额总有

第三次拉力所做的额外功

33333- 1.95N 0.2m -3N 0.1m -0.09J W W W F s G h =??===额总有

综上可知，若仅增加被提升物体的物重，则拉力所做的额外功增大， [5]从第二次实验可知，动滑轮的机械效率是

222N 0.1m

1.35N 0.100%100%74.1%2m

G h F s η=

?=?≈?? 那么从第一次到第三次实验，动滑轮的机械效率是增大的；

[6]实验中，额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功，假设不计摩擦，根据作用在绳子自由端的拉力12

F G G =+动（）可知，由表中第1组数据

11220.8N -1.6N -N 0G F G ===?动

故实验中小明所用动滑轮的重一定小于 0.6N 。

15．李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：

A ．取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O 点，如图甲所示；

B ．将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；

C ．取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O 点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O 点到两悬挂点的距离l 1和l 2，如图丙所示。

（1）已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石=_____（用字母ρ水和所测得的物理量表示）；（2）采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果____（选填“有”或“无”）影响；（3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】1

l l ρ水无偏大

【解析】【详解】

（1）图丙中，根据杠杆的平衡条件F 1l 1=F 2l 2可得：G 水l 1=G 石l 2，由于G =mg =ρVg 可得：ρ水V 水l 1=ρ石V 石l 2；石块体积等于它排出水的体积，所以，V 石=V 水，则：ρ水l 1=ρ石l 2，所以，ρ

石=

l l ρ水；（2）由于实验时调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，此时重力的作用线通过支点，支点到重力的作用线的距离为零，则消除筷子自身重对杠杆平衡的影响，所以筷子粗细不均匀对实验结果无影响；

（3）若瓶中的水未装至溢水口，则溢出的水的体积小于实际排开的水的体积，则溢出的水

的重力小于排开的水的重力，当在图丙实验时，l 1变大，根ρ石=1

l l ρ水可知ρ石偏大。

九年级物理第十一章 简单机械和功易错题(Word版 含答案)

九年级物理第十一章简单机械和功易错题(Word版含答案)