九年级上册物理 第十一章 简单机械和功(提升篇)(Word版 含解析)

九年级上册物理第十一章简单机械和功（提升篇）（Word版含解析）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×2L2×0.5N×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 Fsη==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′＞η2．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22=4G l Gl ⨯杠杆的右端为3=3G 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：3．小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点。

(1)小明在杠杆两侧挂上钩码，调节钩码的数量和位置直到杠杆水平平衡，如图甲所示，此时小明将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后，杠杆_____（选填“左”或“右”）端下沉；(2)小明在得出杠杆平衡条件后，利用杠杆平衡条件解决问题：①如图乙所示，有一根均匀铁棒BC ，其长为L ， O 点为其重心，其所受重力300N ；OA =4L ，为了不使这根铁棒的B 端下沉，所需外力F 至少应为_____N ；若F 的方向不变，微微抬起这根铁棒的B 端，所需外力F ＇至少应为_____N ； ②如图丙所示，C 物体静止在水平地面上时，对地面的压强为6×105Pa 。

现将C 物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端，杠杆的B 端悬挂D 物体，当杠杆在水平位置平衡时，C 物体对地面的压强为2×105Pa ，已知：D 物体的质量为2kg ， OA :AB=1:4。

要使C 物体恰好被细绳拉离地面，则可以移动支点O 的位置，使O ＇A :AB =______。

【答案】左 100 150 1:7【解析】【分析】【详解】(1)[1]设图甲中的一个钩码重力为G ，杠杆一小格的长度为l ，据杠杆的平衡条件有3G ⋅2l =2G ⋅3l小明将两边钩码同时远离支点移动nl 距离后，杠杆左右两边变成3G ⋅(2l +nl )=(3n +6)Gl ，2G ⋅(3l +nl )=(2n +6)Gl而(3n +6)Gl >(2n +6)Gl所以杠杆左端下沉。

(2)①[2]据题意知，为了不使铁棒的B 端下沉，需用外力来保持平衡，此时铁棒的A 为杠杆的支点，阻力臂为OA =4L ，动力臂为AB =34L ，据杠杆平衡条件有 G 1⋅4L =F ⋅34L 所以此时的外力111300N 100N 33F G ==⨯= [3]要将铁棒B 端稍微抬起，此时C 变成杠杆的支点，则12L L G F ⋅=⋅＇ 所以此时的外力 111300N 150N 22F G ==⨯=＇ ②[4]由题意知，D 物体的重力G 2=mg =2kg×10N/kg=20N挂上D 物体，杠杆在水平位置平衡时，设绳子对A 端的拉力为F 1，则有F 1⋅OA =G 2⋅OB即1220N 480N AB F G OA=⋅=⨯= 悬挂D 物体前后，C 物体对地面压强变化∆p =p 1-p 2=6×105Pa-2×105Pa=4×105Pa那么C 物体与地面的接触面积425110m 10Pa80N 24F S p -===∆⨯⨯ 则C 物体的重力 G 3=F C =p 1S =6×105Pa×2×10-4m 2=120N要使C物体恰好被拉离地面，则A端受到的拉力F2=G3=120N那么G3⋅O＇A=G2⋅O＇B即120N⋅O＇A=20N⋅O＇B所以O＇A:O＇B=1:6那么O＇A:AB=1:74．如图所示，是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。

(1) 实验前，杠杆右端偏高，应将两端的螺母向________调节，使杠杆在_______位置平衡；(2) 杠杆平衡后，在左侧挂两个钩码，每个钩码重1N，在右端竖直向下拉着弹簧测力计，使杠杆在水平位置重新平衡，如图所示。

此时弹簧测力计的示数F=_____________N（弹簧测力计自重不计）；(3) 当弹簧测力计处于图中的虚线位置时，若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F，应将钩码向_________（填“左”或“右”）移动适当的距离；(4) 小华想到若铁架台不是在水平桌面上，而是在略微倾斜的桌面上是否影响实验呢？经小组分析不在水平桌面上_______ （填“影响”或“不影响”）实验过程。

【答案】右水平 3 右不影响【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]实验前杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母右调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样在实验操作过程中，才能读出力臂。

(2)[3]设杠杆每一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有2N⋅3l=F⋅2l所以此时弹弹簧测力计的示数F=3N(3)[4]若使弹簧测力计处于图中虚线处，则弹簧测力计对杠杆的力的力臂变小，而弹簧测力计的示数不变，钩码的重力不变，据杠杆的平衡条件，若想让杠杆在水平位置平衡，须向右适当移动钩码。

(4)[5]铁架台放在略微倾斜的桌面上，不会影响实验过程。

即使铁架台不是水平放置，但依然可调节杠杆在水平位置平衡。

5．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”）。