北京香山中学物理第十一章 简单机械和功单元综合测试(Word版 含答案)

北京香山中学物理第十一章简单机械和功单元综合测试（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．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重

0.5N。

(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡

螺母向__________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置半衡。

(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_______

个钩码。

(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在

水平位置平衡，测力计的拉力为__________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使

之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变

大”“变小”或“不变”）。

【答案】右 3 1.5 变大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节。

(2)[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F B L B，得

4G×3L=F B×4L

解得

F B=3G

即需在B点处挂3个钩码。

(3)[3]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F C L C，得

4G×3L=F C×4L

解得

F C=3G=3×0.5N=1.5N

[4]如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动

力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。

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绳自由端的钩码上升的绳自由端移机械效率η/%

拉力F /N 高度h /cm 动的距离s /cm

1 1.0 0.5 10 30

2

2.0

0.9

5

15

74.1

(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 310cm

s n h =

== 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

1

1

11

1

1N0.1m

100%100%100%66.7%

0.5N0.3m

W G h

W F s

η

?

=?=?=?≈

?

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．某同学在河边玩耍时捡到一块石头：

(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除

_____对杆平衡的影响；

(2)将左端A与弹簧测力计相连，用细线把石头挂于OA的中点C，弹簧测力计竖直向上提起A端，使杆保持水平，测力计示数如图所示，则拉力大小为_____N；将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杆水平，记下弹簧测力计此时示数为2.7N；

(3)通过计算，浸没后石头受到的浮力大小为_____N，石头的密度为_____kg/m3（已知ρ水＝1.0×103kg/m3）；

(4)若上述(2)步骤中，只是杆未保持水平，则测量结果_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103不变

【解析】

【分析】

本题考查固体密度的测量。

【详解】

(1)[1]将木杆的中点O悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除杠杆自重对杆平衡的影响。

(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小为4.2N。

(3)[3]根据杠杆的平衡条件以及C是OA的中点，可得

12

21

1

2

F L

F L

==

解得

G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N

而石头的质量

8.4N

=0.84kg

10N/kg

G

m

g

==

石

石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杠杆水平，弹簧测力计此时示数为2.7N ，再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C 点的拉力为5.4N ，则浸没后石头受到的浮力大小

F 浮=

G ﹣F =8.4N ﹣5.4N =3N

[4]又F 浮=ρ液gV 排，所以

43

333N ==

310m 1.010kg/m 10N/kg

F V V g ρ-==???浮石排液 所以石块的密度

33430.84kg

=

2.810kg/m 310m

m V ρ-==??石石石 (4)[5]若上述(2)步骤中，只是杠杆未保持水平，虽然力的作用线不在杠杆上，但是两个力的力的作用线的比值是不变的，所以不会影响最终的结果。 【点睛】

关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。

4．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：

次数 物体的重力G /N 物体被提升高度h /m 拉力F /N 绳端移动的距离s /m 机械效率η 1 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1%

4

2

0.1

1.5

0.2

(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_________（选填“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，若增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率_________（选填“变大”“不变”或“变小”）；

(3)用甲滑轮组提升不同重物时，绳重和摩擦导致的额外功与总功的比为定值k ，根据表格

中的数据可求出k=_________。 【答案】66.7 乙 变大 16

【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]表格中第四次的有用功

W 有=Gh =2N×0.1m=0.2J

总功

W 总=Fs =1.5N×0.2m=0.3J

那么机械效率

0.2J

66.7%0.3J

W W η=

==有总 [2]由于s =2h ，所以所用滑轮组的承重绳子数为2根，则用的是图乙。

(2)[2]由表格数据可知，从1至3次实验，在增大提升物体的重力时，滑轮组的机械效率越来越大。

(3)[3]假设绳重和摩擦导致的额外功为W 其它，根据题意有

=k W W 其它

总

第一次实验时，滑轮组做的总功及有用功分别为

W 总1=F 1s 1=1.0N×0.3m=0.3J ，W 有1=G 1h 1=2N×0.1m=0.2J

即

W 其它1=0.3J ?k

第二次实验时，滑轮组做的总功和有用功分别为

W 总2=F 2s 2=1.4N×3m=0.42J ，W 有2=G 2h 2=3N×0.1m=0.3J

第一、二次实验，滑轮组所做的总功和有用功分别增加了

W 总2- W 总1=0.42J-0.3J=0.12J ，W 有2- W 有1=0.3J-0.2J=0.1J

而滑轮组所做的总功

W 总= W 有+ W 动+ W 其它

可是，滑轮组每次做功，动滑轮所做的功不变，即两次做功，绳重和摩擦导致的额外功增加了0.02J ，那么

220.02J 0.3J k 0.02J

===k 0.42J 0.42J

W W W +?+其它其它1总 所以

1

k 6

=

5．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F 1L 1=F 2L 2 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= F 2L 2=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。

6．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)如图乙中，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，然后把测得各个量数值，代入机械效率的公式，计算出机械效率的值，这两位同学_______（选填“A ”或“B ”）操作是正确的；

(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”）

3

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】A

大于 测量钩码和弹簧测力计移动的距离 【解析】 【分析】

(1)在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需使物体上升进行读数。

(2)使用滑轮组时，拉力不仅要克服物体的重力，还要克服动滑轮的重力及机械摩擦。 (3)要测滑轮组的机械效率，需测出G 、h 、F 、s ，根据公式100%Gh

Fs

η=

?计算。所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功。 【详解】

(1)[1]为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数，则A 同学操作正确。

(2)[2]由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，则3

G

F =，但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦，若考虑的话拉力F 大于

3

G 。 (3)[3]为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。

7．在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后，某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件，以下是他们的部分实验过程：

（1）首先，将杠杆放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下，调节杠杆两端的平衡螺母，使

杠杆在________位置平衡，以方便直接读出力臂；

（2）接下来，他们使杠杆在如图位置静止，多次实验，记录数据如表格所示（每个钩码的重力为1N，杠杆质量、刻度分布均匀）；小玲认为杠杆的平衡条件应为12

F F

=，12

L L

=；而小军则认为实验还需要进一步改进，你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是

________（选填“正确的”或“错误的”）；

实验序号1/N

F

1

/cm

L

2

/N

F

2

/cm

L

12323

23333

34343

（3）如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码（即左端共4个钩码），接下来，他应该将右端的两个钩码向右移动________格，杠杆才会在原位置再次平衡。

【答案】水平错误的 3

【解析】

【详解】

(1)[1]将杠杆放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以方便直接读出力臂。

(2)[2]小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的，因为只改变力的大小，没有改变位置，没有得出普遍规律。

(3)[3]根据杠杆的平衡条件1122

F L F L

=，可得到

11

2

2

43

6

2

F L mg L

L L

F mg

?

===

即他应该将右端的两个钩码向右移动3格，杠杆才会在原位置再次平衡。

8．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h1和h2.

（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。

9．小余同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,首先往溢水杯中装满了水,然后在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,溢出的水全部流入旁边的小桶中．实验过程如图甲． （1）圆柱体的重力为_________ N ．

（2）比较图_________可得：当圆柱体浸没在水中继续下降的过程中,受到的浮力与深度无关．

（3）比较(a)(b)(c)三图可得:浸在同一液体中的物体受到的浮力大小跟_________有关．

（4）小余完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制成图乙所示的弹簧测力计示数F 与物体下降深度h 的F-h 图像．实验表明,浸在液体中的物体,受到的浮力大小还跟_________有关,此液体的密度为_________ kg/m 3．

（5）利用浮力和杠杆的知识,小颖发明了密度秤．如图丙所示,轻质杠杆AB 可绕O 点转动,在A 、B 两端分别挂有两个完全相同的正方体C 、D(边长为10cm,重力为

20N),OA =10cm,OB =8cm,向容器中倒入不同密度的液体,每次都将C 浸没在液体中,移动物体D 使杠杆在水平位置平衡,在OB 上便可以标出不同液体的密度值．

①当物体C 浸没在水中时,物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止,那么OE 的长度为_______cm ，在E 点标上3

3

1.010kg/m ρ=?水; ②该密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m 3; ③OB 上的刻度是否均匀:_________ (选填“是”或“否”)

【答案】6 c 和d 排开液体的体积 液体的密度有关 800 5 400 是

【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]由图（a ）知，弹簧测力计在空气中时示数是6N ；可知物体的重力是6N ； (2)[2]要探究物体浸没后受到的浮力与深度的关系，需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同，改变浸没的深度，故图（c ）（d ）符合题意；

(3)[3]比较（b ）（c ）两图，物体都浸在水中，即液体密度相同，圆柱体浸入水中的体积（排开液体的体积）增大时，测力计的示数减小，由称重法可知物体受到浮力增大；所以，比较(a)(b)(c)三图可得出结论：浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟排开液体的体积有关；

(4)[4]由图ac 可知，圆柱体浸没在水中后所受浮力：

6N 1N 5N F G F =-=-=浮

由图乙知，圆柱体浸没在另一液体中时测力计的示数为2N ，则：

6N 2N 4N F G F '=-'=-=浮

由实验可知，浸没在不同液体中的浮力不相等，即浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体的密度有关； [5]由F gV ρ=浮液排得：

F V g

ρ=

浮

排液 同一物体浸没在水中和另一液体中时排开液体的体积相等，则：

'

F F g g

ρρ=浮浮水液 代入数据：

335N 4N

1.010kg/m 10N/kg 10N/kg

ρ=???液

解得：

330.810kg/m ρ=?液

(5)①[6]由图知：B 端所受得力等于重物D 对杠杆的拉力，大小等于物体D 的重力，即：

20N B D F G ==

当物体C 浸没在水中时，受到的浮力为：

333

1.010kg/m 10N/kg 0.1m 10N F gV ρ==???=浮水排（）

物体C 受到的力：A 点对C 的拉力A F 、浮力、重力；故物体C 受到的拉力为：

20N 10N 10N A C C F G F =-=-=浮

此时物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止，由杠杆平衡条件得：

A D F OA F OE =??

所以OE 的长度：

10N 10cm

5cm 20N

A D F OA OE F ?=

==? ②[7]液体密度越小，浮力越小，拉力越大，根据1122Fl F l = 知：在1l 、2F 不变时，拉力1F 越大，2l 越大，最大为OB ，为8cm ；根据杠杆平衡条件得：

A B F OA F OB ?=?

所以：

8cm 20N 16N 10cm

A B OB F F OA '=

?=?= 物体C 受到的力：A 点对C 的拉力A F '、浮力C F '浮、重力；故物体C 受到的浮力为：

20N 16N 4N C C A F G F '=-'=-=浮

根据F gV ρ=浮液排知液体的密度为：

333

4N 0.410kg/m 10N/k ()g 0.1m C F gV ρ'=

==??浮液小排 故该密度秤能够测量的最小液体密度为3

3

0.410kg/m ?； ③[8]根据杠杆的平衡条件知：

C C

D G gV OA F OB ρ-?=?液（）

因为C G 、D F 、OA 、C V 都为定值，ρ液与OB 成一次函数关系，故OB 的刻度均匀．

10．八年级(2)班的物理学习研究小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验时: (1)安装好杠杆，发现杠杆左高右低，如图甲所示，这时应将杠杆右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右")调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是实验时便于测量______。

(2)如图乙所示，在刻度线B 处挂4个钩码，在刻度线A 处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，若此时杠杆右端依然比左端低，下一步应该进行的操作是_______当杠杆水平平衡时，将测力计从竖直方向顺时针缓慢转动，如使杠杆保持水平平衡，测力计读数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

(3)通过操作后，杠杆在水平位置平衡，将数据记录在下表中、

能不能根据上表中的数据得出结论?______(选填“能”或“不能")，理由是:_____ 。 (4)该小组同学还想探究当动力和阻力在支点同侧时杠杆的平衡情况，于是将弹簧测力计改至杠杆右侧的C 点，如图丙所示，在C 点施加一个始终水平向右的拉力F ，发现无论用多

大的力，都不能使杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是____________。

【答案】左测量力臂用力向下拉测力计变大不能实验次数太少，结论不具有普遍性水平拉力的力臂为零，无法使杠杆在水平位置平衡

【解析】

【详解】

第一空、第二空．调节杠杆平衡时，杠杆右端下沉，应把杠杆左端或者右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接测量力臂，且可以使重力的力臂为0，排除杠杆自重对杠杆平衡的影响；

第三空．若此时杠杆右端依然比左端低，说明右端力和力臂的乘积比较大，所以下一步应该进行的操作是用力向下拉弹簧测力计；

第四空．将弹簧测力计从竖直方向顺时针缓慢转动，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂即动力臂变短，根据杠杆平衡条件可知，杠杆在水平位时平衡时，拉力变大；

第五空、第六空．用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验数据总结实验结论。

不能

第七空．由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的作用线通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡；

11．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小丽与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如下图所示),实验数据记录如下表．

(1)实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计． (2)表格中编号①处数据为______编号②处数据为______．

(3)第3次实验时,钩码上升的速度为0.1m/s,则拉力的功率为______W ．

(4)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越_____(选填“高”或“低”)．

(5)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率_____(选填“变大”“变小”或“不变”),理由是_____． 【答案】匀速 88.9% 2.2 0.66 高 不变 见解析 【解析】 【分析】 【详解】

第一空．实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，且测力计示数稳定便于读数； 第二空．第2次实验中滑轮组的机械效率为：

4N 0.1m 100%100%100%88.9%1.5N 0.3m

W Gh W Fs η?=

?=

?=?≈?有用总

； 第三空．由图丙知，测力计的分度值是0.2N ，测力计的示数是2.2N ；

第四空．由第3次实验数据知，s =0.30m,h =0.1m,所以s =3h ，所以拉力移动的速度为v =3×0.1m/s=0.3m/s ；根据P Fv =得，拉力的功率为：

2.2N 0.3m/s 0.66W P Fv ==?=；

第五空．分析数据可知，随着钩码重的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，故可得结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；

第六空．换一种绕绳方法,不计绳重及摩擦，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变； 第七空．不计摩擦及绳重时，克服动滑轮重做的功是额外功，换一种绕绳方法时，物重和动滑轮重都不变，则有用功和总功的比不变，即根据

()=W G h

G W W G G G G h η==+++有用物物

物动

有用物动额外知，滑轮组的机械效率不变．

12．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。

13．如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。

(1)为了在实验中方便读取力臂，探究前和探究过程中我们都应将杠杆调整到____________ 位置平衡。挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，接下来应杠杆两端的螺母适当向

_________(选填“左”或“右”)调解。

(2)如图乙，A点挂有2个重力均为0.5N的钩码。为了让杠杆在实验所需要的位置平衡，应在支点右侧B点(第2格处)挂_________个相同的钩码(每个钩码重均为0.5N)。

(3)改变钩码个数及力臂，多次实验得出结论：杠杆的平衡条件是：__________________。多次实验是为了使实验结论具有_____________性。

(4)如图丙，现给你一个量程为0?2N的弹簧测力计，若干个重力均为0.5N的钩码。钩码挂在C点处，现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡(不计杠杆自重对实验的影响)，则在C点处所挂钩码的最多个数为__________________个。

【答案】水平右 3 动力×动力臂=阻力×阻力臂（或1122

Fl F l

=）普遍 6

【解析】

【详解】

第一空．当杠杆位于水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可以方便的测量出力臂的大小；第二空．由图甲可知杠杆左端向下倾斜，因此应向右调节平衡螺母；

第三空．由杠杆平衡条件1122

Fl F l

=可得：

1N?3

=1.5N

2

A A

B

B

G l

G

l

==

因此应挂3个钩码；

第四空．多次测量总结数据规律可得出，杠杆平衡条件为1122

Fl F l

=即动力×动力臂=阻力×阻力臂；

第五空．多次实验在物理中有两个目的①使实验结论具有普遍性，避免偶然性②多次测量取平均值，本次实验多次测量的主要目的是使实验结论具有普遍性，避免偶然性；

第六空．由杠杆平衡条件1122

Fl F l

=知力臂越长越省力，当在杠杆最左端用弹簧测力计施加2N的力时C点处所挂钩码最多，为：

2N?6

=3N

4

C

G=

即挂钩码的最多个数为6个。

14．如图甲所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验。

（1）将杠杆中点置于支架上，杠杆静止时，发现右端下沉。此时，小明应把杠杆两端的平衡螺母向______调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）接着，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：____________。小红认为小明这样得出的结论不合理，理由是________。

（3）实验结束后，小华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小明所得的杠杆平衡条件不相符。其原因是：___________。

（4）杠杆不处于水平位置能否平衡？小红认为能平衡。于是她让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件。小红这种方案与小明让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好？________实验方案好；理由是____________。 （5）实验中，小红利用乙图将杠杆提升，此时测力计的示数F 为1.2N ，钩码总重G 为1.5N ，则杠杆的机械效率为_____________%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：____________.

（6）将钩码向右移动一格后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将______________（变大/变小/不变）。

【答案】左 1122F L F L = 一次实验存在偶然性 杠杆自重对平衡有影响 小明 便于直接读出力臂 83.3% 动力克服杠杆的自重做额外功 变小 【解析】 【详解】

（1）杠杆静止时发现右端下沉，说明杠杆右边沉，小明应把杠杆两端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）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，因为每个钩码质量相同，于是小明便得出了杠杆的平衡条件：1122F L F L =。小红认为小明这样得出的结论不合理，理由是小明通过一次实验得出结论具有偶然性，应多次实验使结论具有普遍性。

（3）因为没有考虑杠杆自身具有重力的因素，所以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小明所得的杠杆平衡条件不相符。

（4）小明的方案好于小红的，因为小明的力臂便于测量，杠杆水平平衡时杠杆的力臂在杠杆上，而小红的方案中，力臂并不在杠杆上，不便于测量，不方便准确得出实验结论。 （5）实验中，小红利用乙图将杠杆提升，此时测力计的示数F 为1.2N ，钩码的总重G 为1.5N ，设杠杆每一小格的长度为l ，测力计上升的高度H 和钩码上升的高度h ，根据几何相似三角形关系可知

42

63

h l H l ==，则杠杆的机械效率为6N =100%100%100%83.3%7.2N

W G h W F H η??=?=?≈?有总；杠杆做额外功的一个原因是

杠杆本身存在重力，在提升时要对杠杆做一部分额外功。

（6）将钩码向右移动一格后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率

1.5N 3=100%100%100%6

2.5%1.26W G h l W F H l

η???=?=?=??有总，所以所测机械效率将变

小。

15．小明小组在测量滑轮组机械效率实验中，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． 次序 钩码所受的重力 钩码提升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率 1 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1

0.3 60.6%

4

5

0.1

0.3

（1）实验中应竖直向上_____拉动弹簧测力计．

（2）第4次实验测得弹簧测力计示数如图，是_____N ，机械效率η＝_____%．

（3）比较第_____次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，_____越大，机械效率越高：第4次拉力做的额外功与第3次相比_____（增大减小/不变）．

（4）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直浅运动，不便于读数，就让测力计处于静止状态时读数，测得的机械效率与实际相比_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

（5）小强小组也按正确方法操作测量滑轮组的机械效率，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据．根据计算进行比较，发现表中数据的不合理之处是_____

【答案】匀速 2.2 75.8% 1、2 提升物体的重力 增大 偏大 弹簧测力计的读数错误 【解析】 【分析】 【详解】

（1）实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；

（2）第4次实验测得弹簧测力计示数如图，分度值为0.2N ，大小是2.2N ；根据表格第4次实验数据，则机械效率为：

h 5N 0.1m 100%=

100%100%75.8%2.2N 0.3m

W G W Fs η?=

??=?≈?有总

； （3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提升的高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验；

比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高；

根据W W W Fs

Gh -额总有＝＝﹣可得第3次做的额外功：333 1.1N 0.3m 2N 0.1m 0.13J W F s G h -??额＝＝﹣＝，

第4次做的额外功：444 2.0N 0.3m 4N 0.1m 0.2J W F s G h -?-?额＝＝＝ ，所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大；

（4）在测拉力时，若让测力计处于静止状态时读数，则没有测量出绳子与机械之间的摩擦，导致拉力变小，总功变小，根据100%W W η=?有总

，故测得的机械效率与实际相比偏

大；

（5）由表中实验数据可知：

2N 0.05m 0.1J W Gh ?有＝＝＝，0.4N 0.15m 0.06J W Fs 总＝＝＝?；

由计算结果可知，有用功大于总功，这是不可能的；由图示弹簧测力计可知，弹簧测力计分度值是0.2N，弹簧测力计所示应该是0.8N，而不是0.4N；故数据的不合理之处是弹簧测力计的读数错误．