北京爱迪(国际)学校物理第十一章简单机械和功单元达标训练题(Word版含答案)

由天下分享时间：2025/1/21 8:50:48 加入收藏我要投稿点赞

北京爱迪(国际)学校物理第十一章简单机械和功单元达标训练题（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有知道，将总重为 G 的钩码挂在杠杆 A 处时，杠杆的机械效率 W总??W有W总?Gh Fs[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Fl11?F2l2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．如图，小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。

(1)如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向______（选填“左”或”右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；

(2)在图B中杠杆平衡了，若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码，则杠杆向______（选填“左”或”右”）倾斜；

(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明甲同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，已知杠杆上每个小格长度为5 cm，每个钩码重0.5 N，当弹簧测力计斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡，此时乙同学发现，动力×动力臂______（选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂。实验C______（选填“能”或”不能”）说明甲同学结论是错误的。【答案】右右等于能【解析】【分析】【详解】

(1)[1]图A中，杠杆左侧下沉，应向右调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。 (2)[2]在图B中，据杠杆的平衡条件得

3G?2F=2G?3L

在左右两边同时增加一个相同的钩码，则左右两边分别变成

4G?2F，3G?3L

而

4G?2F<3G?3L

所以杠杆向右倾斜。 (3)[3][4]由图C知，此时

4×0.5N×3×0.5cm=3N×

1×4×0.5cm 2即：动力×动力臂=阻力×阻力臂。而此时，动力臂并不等于支点到动力作用点的距离，所以能证明甲同学的结论是错误的。

3．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。

绳自由端的拉力F/N 0.5 0.9 钩码上升的高度h/cm 10 5 绳自由端移动的距离s/cm 30 15 机械效率η/% 次数物重G/N 1 2 1.0 2.0 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

s30cm??3 h10cm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?W有1Gh1N?0.1m?100%?有11?100%??100%?66.7% W总1F1s10.5N?0.3m(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。

4．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

2G?2l=4Gl

杠杆的右端为

G?3l=3Gl

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：

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/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L2 【解析】【分析】【详解】

L1?水L1?L2

(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

m?20g?5g?2.0g?27g

(3)[3]水和金属块的总体积

V总?30mL?30cm3

则金属块的体积

V?V总?V水?30cm3?20cm3?10cm3

金属块的密度

??(4)③[4][5]实验步骤：

①在刻度尺上读出OE的长度L1；

m27g??2.7g/cm3 3V10cm②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L2；

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

?铁gVA?OC?GB?L1

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

（?铁gVA??水gVA）?OC?GB?L2

以上两个等式相除整理得

?金属?

L1?水L1?L2

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 1 2 3 F1/N 1 2 2 L1/cm 10 10 15 F2/N 2 1 3 L2/cm 5 20 10 (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．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 1 2 3 F1/N 1 2 2 l1/cm 10 10 15 F2/N 2 1 3 l2/cm 5 20 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/m3。

【答案】右便于直接在杠杆上读出力臂的大小 F1l1=F2l2 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F1l1=F2l2。

(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

n?3?4?6 2(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

?石=?水=2.5?103kg/m3

8．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．

（1）实验中应沿竖直方向_____缓慢拉动弹簧测力计．

（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法_____（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到_____对滑轮组机械效率的影响．

（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整______．

（4）通过比较_____两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）

（5）通过比较_____两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号）

（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：_________________________________ 【答案】匀速不正确摩擦 0.4；80% 1、2 2、3 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低【解析】【详解】

（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；

（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离

s=nh=4×0.1m=0.4m

滑轮组的机械效率

η=

W有W总=Gh8N?0.1m?=80% FS2.5N?0.4m

（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；

（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。

（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。

9．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）。

Gh2 不变【答案】右消除杠杆自重对实验的影响竖直向下不变 Fh1【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W有?Gh2，总功是W总?Fh1，那么杠杆机械效率是

??W有W总?100%?Gh2?100% Fh1[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总?W有?W额

假设杠杆重心升高的高度是h，那么可得到

Gh2?G杠h?Fh1

钩码的重力G不变，h2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Gh2?G杠h大小不变，即Fh1大小是不变的，根据杠杆机械效率??的。

Gh2?100%可知，机械效率?是不变Fh1

10．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得第1、2组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第3、4组数据（如表所示）：实验序号 1 2 3 4 物重G物/N 1 2 4 4 动滑轮重G动/N 0.5 0.5 1 2 动力F/N 0.7 1.1 1.4 滑轮组的机械效率η% 47.6 60.6 50.0

（1）根据“测量滑轮组机械效率实验”的过程，画出图甲中滑轮组的绕绳方法．（_________）

（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量________匀速向上拉动弹簧测力计；第4次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示，则其动力为________N；第3次实验时滑轮组的机械效率约为________%．

（3）由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与________有关．

（4）在第3次实验中，若钩码升高10cm，克服摩擦所做额外功为_____________．

【答案】

竖直 1.6 57.1 动滑轮的重 0.2J

【解析】【分析】

本题考查滑轮组的机械效率测量的探究实验。【详解】

(1)[1]从表格的1、2次数据可得，

11(G物?G动)?F?(G物?G动) 32所以滑轮组承重绳子的根数是3根，画图如下

(2)[2]测量绳端拉力时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计，因为动滑轮相当于动力臂等于阻力臂的二倍的杠杆，其支点在滑轮的边缘（如下图）。

当动滑轮两边的绳子都竖直向上时，在忽略摩擦和绳重时，动力等于阻力的二分之一，若动力绳子不是竖直向上，那么即使忽略摩擦和绳重，动力也会大于阻力的二分之一，因为此时动力臂小于阻力臂的二倍。

[3]从图中弹簧测力计的示数可知，其动力为1.6N

[4]结合表格数据和滑轮组的绕线可知，滑轮组的承重绳根数是5根

??G4N??57.1% nF5?1.4N(3)[5]比较第3、4组数据可知，物体的重力不变，动滑轮的重力变大，机械效率变小，所以同一滑轮组的机械效率与动滑轮的重有关

(4)[6]若钩码升高的高度为h=10cm=0.1m，则绳子端移动的距离

s=5h=5×0.1m=05m

提升钩码所做的有用功

W有?Gh?4N?0.1m?0.4J

拉力所做总功

W总?Fs?1.4N?0.5m?0.7J

克服动滑轮所做的额外功

W动?G动h?1N?0.1m?0.1J

克服摩擦所做的额外功

W额?W总?W有?W动?0.7J?0.4J?0.1J?0.2J

【点睛】机械效率的求法：

W有??

W总????Gh FsG nF

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．

次数 1 2 3 钩码重/N 2 4 6 钩码上升距离/cm 10 10 10 弹簧测力计示数/N 0.8 1.5 ② 弹簧测力计上升距离/cm 30 30 30 机械效83.3%① 90.9%

(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：

??W有用W总?100%?Gh4N?0.1m?100%??100%?88.9%； Fs1.5N?0.3m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：

P?Fv?2.2N?0.3m/s?0.66W；

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有用W有用?W额外=?GG物h物?G动?h?G物知，滑轮组的机械效率不变．

G物?G动12．小明进行“探究杠杆平衡条件”的实验。每个钩码都完全相同。实验前，小明通过调节

杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，消除了杠杆自重对实验的影响。

（1）当杠杆在水平位置平衡后，在实验中就可以方便测量______。（2）要使图甲中杠杆水平平衡，应在A处挂_____个钩码。

（3）若在图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，则杠杆将_____（选填“继续平衡”、“向左倾斜”或“向右倾斜”）。

（4）小明改变实验方法，如图乙所示，重心C点不再是支点，并在A点仍挂两个钩码，对杠杆的拉力为FA，用校过零的弹簧测力计正确地测出B点使杠杆水平平衡时的拉力FB，则FB?LOB_____FA?LOA（选填“>”“=”或“<”）。【答案】力臂 1 向左倾斜 > 【解析】【详解】

第一空．当杠杆在水平位置平衡后，因为重力的方向是竖直向下的，所以钩码对杠杆的拉力方向垂直于杠杆，结合力臂的定义可知，此时的力臂可以直接从杠杆尺上的刻度读出，即方便测量力臂；

第二空．设杠杆的一大格为为L，一个钩码的重为G，根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2，可得2G×2L=nG×4L，解得n=1（个），即应在A处挂1个钩码；

第三空．图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，杠杆左侧为：2G×3L=6GL；杠杆右侧为： G×5L=5GL，由于6GL>5GL，所以此时杠杆向左倾斜；

第四空．如图乙中，杠杆的重心远离支点，杠杆自身的重力将对杠杆平衡产生影响，且重心在支点的左侧，导致拉力F比忽略杠杆的重时由杠杆平衡条件计算出来的数值要大，所以FB?LOB＞FA?LOA。

13．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 1 2 3 物体的重力G/N 2 3 4 提升的高度h/m 0.1 0.1 0.1 拉力F/N 1 1.4 1.8 绳端移动的距离s/m 0.3 0.3 0.3 机械效率? 66.7% 71.4% 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

14．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时的杠杆是_____（平衡/不平衡）的．（2）如图甲，杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可通过调节杠杆平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡时，此时杠杆自重的力臂为_____cm．

（3）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是_____．

①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码； ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码； ③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离； ④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离． A．①③B．②④C．②③D．①④

（4）如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_____．若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则此时弹簧测力计示数应为_____N．

（5）如图丁，当杠杆在水平位置平衡时，此时拉力的力臂_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm．

（6）某同学用定滑轮进行如图戊操作时，同学们发现杠杆不再平衡，请说明理由_____．【答案】平衡 0 B 消除杠杆自重影响同时便于测量力臂 2 小于力的方向影响杠杆平衡【解析】【分析】【详解】

(1)杠杆静止时,杠杆处于平衡状态(不一定要水平平衡)；

(2)杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0，可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．

(3)由杠杆的平衡条件可知，当动力×动力臂>阻力×阻力臂时，就会满足杠杆左端下倾． ①杠杆两侧同时减掉一个钩码，左边：2G×4L，右边：3G×3L，右边下倾．

②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；左边：4G×4L，右边：5G×3L，左边下倾． ③若将两侧的钩码同时各向外移动一个小格，左边：3G×5L，右边：4G×4L，右边下倾． ④若将两侧的钩码同时各向内移动一个小格，左边：3G×3L，右边：4G×2L，左边下倾．符合要求的是②④，故选B；

(4)杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小．根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,1.5N×20cm=F2×15cm,解答F2=2N．

(5)杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上时，力的力臂在杠杆上，此时力臂最大，当如丙图，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，力臂不在杠杆上，动力臂变小． (6)用带杆的滑轮向左(或向右)推动右边挂钩码的悬线时，力的方向发生变化，说明力的方向影响杠杆的平衡；【点睛】

杠杆的平衡条件是：动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，力的大小、力臂的长短都会影响杠杆的平衡；杠杆静止时或杠杆匀速转动时，杠杆处于平衡状态；杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0；使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比．动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1?L1=F2?L2，且哪端大哪端下倾．

15．在探究“杠杆平衡条件”的实验中：

（1）没挂钩码的杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节。

（2）如图甲所示，小明在杠杆左边A处挂了4个1N的钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂了6个重0.5N的钩码，使杠杆在水平位置平衡，小明根据这次试验得出结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”。小明实验中的不妥之处是_____

（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当保持杠杆水平平衡，把弹簧测力计逐渐向右倾斜时，小明发现弹簧测力计的示数将逐渐变大，拉力变大的原因_____。（4）图乙和图丙中的杠杆都处于静止状态，弹簧测力计竖直向上的拉力分别为F乙和F丙，则F乙_____F丙．（选填“＞”、“＝”或“＜”，设杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的重心，不计支点处摩擦）

（5）继续研究杠杆的机械效率，如图丁所示，用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B悬挂总重为G的钩码，弹簧测力计在A点施加竖直向上的拉力F，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_____（用测量的物理量符号表示）

②若只将测力计的作用点由点A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，不计摩擦，杠杆的机械效率将_____（选填“变大”、“变小”或“不变）

（6）如图戊所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内的轴转动。根据你的生活经验，你认为_____较易损坏，这是因为按动这种开关的_____较小，按动需要的力较大。

【答案】左实验次数太少，结论可能有偶然性拉力的力臂变短＝ η＝1 力臂【解析】【详解】

（1）杠杆的左端高说明左端轻，因此应将杠杆右端的平衡螺母向左调节；

Gh2 不变 Fh1（2）实验次数太少可能导致实验结论错误，因此小明实验次数太少，结论可能有偶然性；（3）当保持杠杆水平平衡，把弹簧测力计逐渐向右倾斜时，动力臂会逐渐减小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知拉力变大；（4）当杠杆在水平位置平衡时，

F乙OA?，当杠杆倾斜平衡时，如图所示： GOC

动力臂是OD，阻力臂是OE，

乙

F丙OEOAOE=，因为△OAE≈△OCD，所以，那么F?OCODGOD＝F丙；

（5）①由题知，在图丁中，测力计在A点施加竖直向上的拉力F，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；克服钩码重力做的是有用功W有＝Gh2，总功是W总＝Fh1，

W有用Gh2杠杆的机械效率为：η==；