九年级上册物理 第十一章 简单机械和功（培优篇）（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．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。
(1)他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：
次数 1 2 3 4 钩码总重G/N 4 6 4 4 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2 测力计示数F/N 1.8 2.4 1.4 1.4 测力计移动距离s/m 0.3 0.3 0.5 1.0 机械效率率η 83% 57% 57%
①在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计；
②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数)，第4次实验是用____图做的(选填“a”、“b” 或“c”)；
③分析第1、3次实验数据可得结论：___________________；
(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点(支点处的摩擦不计)。
①他先将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，机械效率为η1；
②然后他将这2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度与第一次相同，则此时弹簧测力计的示数F2将____ (选填 “>”“=”或“<”) F1； [拓展]对比杠杆实验的第①②两步，判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。
【答案】匀速 74% c 使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小 ＞ 见详解 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]测绳端拉力F时, 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态。 [2]第1次实验测得的机械效率为
??W有用Gh4N?0.1m?100%??100%??100%?74% W总Fs1.8N?0.3ms绳1.0m=?5 h0.2m[3]第4次实验，钩码上升的高度为0.2m，测力计移动距离为1.0m。则绳子股数为
n?第4次实验是用图c做的。
[4]分析第1、3次实验数据，提升重物相同，但第1次实验，应用图a一个动滑轮的滑轮组进行试验，第3次实验，应用图c两个动滑轮的滑轮组进行试验，第一次机械效率高于第3次实验数据，可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小
(2)[5]钩码从B点移动到C点，阻力不变阻力臂变长，弹簧测力计位置不变，动力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大，则F2>F1。
[6] η2变大，因为C点被提的高度相同，克服杠杆自身重力所做的额外功相同，钩码提升的高度增加，有用功变大，根据
??可知η2变大。
W有?100%
W有?W额
2．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；
L ，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，4微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F＇至少应为_____N；
OA=
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=
L3L，动力臂为AB=，据杠杆平衡条件有 44G1?
L3L=F? 44所以此时的外力
11F?G1??300N?100N
33[3]要将铁棒B端稍微抬起，此时C变成杠杆的支点，则
G1?所以此时的外力
L?F＇?L 211F＇?G1??300N?150N
22②[4]由题意知，D物体的重力
G2=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F1，则有
F1?OA=G2?OB
即
九年级上册物理 第十一章 简单机械和功(培优篇)(Word版 含解析)
