【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
??W有用W总?100%?1.5J?100%?75% 2J(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
1G?OA?G杠杆?OC?F?OC
2悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得
1G?OB?G杠杆?OC?F'?OC
2观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB [3]杠杆的机械效率 W有用W有用????W总W有用?W额1W 1?额W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 W额W有用变大，分母变大，η就减小；即η2<η1。 6．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 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F1?F2， 52L1?L2；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 2 3 F1/N 2 3 4 L1/cm 3 3 3 F2/N 2 3 4 L2/cm 3 3 3 （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F1L1?F2L2，可得到 L2?F1L14mg?3L??6L F22mg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．小明同学测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表： 实验次数 1 2 3 4 斜面倾斜程度 较缓 较陡 较陡 最陡 物体重量G/N 5 10 10 5 斜面高度h/m 0.1 0.2 0.2 0.3 沿斜面拉力F/N 1.5 2 4 2.4 斜面长s/m 1 1 1 1 有用功W有/J 0.5 1 2 总功W总/J 1.5 2 4 (1)根据表格中数据，第四次（最陡）实验的有用功是_____J，总功是_____J。机械效率是
上海市南中学物理第十一章 简单机械和功中考真题汇编[解析版]
