玉溪物理第十一章 简单机械和功单元测试卷附答案

玉溪物理第十一章简单机械和功单元测试卷附答案
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
⨯
G l Gl
22=4
杠杆的右端为
⨯
G l Gl
3=3
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：
2．某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时，设计了如下实验步骤：①如图乙，将自制的小型风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间；③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中：(注：电风扇挡位越高，风速越大)
表一：
电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s
15015
25013
35010
请你回答：
(1)这个实验是通过测量提升钩码到A点的_____来比较风车输出功率的大小。

这种方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”)；
(2)通过实验可以得到的结论是：风速越大，风力发电机发电时的输出功率__________；
为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系
表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
(3)风能是清洁能源，也是_____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。

发电机的工作原理是
_____；
(4)风速10m/s时，这台发电机的发电效率为__________，有同学认为风速越大，发电机的发电效率越高，他的观点是_____(选填“正确”或“错误”)的。

你认为的原因是______。

【答案】时间转换法越大可再生电磁感应现象 60% 错误风速越大发电效率越低
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因提升高度要相同，通过提升时间，可知提升速度的大小，则由
W mgh
P mgv
===
t t
可知输出功率的大小，故比较测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小。

[2]转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量，也可将不易测准的量转换为可测准的量，提高测量精度。

此实验将风车输出功率的大小转化为通过测量提升钩码到A点的时间。

(2)[3]分析表一数据可见，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，风车的输出功率越大。

(3)[4]风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染。

[5]风力发电是将风能转化为电能，发电机是通过机械运动产生电能，即是利用电磁感应现象制成的，所以发电机的工作原理是电磁感应现象。

(4)[6]风速为10m/s时，1s内获得的能量为6
⨯，风车工作1h获得的能量为
1.210J
639
W⨯⨯⨯⨯
=1.210J/s 3.610s=4.3210J
总
风车工作1h产生的电能为
9
W⨯⋅⨯
=720kW1h=720kW h=2.59210J
电
风车发电的效率为
99
2.59210J =100%=100%=60%4.3210J
W W η⨯⨯⨯⨯电总 [7][8]风速为15m/s 时，1s 内获得的能量为64.0510J ⨯；风车工作1s 产生的电能为
61.510J ⨯，风车发电的效率为
661.510J =100%=100%=37.04%4.0510J
W W η⨯⨯⨯⨯电1总1 由此可知，风速越大，发电机的发电效率越低，所以他的观点是错误的。

3．小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示。

(1)需要的测量工具：体重计、刻度尺、______。

(2)请帮他设计实验步骤：______
(3)小刚采用了合适的方法记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据。

（取g =10N/kg ） 重心上升高度h /m
质量m /kg
拉一次克服重力所做的功W /J
拉上去的次数
时间t /s
功率P /W
0.4 60 ______ 5 10 ______
【答案】秒表 使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率 240 120 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]要测量功率需要测量时间，实验器材还需要秒表。

(2)[2]使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率。

(3)[3]小刚的体重为
G =mg =60kg ×10N/kg=600N
做一次引体向上小刚做功为
W =Gh =600N ×0.4m=240J
[4]小刚做的总功为
W 总=5W =5×240J=1200J
小刚做引体向上的功率
总1200J
120W 10s
W P t =
==
4．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。

5．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F1/N l1/cm F2/N l2/cm
111025
2210120
3215310
(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F 1l 1=F 2l 2。

(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
34
62
n ⨯=
= (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
335==2.510kg/m 2
ρρ⨯石水
6．小飞用图甲装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F 1和阻力F 2，l 1和l 2分别表示动力臂和阻力臂．他的实验思路是：改变F 2、l 1和l 2，测得杠杆平衡时所需的拉力F 1，来寻找F 1、F 2、l 1和l 2四个物理量之间的关系．已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0~5N ，杠杆上每一格长10cm ．
实验次数 阻力F 2/N 阻力臂l 2/cm 动力臂l 1/cm 动力F 1/N
1
4
33
30
2
4 18 30 2.4 3
4
7.5
30
1.0
（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿_______方向拉杠杆，并使之在_____位置平衡； （2）小飞首先保持F 2和l 1不变而改变l 2，所获得的实验数据如表格所示．第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示，则F 1=______N ，此时杠杆的类型与______（选填“筷子”或“老虎钳”）相同；
（3）为获得更多组数据，小飞继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂l 2时，l 2应不超过______cm ；完成上述实验后，小飞接下来还应进行的实验有：①保持______不变而改变F 2；②保持F 2和l 2不变而改变l 1． 【答案】竖直 水平 4.4 筷子 37.5 l 2和l 1 【解析】 【分析】 【详解】
第一空、第二空．因为力与力臂垂直，当沿竖直方向拉动弹簧测力计使杠杆位于水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可方便的测量力臂的大小；
第三空．由图像可知，弹簧测力计的分度值为0.1N ，示数为4.4N ；
第四空．由表格数据知第1次实验中阻力臂长于动力臂，因此是费力杠杆，与筷子相同； 第五空．由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得：
11225N?30cm
=37.5cm 4N
F l l F =
= 即l 2应不超过37.5cm ；
第六空．探究杠杆的平衡条件时要探究F 1、F 2、l 1和l 2四个物理量之间的关系，因此还应探究①保持l 2和l 1不变而改变F 2；②保持F 2和l 2不变而改变l 1．
7．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。

8．（1）如图是某街道路灯悬挂的情景。

画出斜拉钢丝对横杆拉力F 的示意图和对应的力臂L （_______________）
（2）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验：
实验一：将重为G 的物块A 放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。

读出弹簧测力计示数为F 0 。

实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s 、高为h 的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A ，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。

读出弹簧测力计的示数为F 1 。

请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题。

（阅读图丙）
①画出物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的示意图____________。

②物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数μ=_________。

（用实验中的数据表示）
【答案】
F G
μ=
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]拉力的作用点在横杆上，从作用点开始，沿力的方向画一条带箭头的线段，标出F ，即为F 的示意图；从支点O 向F 所在的直线作垂线，并标出L ，即为拉力F 的力臂。

如图所示：
(2)[2]物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。

如下图所示：
[3]重为G 的物块A 在一水平薄木板上在拉力为F 0的作用下匀速直线运动，此时物块A 受到的摩擦力
f=F 0
受到的支持力
F N =G
根据题意可知
0N f F F G μμ===
所以物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数
F G
μ=
9．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位量平衡； （2）杠杆调节平衡后，如图乙所示，在杠杆a 点悬挂3个重力均为0.5N 的钩码，在b 点用竖直向上的拉力F 拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，拉力的大小为______N ；（杠杆上相邻两个黑点之间距离相等）
（3）实验结束后，小红把两个质量不等的实心铜块分别挂在另一杠杆两端，此时杠杆恰好在水平位置平衡，然后再将两个铜块同时浸没在水中，如图丙所示，则杠杆将______（选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍然平衡”）。

【答案】左 2 仍然平衡 【解析】 【分析】
(1)在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动； (2)根据杠杆平衡条件可求出弹簧测力计的示数；
(3)掌握杠杆的平衡条件：1122Fl F l =，利用阿基米德原理=F gV ρ浮
液排，计算出两铜块浸没在水中后两端力和力臂的乘积，根据乘积的大小，判断杠杆的状态。

【详解】
(1)[1]安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，如
图甲所示，在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动，则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡； (2)[2]由图可知,根据杠杆平衡条件得：a a b b F l F l =带入数据，
30.5N 43b l F l ⨯⨯=⨯，
解得2N b F =；
(3)[3]分别挂上质量不等的实心铜块时，恰好能使杠杆在水平位置平衡，设力臂分别为1l 、
2l ，根据杠杆的平衡条件1122Fl F l =可得，
12gV l gV l ρρ⋅=⋅铜铜右左 ①
则有
12V l V l ⋅=⋅右左，
若将两铜块同时浸没在水中，则杠杆左端力和力臂的乘积
111gV gV l gV l gV l ρρρρ-⋅=⋅-⋅铜铜左水左左水左（）
则杠杆右端力和力臂的乘积
222gV gV l gV l gV l ρρρρ-⋅=⋅-⋅铜右右铜右右水水（）
又由于12V l V l ⋅=⋅右左，则有
12gV l gV l ρρ⋅=⋅右水左水 ②
根据上述等式①、②可得
1122=gV l gV l gV l gV l ρρρρ⋅-⋅⋅-⋅铜铜右右左水左水
因此杠杆仍然平衡。

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）：
（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
()()32
G G F G G +<<+物动物动 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
4N 57.1%5 1.4N
G nF η=
==⨯ (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
4N 0.1m 0.4J W Gh ==⨯=有
拉力所做总功
1.4N 0.5m 0.7J W Fs ==⨯=总
克服动滑轮所做的额外功
1N 0.1m 0.1J W G h ==⨯=动动
克服摩擦所做的额外功
0.7J 0.4J 0.1J 0.2J W W W W =--=--=额总有动
【点睛】 机械效率的求法：
W W η=
有
总
Gh Fs
η=
G nF
η=
11．探究杠杆的平衡条件．
实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m 10.50.2 1.00.1
2 1.00.15 1.50.1
3 3.00.1 2.00.15
（1）小明用如图甲所示装置进行实验，杠杆两端的螺母作用是_________；
（2）小明进行实验并收集到了表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是：
________；
（3）小明又用如图乙所示装置进行实验，弹簧测力计的读数应是_______N（一个钩码重0.5N）；
（4）小明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。

（5）如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡，她用刻度尺测出l1和l2，则2l1_______（选填“＞”“＜”或“=”）3l2；（6）探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出l1和l2（如图丁所示），则游码的质量为________g．
【答案】实验前，调节杠杆在水平位置平衡（或消除杠杆自重对实验的影响）F1l1=F2l22不影响 > 2.5l1/l2
【解析】
【详解】
(1)[1]杠杆两端的螺母的作用是:实验前，调节杠杆在水平位置平衡，消除杠杆自重对实验的影响；
(2)[2]由表格中数据，
0.5N×0.2m=1.0N×0.1m=0.1N•m；
1.0N×0.15m=1.5N×0.1m=0.15N•m；
3N×0.1m=2.0N×0.15m=0.3N•m；
可知杠杆的平衡条件为：
F1l1=F2l2；
(3)[3]设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力的力臂为1
2
×6L，
由F1l1=F2l2得，
0.5N ×3×4L =F
1×6L ×
12
， 解得：
F 1=2N ；
(4)[4]实验过程中，若桌面略微倾斜，不影响调节杠杆在水平位置平衡，不影响实验过程。

(5)[5]设每个硬币的重量为G ，硬币的半径为r ，根据杠杆的平衡条件结合图丙可得：
2G （r +l 1）=3G （r+l 2），
展开可得：
2Gr +2Gl 1=3Gr +3Gl 2， 2Gl 1=Gr +3Gl 2，
所以:
2Gl 1>3Gl 2，
即:
2l 1>3l 2，
(6)[6]以天平的刀口为杠杆的支点，天平的左盘和右盘的质量分别为m 左和m 右，游码的质量为m ，当游码位于零刻度线时，由杠杆的平衡条件得:
m 左g ×12l 2+mg ×12l 1=m 右g ×1
2
l 2； 当游码位于最大值5克时，由杠杆的平衡条件得:
（m 左+5）g ×
12 l 2=mg ×12 l 1+m 右g ×1
2
l 2②； 由②-①得，
5×
1
2 l 2=m l 1， 解得 :
m =
2
1
2.5l l 。

12．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．
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1122Fl 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1122Fl 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1122Fl 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1122Fl 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。