九年级上册物理 第十一章 简单机械和功单元测试与练习(word解析版)

九年级上册物理第十一章简单机械和功单元测试与练习（word解析版）
一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）
1．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
2
×4×0.5cm
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。

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
绳自由端的拉力F /N 钩码上升的高度h /cm 绳自由端移动的距离s /cm 机械效率η/%
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
风速v/(m/s)5101520
输出功率P/kW8072015001100
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61.210J ⨯，风车工作1h 获得的能量为
639=1.210J/s 3.610s=4.3210J W ⨯⨯⨯⨯总
风车工作1h 产生的电能为
9=720kW 1h=720kW h=2.59210J W ⨯⋅⨯电
风车发电的效率为
992.59210J
=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
6
6
1.5
10J
=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。

4．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L21
12
L
L L
ρ
-
水
【解析】
【分析】
【详解】
(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
20g5g 2.0g27g
m=++=
(3)[3]水和金属块的总体积
3
30mL30cm
V==
总
则金属块的体积
33330cm 20cm 10cm V V V =-=-=总水
金属块的密度
3
327g 2.7g /cm 10cm
m V ρ=
== (4)③[4][5]实验步骤：
①在刻度尺上读出OE 的长度L 1；
②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L 2；
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
A B 1 gV OC G L ρ⨯=⨯铁
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
A A
B 2gV gV O
C G L ρρ-⨯=⨯水铁（）
以上两个等式相除整理得
112
L L L ρρ=
-水金属
5．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
1k 6
6．对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究，在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。

某物理小组探究如图所示的一杆秤，通过观察和测量知道：杆秤上标有刻度，提纽在B 点，秤钩在A 点，O 点为刻度的起点（为零刻度点，在B 点左侧）。

用刻度尺量出OA =l 1，OB =l 2。

(1)秤钩不挂重物时，秤砣挂在O 点时杆秤平衡，则重心C 应在B 点的__________侧（选填“左”、“右”或“不确定”）。

设该杆秤秤砣的质量为m ，则杆秤自身重力（不含秤砣）和它的力臂的乘积是__________。

(2)物理小组利用空瓶（空瓶质量比秤砣质量小一些）、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。

方法是：用细线系在空瓶上并置于__________点，慢慢往瓶中加沙子，如果杆秤恰能平衡，相当于新做了一个秤砣，再把它挂在秤钩上，移动原秤砣位置至杆秤平衡，秤杆上的读数即为原秤砣质量。

(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力，杠杆的平衡条件是：F 动l 动=F 阻l 阻+F ′阻l′
阻
，如图所示”。

则上一问中实际上只要有刻度尺利用科学推理也可测得秤砣质量，方法
是：设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙，将甲置于A 点，乙置于B 点右侧某点，杆秤恰好平衡。

由杠杆的平衡条件可知，量出长度l 1、l 2后，只须从B 点起向右量出长度__________，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m 。

【答案】右 2mgl O 1l 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]由于O 点是刻度的起点，即秤钩上不挂重物时，秤砣的位置应该在O 点，提起B ，杆秤平衡，把秤砣作用在杆秤上的力看成动力，则阻力就是杆秤的重力作用点（重心）应该在B 点的右侧；且根据杠杆的平衡条件可得
mgl 2=G 杆秤×力臂
(2)[3]做一个新秤砣的方法就是采用等交换替代法，由于秤砣放在O 点处时能与杆秤的自重相平衡，那么如果我们也在O 点用细线系一个小瓶，向里面加入适量的沙子，待杆秤平衡时，小瓶与沙子所起的作用就与秤砣的作用一样，故它们的质量是相等的。

(3)[4]根据已经得出的两个阻力的平衡规律，如果放在杆秤上，则存在如下关系
mg×（l1+l2)=mg×l′+G杆秤×力臂
将第(1)问的关系式代入可得
mg×l1=mg×l′
即l′= l1，故只需要从B点起向右量出长度l1，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量。

7．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F1和阻力F2，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂．他的实验思路是：改变F2、l1和l2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、l1和l2四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F2/N阻力臂l2/cm动力臂l1/cm动力F1/N
143330
241830 2.4
347.530 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F2和l1不变而改变l2，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F1=______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l2时，l2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F2；②保持F2和l2不变而改变l1．
【答案】竖直水平 4.4 筷子 37.5 l2和l1
【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1122
Fl F l
=可得：
11
2
2
5N?30cm
=37.5cm
4N
F l
l
F
==
即l2应不超过37.5cm；
第六空．探究杠杆的平衡条件时要探究F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系，因此还应探究①保持l2和l1不变而改变F2；②保持F2和l2不变而改变l1．
8．如图所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。

此时，应把杠杆两端的平衡螺母向____选填（“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持___并静止，达到平衡状态。

这样做的好处是：________。

（2）杠杆调节平衡后，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为：动力×动力臂=阻力×阻力臂。

他这样得出的结论是否合理？____；为什么？_____。

（3）实验结束后，小明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杠杆平衡条件不相符。

其原因是 __________。

【答案】左水平便于测量力臂不合理只通过一次测量，数据具有偶然性，不具有普遍性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。

【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]杠杆右端下沉，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。

[3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。

(2)[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，不具有普遍性，要多进行几次实验，避免偶然性。

(3)[6]用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重力对杠杆平衡有影响。

9．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、22、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=
h8N0.1m
=
2.5N0.4m
有
总
W G
W FS
⨯
=
⨯
=80%
（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。

10．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/m3．
（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33
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：
3331.010kg/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O
B ，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：
3334N 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330.410kg/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．
11．在探究“杠杆的平衡条件”实验时，所提供的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、细线和质量相同的钩码若干个．
（1）实验前，将杠杆的中点放在支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉(如图甲所示)，此时应将平衡螺母向_____（选填“左“或”右“）调，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）调节杠杆平衡后，小明在杠杆A点处挂4个钩码(如图乙所示)，应在B点处挂_____个钩码才能使杠杆再次平衡;此时若在A、B两点处各增加一个钩码，则杠杆____（选填“左”或“右”)端会下沉．
（3）在实验（2）中，若用弹簧测力计拉B点，要使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计应沿______拉杠杆最省力;若弹簧测力计由竖直方向逐渐向右转动，杠杆始终保持平衡，则弹簧测力计的读数将逐渐______（选填“增大“、”等于“或”减小“）
（4）实验结束后，小明提出一个新的问题:“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是:_____．
【答案】右 6 左竖直向下增大杠杆自身重力对实验有影响
【解析】
【详解】
第一空．杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母向右调节；
第二空．设杠杆一格的长度是l，一个钩码重是G，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l 2，图甲中，4G×3l=n G×2l，解得n=6，即在杠杆A点处挂4个钩码(如图乙所示)，应在B点处挂6个钩码才能使杠杆再次平衡；
第三空．如果再在A、B两处各加挂一个钩码，则5G×3l＞7G×2l，所以杠杆左端下沉；
第四空．由杠杆平衡条件可知，动力臂最大时，拉力最小，当力与杠杆垂直时，力臂最长，所以应用弹簧测力计竖直向下拉杠杆；
第五空．弹簧测力计由竖直方向逐渐向右转动时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力将变大，即弹簧测力计的示数会增大；
第六空．图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力对杠杆转动，即对杠杆平衡产生了影响，导致测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．
12．小华用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个底面积均为200cm2的薄壁烧杯（分别装有一定量的酒精和水），对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究，其中C、D分别是圆柱体刚好浸没在酒精和水中的情况．如图甲表示探究过程及有关数据．（酒精密度为
0.8×103kg/m3，g=l0N/kg）
（1）实验中使用弹簧测力计测量拉力前，应将测力计处于________方向将指针调至“0”刻度线上．
（2）比较图甲中A 、B 、C 的数据，可以得出浮力的大小与________有关．
（3）如图甲中D 所示，圆柱体浸没在水中所受的浮力是________N.
（4）如图乙所示，完成实验后，小华将烧杯中水倒出，将该圆柱体放在烧杯底部，然后向烧杯倒入另一种液体，圆柱体受到的浮力F 浮与容器内液体的深度关系如图丙所示，圆柱体始终处于沉底状态，则该圆柱体的底面积为______m 2；未倒液体前圆柱体对容器底部的压强为_______Pa ，液体的密度为________kg/m 3.
（5）由图甲中A 到C 的过程中，圆柱体的重力做功是________J ．
【答案】竖直 物体排开液体的体积 4 5×10-3 1.2×103 1.15×103 0.36
【解析】
【详解】
第一空．使用弹簧测力计测量拉力前，将测力计处于竖直方向，需要将指针调到零刻度线；
第二空．分析A 、B 、C 可知：液体均为酒精，探究过程中控制了液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力和物体排开液体体积有关；
第三空．图A 中弹簧测力计的示数为6N ，物体的重力为6N ，图甲D 中，弹簧测力计的示数为2N ，圆柱体浸没在水中所受的浮力
F 浮=
G -F =6N-2N=4N ；
第四空．根据阿基米德原理得到圆柱体的体积
V =V 排=334N 110kg/m 10N/kg
F g ρ=⨯⨯浮水=4×10-4m 3， 由图丙可知，容器内水的深度为8cm 时，圆柱体受到的浮力为4.6N ，浮力不变，说明圆柱体全部浸入液体中，圆柱体的高度是8cm ，圆柱体排开液体的体积等于圆柱体的体积，圆柱体的底面积 S =43
410m 0.08m
V h -⨯==5×10-3m 2； 第五空．未倒液体前圆柱体对容器底部的压强 p =-326N 510m
F S =⨯压=1.2×103Pa ； 第六空．根据阿基米德原理得到液体的密度。