大连物理第十一章 简单机械和功达标检测(Word版 含解析)

大连物理第十一章简单机械和功达标检测（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．小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为100g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。

请按要求完成下列问题：
(1)将杠杆安装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡。

(2)将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。

为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂 ________个钩码。

(3)若撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应该用弹簧测力计在杠杆______（选填“A”或“C”）处竖直向上拉，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数为
_______N。

（g取10N/kg）
【答案】左 2 C 1.5
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]杠杆右端下沉，左端上翘，哪边高，平衡螺母像哪边调，所以应调节杠杆右侧的平衡螺母向左。

(2)[2]一个钩码重力
0.1kg10N/kg1N
G mg
==⨯=
假设杠杆一小格为L，A点挂n个钩码，根据杠杆平衡条件有
1N331N2
n L L
⨯⨯=⨯⨯
解得n=2，所以应该在A点悬挂2个钩码。

(3)[3][4]撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆能够在水平位置重新平衡，应该用弹簧测力计在杠杆A处竖直向下拉或者在杠杆C处竖直向上拉；根据杠杆平衡条件有
B B
C C
F L F L
=
则弹簧测力计的示数
31N3
1.5N
4
B B
C
C
F L L
F
L L
⨯⨯
===
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
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：
风速v(m/s)5101520 1s获得的能量E(104J)151********
(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
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
66
1.510J =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．同学们在探究影响浮力大小的因素时，发现手中的弹簧测力计损坏了，聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码（每只重0.5N ）替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。

以下是小强同学的实验操作，请你帮他完善该实验探究。

(1)将杠杆安装在支架上，静止时如图1所示，应将平衡螺母向______（选填“右”或“左”）调节，使杠杆在水平位置平衡；
(2)如图2甲所示，将重2N 的物体G 挂在A 点，两只钩码挂在B 点时，杠杆在水平位置平衡；
(3)将物体G 部分浸入水中（如图2乙所示），两只钩码移到C 点时，杠杆在水平位置平衡；
(4)将物体G 浸没于水中（如图2丙所示），两只钩码移到D 点时，杠杆在水平位置平衡； (5)将物体G 浸没于盐水中（如图2丁所示），两只钩码移到E 点时，杠杆在水平位置平衡。

分析与论证：分析比较(2)、(3)、(4)可得：物体G 所受浮力大小与______有关；分析比较(2)、(4)、(5)可得：物体G 所受浮力大小与有______关；由题中信息计算物体G 的体积
V =______m 3，盐水的密度ρ=盐水______kg/m 3。

（33
1.010kg/m ρ=⨯水，g =10N/kg ）
【答案】右 物体排开液体的体积 液体的密度 1.0×10-4 1.125×103 【解析】 【分析】 【详解】
[1]杠杆在如图1位置平衡后，要使杠杆在水平位置重新平衡，应将平衡螺母向右调节。

[2]步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中，而钩码逐渐靠近支点，说明物体G 所受的浮力逐渐变大，所以可得物体G 所受的浮力大小与排开液体的体积有关。

[3]步骤(4)(5)是让物体G 分别浸没在水中和盐水中，所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。

[4]由步骤(4)及杠杆的平衡条件得
(G 物-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L ，(2N-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L
所以
F 浮=1N
由阿基米德原理有，物体的体积
43
331N 10m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ-==
==⨯⨯浮物排水
[5]由步骤
(5)及杠杆的平衡条件得
(2N-F 浮＇)⋅4L =1N ⋅3.5L
所以
F 浮＇=1.125N
由阿基米德原理有，盐水的密度
33
43
1.125N 1.12510kg/m 10N/kg 10m F gV ρ-=
==⨯⨯浮盐水物＇
4．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示： 次数 钩码所受的重力G /N 钩码提升的高度h /m 拉力F /N 绳端移动的距离s /m 机械效率η 1 1.0 0.1 0.8 0.4 31.25% 2 1.0 0.2 0.8 0.8 31.25% 3 2.0 0.1 1.2 0.4
41.67%
4
3.0
0.1
1.5
(1)试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；（选填“匀速运动”或“静止”）
(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s =_______m ，机械效率η=_______；
(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；
(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N ； (5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______
A ．动滑轮的重力
B ．绳子与滑轮之间的摩擦
C ．物体上升的高度 【答案】缓慢 匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。

[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。

(2)[3]从图中可以看到，四条绳子托着动滑轮，第4次实验时，钩码提升的高度是0.1m ，绳端移动的距离是0.4m 。

[4]第4次实验时滑轮组做的有用功
3N 0.1m 0.3J W Gh ==⨯=有用功
滑轮组做的总功
1.5N 0.4m 0.6J W Fs ==⨯=总
滑轮组的机械效率
0.3J
100%100%50%0.6J
W W η=
⨯=
⨯=有用功总功
滑轮组的机械效率是50%。

(3)[5]通过比较1、3和4三次实验数据可知，物重越大，滑轮组的机械效率越大。

(4)[6]忽略摩擦力和绳重，四条绳子托着动滑轮，那么
4G G F +=动
代入数据可得
1N 40.8N G +=⨯动
解得 2.2N G =动。

(5)[7]根据
Gh Gh G
Fs nFh G G η=
==+动
可知动滑轮的重力影响滑轮组机械效率，物体上升高度不影响滑轮组机械效率，绳子与滑轮之间的摩擦将增加额外功的比例，影响滑轮组机械效率。

故选C 。

5．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)
(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。

6．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
0.460______510______
【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
===
7．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。

(1)实验开始时，杠杆如图甲所示处于静止状态。

为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向______移动（选填“左”或“右”）；
(2)调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上2个钩码，在N点挂上3个钩码。

此时，杠杆在水平位置______（选填“平衡”或“不平衡”）；
(3)用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以探究杠杆平衡条件。

如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为______N。

【答案】左不平衡 1.2
【解析】
【分析】
(1)如果杠杆左端下沉，应向右调节平衡螺母，如果杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母，使杠杆在平衡位置平衡；
(2)杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若1122
Fl F l
=，杠杆平衡；若1122
l F F l
≠，杠杆就不平衡，会沿力和力臂乘积大的力的方向转动；
(3)左侧钩码对杠杆的作用力向下，使杠杆沿逆时针转动，则弹簧测力计施加的力使杠杆沿顺时针转动，保持杠杆平衡；杠杆平衡条件1122
Fl F l
=计算出弹簧秤的示数，判断弹簧测力计的位置。

【详解】
(1)[1]图甲中，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向左调。

(2)[2]图乙中，设一格长度为L，一个钩码重G，则有
2433
G L G L
⨯<⨯
即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积，杠杆不能在水平位置平衡，会沿顺时针方向转动。

(3)[3]丙图中钩码的重力
440.5N2N
G G
==⨯=
由杠杆平衡条件1122
Fl F l
=可得
拉力在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，则
2
1
2N3
1.2N
5
G L L
F
L L
⨯⨯
===
此时弹簧测力计示数为1.2N。

【点睛】
本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解。

杠杆的平衡条件：动力⨯动力
臂=阻力⨯阻力臂，即1122
Fl F l
=；运用此条件进行杠杆平衡的计算。

8．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率；实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升，（支点和杠杆的摩擦不计）问：
(1)重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为______？
(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B 点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。

问：人的拉力F与第一次相比
______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导______。

【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
1.5J
100%100%75%
2J
W
W
η=⨯=⨯=
有用
总
(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
1
2
G OA G OC F OC
⋅+⋅=⋅
杠杆
悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得
1
'
2
G OB G OC F OC
⋅+⋅=⋅
杠杆
观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB<OA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F也变小。

[3]杠杆的机械效率
1
1
W W
W
W W W
W
η===
+
+
有用有用
额
总有用额
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
W
额
有用
变大，分母变大，η就减小；即η2<η1。

9．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．
10．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。

实验次数 钩码的重力G /N 钩码被提升的高度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 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4
2
0.1
1.5
0.2
66.7%
(1)使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿____方向匀速拉动弹簧测力计；
(2)第3次实验数据是用图____（选填“甲”“乙”）所示的滑轮组测得的，其机械效率是_____（结果精确到0.1%）；
(3)通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越_____（选填“高”“低”），通过分析第____两次实验数据可得出结论：使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
(4)同组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计示数不稳定，该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，你认为他的想法______（选填“合理”“不合理”）。

(5)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是_____（选填字母序号）
A ．减小摩擦力
B ．多次测量求平均值
C ．获得多组数据归纳出物理规律 【答案】竖直向上 甲 74.1% 高 1、4 不合理 C 【解析】
【分析】 【详解】
(1)[1]使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿竖直向上方向匀速拉动弹簧测力计。

(2)[2]从表中数据可以看到，第三次实验时，绳端移动的距离是钩码被提升的高度三倍，那么托着动滑轮的绳子是3条，那么图甲的动滑轮合适。

[3]第三次实验时，其所做的有用功
4N 0.1m 0.4J W Gh ==⨯=有用功
其所做的总功
1.8N 0.3m 0.54J W Fs ==⨯=总功
其机械效率是
0.4J
100%100%74.1%0.54J
W W η=
⨯=
⨯≈有用功总功
(3)[4]通过分析第1、2、3次实验数据可知，都是使用同一滑轮组，随着钩码重力的增加，机械效率也在变大，可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越高。

[5]滑轮组提升相同的重物，观察表中数据可知，第一次和第四次的重物重力相同，滑轮组的机械效率也相同，再根据绳端移动的距离和钩码被提升的高度关系可知，托着动滑轮的绳子条数不同，可知道通过分析第1和4两次实验数据可得出结论：使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。

(4)[6]在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间摩擦，所以测得的拉力偏小，这个想法是不正确的，没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。

(5)[7]实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是获得多组数据归纳出物理规律。

故选C 。

11．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)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，那么A 同学测量滑轮组机械效率________ （选填“大于”、“小于”或“等于”） B 同学测量滑轮组机械效率；
(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”）
1
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】小于 大于 测物体上升的高度和绳子自由端移动的距离 【解析】 【详解】
(1)[1]实验中，应该沿竖直方向缓慢匀速提升物体上升，这时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，若在弹簧测力计静止时读数，则没有测量出机械之间的摩擦，测量值偏小，求出的总功偏小，而有用功不变，根据100%W W η=⨯有用总
可知，A 同学测量滑轮组机
械效率小于B 同学测量滑轮组机械效率。

(2)[2]从图乙可以看到，托着动滑轮的绳子有三条，如果不计摩擦和绳子重及动滑轮的重力，拉力13F G =
，但是实际上，这些力是存在的，所以1
3
F G >。

(3)[3]滑轮组的机械效率
100%100%W Gh
W Fs
η=
⨯=
⨯有用总
因为要测量h 和s ，所以要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，这是为了测物体上升的高度和绳子自由端移动的距离。

12．小明同学测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：
(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_____；
(2)分析数据可知斜面越陡，机械效率_____（选填“越高”、“越低”或“不变”）； (3)分析实验数据还可知道，斜面的机械效率与物重_____（填“有关”或“无关”）； (4)第一次实验中，若拉力作用时间是5s ，则拉力的功率是_____W 。

【答案】1.5 2.4 62.5% 越高 有关 0.3 【解析】
【分析】
(1)物体重力和高度的乘积计算有用功，拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率；
(2)根据实验数据判断机械效率的大小；
(3)当斜面上的重力改变时，机械效率改变，说明斜面的机械效率和物体重力有关；
(4)利用功和时间的比值计算功率。

【详解】
(1)[1]根据物体重力和高度计算有用功为：
W有=Gh=5N×0.3m=1.5J；
[2]拉力和绳子拉长的长度计算总功为：
W总=Fs=2.4N×1m=2.4J；
[3]机械效率为：
4
1.5J
100%=100%62.5%
2.4J
W
W
η=⨯⨯=
有
总
；
(2)[4]根据测量的实验数据，斜面越陡，机械效率越大；
(3)[5]当物体重力增大时，斜面的机械效率变大，说明机械效率和物体重力有关；
(4)[6]利用功和时间计算功率为：
1 1
1.5J
==0.3W 5s
W
P
t
=总。

13．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。

14．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。