九年级第十一章 简单机械和功专题练习(word版

九年级第十一章简单机械和功专题练习（word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．同学们在学校的花园里散步时，看到校工师父在用剪刀修剪树枝，发现他在修剪较粗硬的树枝时，需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了，看到这里，同学们就讨论起来了：为什么这样使用，就会很容易剪断树枝呢？于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。

A：“探究杠杆的平衡条件”

（1）当杠杆静止在图甲所示的位置时，杠杆处于_____（选填“平衡”或“不平衡”）状态；此时，应将右端的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量_____

（2）小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为1F，发现1122

F L F L

≠，其原因是：______

B：“探究杠杆的机械效率”

如图丙所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处摩擦忽略不计）

（3）他将2个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为1F，测得A、B两点上升的高度分别为1h、2h，则此次杠杆的机械效率为η=______（用物理量的符号表示）

（4）他将2个钩码悬挂在C点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为2h，则弹簧测力计的示数将_______1F，此次拉力做的功将_____第一次做的功（选填“大于”“等于”或“小于”）

【答案】平衡右力臂大小F1的力臂测量错误2

11

2mgh

F h×100% 大于小于

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]图甲所示的位置时，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。

[2][3]图甲中，杠杆右高左低，说明杠杆的重心偏左，应将右端的平衡螺母向右调节，使重心在支点上，让杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。

(2)[4]图中，拉力

1

F的方向与水平杠杆不垂直，只有当力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从

杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论。

(3)[5]有用功为

W有＝Gh2＝2mgh2

总功

W总＝F1h1

则机械效率的表达式

η＝W

W

有

总

×100%＝2

11

2mgh

F h×100%

(4)[6]钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得

F1·OA＝G·OB

悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得

F2·OA＝G·OC

从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大。

[7]使C点上升高度仍为2h，则有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次拉力做的功将小于第一次做的功。

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 1.00.51030

2 2.00.951574.1

(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

111111N 0.1m

100%100%100%66.7%0.5N 0.3m

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．某同学在河边玩耍时捡到一块石头：

(1)将木杆的中点O 悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响；

(2)将左端A 与弹簧测力计相连，用细线把石头挂于OA 的中点C ，弹簧测力计竖直向上提起A 端，使杆保持水平，测力计示数如图所示，则拉力大小为_____N ；将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杆水平，记下弹簧测力计此时示数为2.7N ； (3)通过计算，浸没后石头受到的浮力大小为_____N ，石头的密度为_____kg/m 3（已知ρ水

＝1.0×103kg/m 3）；

(4)若上述(2)步骤中，只是杆未保持水平，则测量结果_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103 不变 【解析】 【分析】

本题考查固体密度的测量。 【详解】

(1)[1]将木杆的中点O 悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除杠杆自重对杆平衡的影响。

(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N ，所以拉力大小为4.2N 。 (3)[3]根据杠杆的平衡条件以及C 是OA 的中点，可得

122112

F L F L == 解得

G =F 1=2F 2= 2×4.2N=8.4N

而石头的质量

8.4N =

0.84kg 10N/kg

G m g ==石 石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杠杆水平，弹簧测力计此时示数为2.7N ，再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C 点的拉力为5.4N ，则浸没后石头受到的浮力大小

F 浮=

G ﹣F =8.4N ﹣5.4N =3N

[4]又F 浮=ρ液gV 排，所以

4333

3N

==

310m 1.010kg/m 10N/kg

F V V g ρ-==⨯⨯⨯浮石排液 所以石块的密度

33

43

0.84kg =

2.810kg/m 310m m V ρ-==⨯⨯石石石 (4)[5]若上述(2)步骤中，只是杠杆未保持水平，虽然力的作用线不在杠杆上，但是两个力的力的作用线的比值是不变的，所以不会影响最终的结果。 【点睛】

关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。

4．如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。