第十一章 简单机械和功(提升篇)(Word版 含解析)
第十一章简单机械和功（提升篇）（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．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/m3（已知ρ水＝1.0×103kg/m3）；
(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
12
21
1
2
F L
F L
==
解得
G=F1=2F2= 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
43
333N ==
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。
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
1 50 15
2 50 1
3 3
50
10
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
=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
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．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。
(1)他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N ，测得的数据如下表：
次数 钩码总重G /N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F /N 测力计移动距离s /m 机械效率率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.
3 83% 3
4 0.1 1.4 0.
5 57% 4
4
0.2
1.4
1.0
57%
①在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计；
②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数)，第4次实验是用____图做的(选填“a ”、“b ” 或“c ”)；
③分析第1、3次实验数据可得结论：___________________；
(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m ，O 为支点(支点处的摩擦不计)。
①他先将2只钩码悬挂在B 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F 1，机械效率为η1；
②然后他将这2只钩码悬挂在C 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C 点上升高度与第一次相同，则此时弹簧测力计的示数F 2将____ (选填 “>”“=”或“<”) F 1； [拓展]对比杠杆实验的第①②两步，判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。
【答案】匀速 74% c 使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小 ＞ 见详解 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]测绳端拉力F 时, 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态。 [2]第1次实验测得的机械效率为
4N 0.1m
100%100%100%74%1.8N 0.3m
W Gh W Fs η?=
?=?=?=?有用总 [3]第4次实验，钩码上升的高度为0.2m ，测力计移动距离为1.0m 。则绳子股数为
1.0m
=50.2m
s n h =
=绳 第4次实验是用图c 做的。
[4]分析第1、3次实验数据，提升重物相同，但第1次实验，应用图a 一个动滑轮的滑轮组进行试验，第3次实验，应用图c 两个动滑轮的滑轮组进行试验，第一次机械效率高于第3次实验数据，可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小
(2)[5]钩码从B 点移动到C 点，阻力不变阻力臂变长，弹簧测力计位置不变，动力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大，则F 2>F 1。
[6] η2变大，因为C 点被提的高度相同，克服杠杆自身重力所做的额外功相同，钩码提升的高度增加，有用功变大，根据
100%W W W η=
?+有
有额
可知η2变大。
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
333
30cm20cm10cm
V V V
=-=-=
总水
金属块的密度
3
3
27g
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．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
4333
1N
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＇
6．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：
(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 。
7．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 [3]杠杆的机械效率 11W 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。 8．小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前杠杆静止在如甲图所示位置，则此时杠杆是否平衡？____（选填“是”、“否”），杠杆的重心是否在支点上？________（选填“是”、“否”），若使杠杆在水平位置平衡，左边的螺母应向______移动； (2)如乙图，杠杆调节平衡后，小华在B 点悬挂了3个钩码，若要使杠杆再次平衡，D 点应该挂_____个钩码。如果此时两边再各增加一个钩码，则杠杆将向_______边倾斜； (3)如图丙所示，小华在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘放物体，右盘加减砝码，此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的？________。假如支点O 因某种原因向右偏移，则天平的测量值____真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】是 否 右 4 左 等臂杠杆 大于 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]杠杆静止在如甲图所示位置保持静止状态，受力平衡，则此时杠杆是平衡的。 [2]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，说明杠杆的重心不在支点上，而是在支点的左端的某一点。 [3]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，右端上翘，则应该将平衡螺母向右调使杠杆重新平衡。 (2)[4]如图乙所示，假设一个钩码重为G ，杠杆上一格为L ，在B 点悬挂了3个钩码，则杠杆左端为 3412G L GL ?= 根据杠杆平衡条件有 1243GL G L =? 即需要在D 点挂4个钩码才能使杠杆重新平衡。 [5]如果此时两边再各增加一个钩码，杠杆左端为 4416G L GL ?= 右端为 5315G L GL ?= 左端大于右端，即杠杆向左边倾斜。 (3)[6]如图丙所示，在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘，即力的方向与杠杆垂直，则A 、C 两点到支点的距离即为力臂，由图可知两力臂相等，杠杆为等臂杠杆，所以此天平是利用了等臂杠杆制作而成。 [7]支点O 因某种原因向右偏移，杠杆不再是等臂杠杆，变成了费力杠杆，则C 点的力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，C 点需要更大的力，即会导致天平的测量值大于真实值。 9．如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N 。 (1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______N ，若钩码上升的高度为8cm ，则弹簧测力计向上移动______cm ，该滑轮组的机械效率为_________； (2)在弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比_____；（选填“偏小”、“偏大”或“相等”） (3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将________。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】匀速 2.4 24 83.3 % 偏大 增大 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]在实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，才能准确测出拉力的大小。 [2]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N ，所以其为2.4N ，即拉力的大小为2.4N 。 [3]由图可知，滑轮组承重绳子的根数为3根，当钩码上升8cm ，则弹簧测力计向上移动的距离为 8cm×3=24cm [4]实验中，所做的有用功 W 有=Gh =6N×0.08m=0.48J 通过滑轮组所做的总功 W 总=Fs =2.4N×0.24m=0.576J 则机械效率 0.48J 83.3%0.576J W W η===有总 (2)[5]实验中，若在静止时读弹簧测力计的示数，会造成拉力比实际的拉力小，因为静止时绳子与滑轮间没有摩擦，那么求出的总功也会偏小，而有用功的大小不变，那么机械效率会偏大。 (3)[6]实验中仅增大钩码的个数，那么有用功随之增大，而额外功不变，那么机械效率会增大。 10．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12F F =， 12L L =；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/N F 1/cm L 2/N F 2/cm L 1 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3 4 3 4 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1122F L F L =，可得到 1122436 2F L mg L L L F mg ?= == 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。 11．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= 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。 12．如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置，每只钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0～5N。 （1）图甲中，杠杆静止时处于______（平衡/不平衡）状态.为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向______（左/右）移。 （2）如图乙，小明保持弹簧秤竖直放置，然后认真调零后，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。此时弹簧测力计的示数为F1，杠杆受到钩码的拉力为F2，小明发现F1×OD≠F2×OC，其原因是_______。 （3）接着，小明准备做图丙所示实验，实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，如图丁，他这样做的目的是______。在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是：_______。 【答案】平衡左杠杆自身受到的重力不能忽略对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零排除偶然结论总结发现普遍规律 【解析】 【详解】 (1)[1]杠杆处于静止或匀速转动的状态是平衡状态，图甲中杠杆静止时处于平衡状态； [2]从图甲可以看到，杠杆左端翘起，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向左移； (2)[3]杠杆除了受到钩码的拉力和弹簧测力计的拉力外，还受到杠杆自身的重力作用，导致F1×OD≠F2×OC； (3)[4]实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，根据力的作用是相互的，可以比较两个弹簧秤的示数大小，从而对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零； [5]在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是排除偶然结论总结，对于各种情况，这个平衡条件都合适，从而发现普遍规律。 13．小华研究有关杠杆平衡的问题，他在已调节水平平衡的杠杆上，用弹簧测力计、钩码分别进行实验，研究过程如图所示(弹簧测力计对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力,钩码均相同且位置保持不变),请你根据实验情况和测量结果进行分析和归纳。 (1)由______两图中动力与动力臂大小间的关系可初步看出:阻力与阻力臂不变，当杠杆平衡时，动力臂越大，所用动力越小; (2)根据四个图中杠杆的平衡情况与动力、阻力使杠杆转动方向的关系可知: (a)当动力、阻力使杠杆转动方向__________时，杠杆不能平衡; (b)当________________时，杠杆_____________(选填“一定”或“可能”)平衡。 【答案】ab 相同动力、阻力使杠杆转动方向相反可能 【解析】 【详解】 (1)[1] 观察a、b两图中弹簧秤示数变化情况可知：在杠杆平衡时，当阻力与阻力臂不变时，阻力和阻力臂乘积不变，动力臂越长，动力越小； (2)(a)[2] 观察（c）图中杠杆不能在水平位置平衡的原因是动力和阻力使杠杆转动的方向相同。 (b)[3][4] 由（a）（b）（d）得，动力和阻力使杠杆转动方向相反，杠杆可能处于水平位置平衡。 14．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。 15．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中： （1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时的杠杆是_____（平衡/不平衡）的．（2）如图甲，杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可通过调节杠杆平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡时，此时杠杆自重的力臂为_____cm． （3）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是_____． ①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码； ③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离；④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离．A．①③B．②④C．②③D．①④ （4）如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_____．若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则此时弹簧测力计示数应为_____N． （5）如图丁，当杠杆在水平位置平衡时，此时拉力的力臂_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm． （6）某同学用定滑轮进行如图戊操作时，同学们发现杠杆不再平衡，请说明理由_____．【答案】平衡 0 B 消除杠杆自重影响同时便于测量力臂 2 小于力的方向影响杠杆平衡 【解析】 【分析】 【详解】 (1)杠杆静止时,杠杆处于平衡状态(不一定要水平平衡)； (2)杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0，可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响． (3)由杠杆的平衡条件可知，当动力×动力臂>阻力×阻力臂时，就会满足杠杆左端下倾． ①杠杆两侧同时减掉一个钩码，左边：2G×4L，右边：3G×3L，右边下倾． ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；左边：4G×4L，右边：5G×3L，左边下倾． ③若将两侧的钩码同时各向外移动一个小格，左边：3G×5L，右边：4G×4L，右边下倾． ④若将两侧的钩码同时各向内移动一个小格，左边：3G×3L，右边：4G×2L，左边下倾． 符合要求的是②④，故选B； (4)杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小．根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,1.5N×20cm=F2×15cm,解答F2=2N． (5)杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上时，力的力臂在杠杆上，此时力臂最大，当如丙图，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，力臂不在杠杆上，动力臂变小． (6)用带杆的滑轮向左(或向右)推动右边挂钩码的悬线时，力的方向发生变化，说明力的方向影响杠杆的平衡； 【点睛】 杠杆的平衡条件是：动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，力的大小、力臂的长短都会影响杠杆的平衡；杠杆静止时或杠杆匀速转动时，杠杆处于平衡状态；杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0；使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比．动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1?L1=F2?L2，且哪端大哪端下倾． 2020-2021学年度九年级物理上册课时练习：第11章简单机 械和功第2节滑轮 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．使用如图所示的装置提升同一个物体，（不计滑轮重和摩擦）最省力的装置是A．B．C．D． 2．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为50N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力（） A．218N B．220N C．210N D．236N 3．如图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，若不计摩擦及绳与滑轮的重力，物重最大的是（） A．B．C．D． 4．要利用滑轮组匀速提升重为1200N的物体，而绳子能承受的最大拉力为300N （不计滑轮自身重和摩擦），则所用滑轮中至少使用 A．一个定滑轮一个动滑轮B．一个定滑轮、两个动滑轮 C．两个定滑轮一个动滑轮D．两个定滑轮、两个动滑轮 5．利用两个滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、摩擦力均不计，下图的几种组合中，最省力的组合是 A．B．C．D． 6．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（） A．F1＜F2＜F3B．F1=F2=F3C．F1＞F2＞F3D．F2＞F1=F3 7．学校旗杆顶端装有定滑轮，这样做 A．既省力，也改变力的方向 B．省力，但不改变力的方向 C．不省力，但改变力的方向 D．既不省力，也不改变力的方向 8．如图所示，物体M放在水平桌面上．现通过一动滑轮（质量和摩擦均不计）在绳子自由端施加一拉力F，拉着M向左做匀速直线运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10 N．若在M上加放一物块m，要保持M向左继续做匀速直线运动，需在绕过动滑轮绳子的自由端施加一拉力F′，则 A．M运动时受到向左的摩擦力 B．加放m前，M受到20 N的摩擦力 C．加放m前，M受到10 N的摩擦力 D．加放m后，力F′保持10 N不变 9．如图所示，物体A所受的重力为98 N，滑轮所受的重力为2 N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是22 N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是 九年级上册第十一章简单机械和功（篇）（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．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。 “第十一章 简单机械和功”知识复习 一.本章知识网络 定义： 公式： 有用功： + 额外功： 总功 滑轮组中克服摩擦力、绳重、动滑轮重所做的功为额外功 定义： 单位：J 功率： 1、公式：W=FS 2、做功的必要条件： 机械效率 功 省力杠杆： 费力杠杆： 等臂杠杆： 1、公式：F 1L 1=F 2L 2 2、杠杆的分类： 1、特点： 2、组合： 3、省力情况： S=nh(s:绳子自由端移动的距离，n: 吊起动滑轮绳子的股数， h:动滑轮一端移动的距离) F=（1/n ）G （忽略 时） F=(1/n)（G 物+G 动）（忽略 时） 滑轮组： 滑轮 实质：省力杠杆 特点：不能改变施力方向，但可以省力。 动滑轮： 1、实质：等臂杠杆 2、特点：不能省力但能改变施力方向 定滑轮： 1、 杠杆的定义： 2、 杠杆的5要素： 3、 杠杆的平衡条件： 杠杆 简单机械： 1、 表示物体做功快慢的物理量。 2、 定义：单位时间所做的功 3、 单位：瓦特、简称：瓦，符号：W 4、 公式：P=W/t 1、 提升物体时克服物体重力所做的功为有用功 即W 有用=Gh 2、 水平拉物体时克服摩擦力所做的功是有用功 即：W 额外=fs 二、知识点 一、杠杆 1、定义：在物理学中，将一根在的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆 （很多物体可以抽象为硬棒）。 支点O：杠杆绕着转动的点（要求会找支点）。 动力：使杠杆转动的力（要求会根据动力臂画出动力的示意图）。 把支点和动力作用点的连线作为力臂时，该力臂最长，与该力臂垂直的力就是最小的力。 阻力：阻碍杠杆转动的力（要求会根据阻力臂画出阻力的示意图）。 动力臂：（要求会画力臂）。 阻力臂：（要求会画力臂）。 2、杠杆的平衡条件 ⑴什么是杠杆的平衡：杠杆处于静止状态。 ⑵本实验要求杠杆在静止时进行研究的原因：可以。 ⑶杠杆的平衡条件： （虽然是力×距离，但并没有功的意义，因为力臂并不是沿力的方向移动的距离） 3、杠杆的分类 ⑴省力杠杆（即动力小于阻力）：因为 < ，所以 > 。省力杠杆可以，但，即动力作用点移动的距离比阻力作用点大。 例：羊角锤、道钉撬、老虎钳、开瓶扳手、板车、抽水机手柄、手术剪刀、铁皮剪刀 ⑵费力杠杆（即动力大于阻力）：因为 > ,所以 < 。费力杠杆可以，但，即动力作用点移动的距离比阻力作用点小。 例：火钳、钓鱼杆、筷子、镊子、理发剪刀、铁锹、笤帚、起重机吊臂、肱二头肌、缝纫机蹋板⑶等臂杠杆（即既不省力也不费力）：因为 = ，所以＝。等臂杠杆既不省距离也不费距离。 例：天平、定滑轮 二、滑轮： 1、定滑轮：使用时轴的位置固定不动。 ①特点：。 ②实质：（不计摩擦与绳重，F G)。 ③F移动的距离和G移动的距离。即s h ④应用：旗杆顶端的定滑轮。 2、动滑轮：使用时轴的位置随被拉物体一起移动。 ①特点：。 ②实质：。 (不计摩擦和绳重，F= G总) G F G F . . O O 九上物理第十一章简单机械和功 功 一、填空题 1．从“探究斜面”实验我们看出：利用斜面提升重物可以省_______，但不能省_______．利用其他机械也可以得到类似的结论：省力的机械费_______．省距离的机械费______． 2．探究斜面，每次在小车上放不同数量的砝码，沿斜面方向匀速拉动小车，分别测出拉力的大小F、小车通过的距离s、小车及车上砝码所受重力G、上升的高度h并记录下来．分析、比较实验数据，从中能得到的结论是_______与_______近似相等． 3．力与物体在力的方向上通过距离的乘积是一个有意义的物理量，在物理学中称这一乘积为_______，简称______． 4．对物体做功的两个必要条件：一是_________；二是______． 5．（2010．河池）如图所示，是某大楼内电梯的结构示意图， 钢链的一端固定在A点，然后绕过电梯厢下的滑轮，另一端连 接在电动控制装置上．若用拉力F将重为2×104N的电梯和乘客 从一楼匀速提升到15m高的六楼，则拉力F的大小是_______ N，拉力F所做的功是_______J（不计摩擦和钢链自重）． 6．在水平桌面上，将重为20N的木块沿直线匀速向前推了5m，所用的推力为4N，撤去推力后，木块由于惯性又前进了1m，则推力所做的功是_______J，重力所做的功为_______J． 7．甲、乙两物体在水平力的作用下做匀速直线运动，若甲的质量是乙的2倍，甲所受的水平力是乙的3倍，甲的速度是乙的4倍，那么在相同的时间内，水平力对甲、乙两物体做功之比为_______． 8．如图所示，重为20N的物体从斜面的顶端A滑下，若AC＝3m，AB＝5m，则物体从A端滑到B端时，重力对物体所做的功为_______J，支持力对物体做的功为_______J． 9．某商场二楼到三楼的自动扶梯高度是4m，扶梯长6m，孙琪同学体重500N．自动扶梯把孙琪同学从二楼运送到三楼的过程中对她做功_______J． 10．如图，某人通过定滑轮拉住重为98N的物体，当人拉绳子从A点慢慢移动到B点时，此人克服物体的重力大约做了_______J的功． 11．教学大楼每层楼高为3m，小明提着一重为50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4m进入教室，从一楼到教室过程中小明对箱做的总功为____． 12．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，拉力F做的功_______． 二、选择题 13．关于物体是否做功的说法中正确的是( ) A．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功 B．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功 C．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功 D．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功 14．一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m．在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为( ) 《简单机械和功》单元练习题及答案 （g 取10N/kg ） 选择题（每题2分，共20分） 题号 1 ? 2 3 4 5 6 7 8 9 ： 10 答案 ? 1、如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（ ） 2．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是( ) A ．将左右两边的钩码均向外移动一格 B ．将左边的钩码向里移动一格，同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变 C ．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变 D ．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变 3、 如图所示,小明将两只鸡蛋举高2米，所做的功最接 近于( ) A. 0. 1 J B. 1 J 2J D. 2 J 4、如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是（ ） 校 班级 姓名 考号 . ★★★★★★★★★★★★★装★★★★★★★★★★★★★订★★★★★★★★★★★★★线★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ | 第3题图 · · A ．以A 点为支点的费力杠杠 B. 以A 点为支点的省力杠杠 C. 以 B 点为支点的费力杠杠 D. 以B 点为支点的省力杠杠 5、如图所示四种情景中，人对物体做了功的是（ ） 6、粗糙水平地面上有一个重为100N 的物体，用20N 的水平拉力使其在10s 内匀速前进了10m ，在此过程中 A. 重力做功的功率为100W B ．支持力做功的功率为100W — C ．拉力做功的功率为200W D ．拉力做功的功率为20W 7、一根杆秤，如果秤砣被磨损掉一部分，用它称得质量比被称物体的实际质量将 （ ） A. 偏大 B. 偏小 C. 相等 D. 无法确定 8、图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC 和BC 斜面受拉力匀速运动到C 点，所需拉力分别为F A 、F B ，所做功分别为W A 、W B ，则： A 、F A ＝F B ，W A ＝W B B 、F A ＜F B ，W A ＝W B C 、F A ＜F B ，W A ＜W B D 、F A ＞F B ，W A ＞W B 9、将50N 的物体从一楼提到三楼，分别采用三种方法，做功最少的是（ ） A ．用手直接提上去 B ．用滑轮组提上去 、 C ．用定滑轮提上去 D ．三种方法做功相同 10、如图所示，工人用250N 的力将重400N 的物体匀速提升 2m ，在此过程中滑轮组 简单机械和功知识点归纳 第一部分、杠杆和滑轮 一、杠杆 1、杠杆的定义：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如压井的把儿。 2、杠杆的五要素： 支点O:杠杆绕着转动的点。 动力F1: 使杠杆转动的力。 阻力F2:阻碍杠杆转动的力。 动力臂L1:从支点到动力作用线的距离。 阻力臂L2:从支点到阻力作用线的距离。 3、杠杆平衡:杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂: F1L1= F2L2 注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 能用杠杆的平衡条件解释、设计、解决有关问题，能进行简单计算。 4、杠杆分类： （1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2。其动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。 （2）费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2。 这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。 （3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2。 这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。 列表如下： 杠杆种类构造特点 应用举例优点缺点 省力杠杆L1＞L2 省力费距离钳子、起子 费力杠杆L1＜L2 省距离费力钓鱼杆、理发剪刀 等臂杠杆L1=L2 改变力的方向天平、翘翘板 注意：没有既省力、又省距离的杠杆。 二、定滑轮、动滑轮、滑轮组 5、定滑轮定义：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。特点：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 6、动滑轮定义：轴和物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。特点：使用动滑轮可以省一半力，但不改变力的方向，且多移动一倍的距离。 7、滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成的。特点：使用滑轮组会省力，可能会改变用力方向，一定费距离。 8、使用滑轮组时，重物和动滑轮由几段绳子承担，作用在绳子末端的拉力就是重物和动滑轮总重的几分之一，若动滑轮重不计，则F=G/n。 第十一章简单机械和功专题练习（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．小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题： (1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______； (2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件： “F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______； F1/N L1/cm F2/N L2/cm 2634 (3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）； (4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。 【答案】便于直接测量力臂不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。 (2)[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。 (3)[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。 (4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为 0.5N63N G=?= 弹簧测力计施加拉力的力臂 L=?= 2cm36cm 右 钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂 第十一章《简单机械和功》同步练习（苏科版初三上） (11) 纲要检测 自主评估 基础与巩固 1 ．将重为5N 和15N 的甲、乙两物体分不挂在杠杆的左、右两端，假设杠杆的重力忽略不计，当杠杆平稳时，左、右两力臂长之比为 〔 〕 A ．3:1． B ．2:1． C ．1:3． D ．4:1． 2．一杆刻度准确的杆秤，假设其秤砣上粘上一块重物，那么用它秤东西时，其读数 〔 〕 A ．将比实际质量大． B ．与实际质量相同． C ．将比实际质量小． D ．大小难以确定． 3．下面的实例中，相当于费劲、省距离的杠杆是 〔 〕 A ．独轮推车． B ．动滑轮． C ．人的前臂． D ．老虎钳． 4．用图11-29所示的滑轮组，将重为10N 的物体匀速提升0.1m ，拉力F ＝6N ， 在这一过程中，以下讲法正确的选项是 一点、二力、二臂与作图 杠杆的平稳条件________________ 杠杆 省力杠杆_________ 杠杆的应用 费劲杠杆_________ 等臂杠杆_________ 特点_________________________ 实质_________________________ 特点_________________________ 实质_________________________ 滑轮组 ______________________________ 轮轴 _________________ 定滑轮 滑轮 动滑轮 简单机械 做功的两个必要因素___________________________ 功 功的运算 __________ 功的单位 __________ 内容:_____________________________ 应用：斜面 定义:_____________________________ 机械效率 表达式:__________ 测滑轮组的机械效率:器材、原理、步骤 定义与物理意义_____________________ 功率 表达式 __________________ 单位与换算 _____________ 功的原理 功 F 简单机械和功专题典型试题 中考“简单机械和功”专题典型试题的发展趋势分析“简单机械和功”专题是力学知识进一步的综合，涉及的知识与生活实际联系十分紧密，本章的主要考点包括以下一些：了解杠杆的力臂，通过实验能探究杠杆平衡条件；通过实验，学会使用知道杠杆、滑轮和滑轮组等简单机械改变里的大小和方向；通过实例认识功的概念；理解机械效率，了解提高机械效率的途径和意义；认识机械使用对社会发展的作用等。从近年来中考命题分析看，本专题知识是学生学习的难点，也是中考时的失分点。失分的主要因素，一是本章的概念比较多，学生理解和正确区分概念上存在一些困难，二是知识的综合程度比较强，学生综合应用知识的能力不足，三是科学探究中数据分析能力比较弱。因此要提高本专题的得分率，分析和把握本专题中考命题的趋势十分的必要。从各地中考试卷分析看，近年来“简单机械和功”专题的命题考查呈现以下趋势： 一、强调基本概念的理解与辨析 例题1（07常德市）关于简单机械下列说法中正确的是（） A．定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 B．使用滑轮组不仅省力而且省功 C．做功越多的机械，其机械效率就越高D．功率越大的机械，做功就越快例题2（07梅州市）如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知>，施加的力分别为F1．F2，拉力做的功为W1．W2，拉力做功的功率分别为P1．P2，则下列判断中正确的是（） A．F1 九年级第十一章简单机械和功（培优篇）（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 3 10cm 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。 2．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。 简单机械和功—杠杆 1．在______的作用下，能绕一_________转动的________叫做杠杆．杠杆可以是直的，也可以是_______的． 2．下列说法中正确的是（） A．杠杆都是直的硬棒B．力臂是力的作用点到支点的距离 C．力臂是支点到力的作用线的距离D．杠杆的动力臂总是大于阻力臂 3．如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（） 4．在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。王刚 仿照钳子的结构改制成一种农具解决了这一问题。如图所示，使用时， 将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出 来了。该农具整体视为杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（）A．转轴—虎口—套管B．小铲—套管—虎口 C．小铲—虎口—套管D．虎口—转轴—套管 5．如图所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端Ａ是动力作用点．请在图上 标出：（1）当动力方向向上时，杠杆的支点ａ；（2）当动力方向向下时，杠杆的 支点ｂ． 6．如图所示，杠杆OA处于平衡状态，在图中分别画出力F 1和F 2 对支点0的力臂L 1 和L 2 。． 7．在下图中画出力F 1、F 2 的力臂l1、l2。 第11章简单机械和功—杠杆随堂练习题二 1．杠杆的平衡条件是_________（用文字表示），写成数学表达式为________． 2．一杠杆受到的动力和阻力分别是6N和30N,当杠杆平衡时,动力臂与阻力臂之比是______________．3．若作用在杠杆上的动力是40N，动力臂是阻力臂的3倍，那么杠杆平衡时，阻力的大小为___________N．4.如图所示，一均匀杠杆A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好平衡，若钩码质量均为50g，在A． B两处再各加一个钩码，那么：（） A．杠杆仍平衡B．杠杆左边向下倾 九年级物理第十一章简单机械和功（篇）（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．在“探究杠杆平衡条件的实验”中： (1)图甲中，杠杆静止时处于_________（选填“平衡”或“不平衡”）状态．为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）移。(2)如图乙所示，在A 点挂 2 个重力均为 0.5N 的钩码，在B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为______________N。 (3)如图丙，保持A 点所挂砝码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B 点从a 位置转到b 位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力F 与其力臂的乘积变化情况是 ______________。 A．一直变小 B．一直变大 C．一直不变 D．先变小后变大 (4)竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，拉力的力臂_________，弹簧测力计的示数__________（均选填“变大”、“变小” 或“不变”）。 (5)若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小，可将弹簧测力计绕B 点 _____（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动一个小角度。 (6)小华用如图戊装置进行探究，发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件，其原因是_____________________________________。 (7)小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”．实验时，将总重为G 的钩码挂在杠杆A 处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为s，则杠杆的机械效率η=__________（用题中字母表示）。若将钩码移动到B 点，仍将它匀速提升h 的高度，则此时弹簧测力计的示数F'________（选填 “>”“=”或“<”）F，杠杆此时的机械效率η′___________η（选择“>”、“=”或“<”）。 【答案】平衡左 1.5 C 变小不变顺时针杠杆自重对杠杆平衡有影响 Gh ×100% > > Fs 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态；所以，图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态。 [2]由于杠杆左端上翘，调节时重心应向左移动，应将杠杆两端的平衡螺母向左移，使杠杆在水平位置平衡。 (2)[3]如图乙所示，在刻度线A处挂两个钩码，在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置时，每个钩码为G=0.5N，每小格为L，根据杠杆的平衡条件知道，即 2G×3L=F×2L 2×0.5N×3L=F×2L 解得F=1.5N (3)[4]将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件知道，拉力F与其力臂的乘积也是不变的。 故选C。 (4)[5][6]力臂等于支点到力的作用线的距离，竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂变小，钩码对杠杆拉力的力臂也变小，但是根据三角形的相似性，动力臂和阻力臂的比值是不变的，所以拉力大小不变。 (5)[7]根据杠杆平衡条件知道，要使弹簧测力计读数减小，在阻力和阻力臂不变时，需要增大动力臂，当弹簧测力计与杠杆垂直时，动力臂最长，拉力最小，所以需要将弹簧测力计顺时针转动。 厦门市双十中学物理第十一章简单机械和功同步单元检测（Word版含答案） 一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难） 1．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。 简单机械和功测试题 一、选择题 1、如图所示,使用中属于费力杠杆的工具是( A 、 B 、 C 、 D 、 2、简单机械在日常生活中应用十分广泛,下列图中属于费力杠杆的是( A 、 B 、 C 、 D 、 3、如图所示的杠杆处于平衡状态,若使弹黄秤的示数变为原来的1/2,杠杆仍然保持平衡状态,可以采取哪些措施( A 、把弹簧秤向左移动一个小格 B 、减少三个钩码 C 、把钩码向左移动一个小格 D 、把钩码向右移动一个小格 4、如图所示的用具中,属于省力杠杆的是( A、B、C、D、 5、如图所示,要粗测小明同学做“引体向上”时的功率.下面所列的物理量中,不需要测量的是( A、他的质量 B、单杠的高度 C、每次身体上升的高度 D、做“引体向上”的时间 6、下列杠杆中,属于费力杠杆的是( A、B、C、D、 7、如图所示,物理课本涉及的几个工具,其中属于省力杠杆的是( A、B、C、D、 8、如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想.你认为合理的是( A、文具盒所受重力对它做了功 B、文具盒所受支持力对它做了功 C、文具盒所受的推力F对它做了功 D、在此过程中没有力对文具盒做功 9、汶川地震中,滚滚的山石挡住了道路.增援人员要用撬棒撬开山石,分别沿如图所示的四个方向用力,其中最省力的是( A、沿F1方向 B、沿F2方向 C、沿F3方向 D、沿F4方 向 二、填空题 11、如图所示,拉力F=80N,物体重G=120N,若绳子自由 端匀速拉动的距离s=4m,物体被提高的距离h=2m,则: (1拉力所做的有用功为;(2拉力所做的总功W总为; (3该滑轮组的机械效率η. 12、用滑轮组将一个重为4.5N的物体匀速提升15cm,由 图可知,绳端受到的拉力为N,绳端移动的距离s为 cm,滑轮组的机械效率η为. 13、用如图所示滑轮组将一物体匀速提高2m,已知拉力大小恒为60N,方向总保持竖直向 上,动滑轮的质量为3kg,绳重和摩擦均不计.则: 九年级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．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 3 10cm 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。 2．图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过圆孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB可绕O点旋转，A端与直杆底端相连，B端装有塞子当水箱的进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空?开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水。 (1)为测出浮子上底面的面积，现有刻度尺、量筒和水，请完成实验： ①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h； ②将浮子装满水，用_______________________； ③浮子上底面的面积表达式：S上=_________（用所测量物理量的符号表示）。 (2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm2，外界大气压为1.0×105Pa，浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，忽略所有摩擦，当进水孔停?进水时，浮子内的?体压强为外界大气压强的1.2倍， OA=6cm，OB=4cm，塞子受到水的压力为___________N。 (3)科学研究表明，?定质量的?体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水压过大时，塞子被冲开，水箱内的水位超过?定?度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证?桶正常使用，应如何移动调节螺母：__________。 【答案】量筒测出浮子里面水的体积V V h 30 适当向下移动 【解析】 【分析】 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．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重 0.5N。 (1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置半衡。 (2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_______个钩码。 (3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为__________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变 大”“变小”或“不变”）。 【答案】右 3 1.5 变大 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节。 (2)[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F B L B，得 4G×3L=F B×4L 解得 F B=3G 即需在B点处挂3个钩码。 (3)[3]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F C L C，得 4G×3L=F C×4L 解得 F C=3G=3×0.5N=1.5N [4]如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。 2．小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题： (1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______； 九年级物理上册第十一章简单机械和功同步单元检测（Word版含答案） 一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难） 1．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．在探究”杠杆平衡条件”的实验中： 第3题图 5、如图所示四种情景中，人对物体做了功的是（ ） 6、粗糙水平地面上有一个重为100N 的物体，用20N 的水平拉力使其在10s 内匀速前进了10m ，在此过程中 A. 重力做功的功率为100W B ．支持力做功的功率为100W C ．拉力做功的功率为200W D ．拉力做功的功率为20W 7、一根杆秤，如果秤砣被磨损掉一部分，用它称得质量比被称物体的实际质量将 （ ） A. 偏大 B. 偏小 C. 相等 D. 无法确定 8、图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC 和BC 斜面受拉力匀速运动到C 点，所需拉力分别为F A 、F B ，所做功分别为W A 、W B ，则： A 、F A ＝F B ，W A ＝W B B 、F A ＜F B ，W A ＝W B C 、F A ＜F B ，W A ＜W B D 、F A ＞F B ，W A ＞W B 9、将50N 的物体从一楼提到三楼，分别采用三种方法，做功最少的是（ ） A ．用手直接提上去 B ．用滑轮组提上去 C ．用定滑轮提上去 D ．三种方法做功相同 10、如图所示，工人用250N 的力将重400N 的物体匀速提升2m ，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为( ) A ．80% 800J B ．80% 1000J C ．62.5% 200J D ．80% 200J 二、填空题（每空1分，共25分） 11、剪钢丝的老虎钳是一个_________杠杆, 实验室天平是一个 杠杆,夹取砝码的镊子是一个________杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 12、对于定滑轮，它的动力臂______阻力臂，所以使用定滑轮__ ____力，升国旗用的旗杆顶上安装滑轮是为了 ；对于动滑轮来说，当动力的方向竖直向上拉时，它的动力臂是阻力臂的__ ___倍，所以使用动滑轮可以_ _ 13、功包括两个必要的因素：一是___ ____ ___ ，二是_____ ____________ 。 14、两台机器的功率之比为3：1 ，它们做同样多的功，所需时间之比为___ ___，在相同时间内做功之比为___ ___。 15、提高机械效率的方法：一是________ ______ ，二是_____ _________ 。 16、有一杠杆，动力臂是阻力臂的３倍，则动力大小是阻力大小的 倍，这是一根 _ __（省、费）力杠杆。 17、用一只木桶通过滑轮组到井下取水，第一次取半桶水，第二次取满桶水（摩擦不计）。两次比较：额外1W 12:η额外W 2η（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 18.如图，慢慢将一根电线杆竖起；（1）若力的方向总是竖直向上，在电线杆竖直抬起的过程中，力的大小将 （选“增大”“减小”或“不变”）（2）若力的方向总和杆垂直，则提起的过程中，力的大小 将 （选“增大”“减小”或“不变”） 19、如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180N 的面粉，所用的拉力为100N ，则动滑轮的机械效率为 ；如果用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg 的大米，当拉绳子的速度 为 m/s 时，拉力的功率为54W ．（绳重与摩擦不计） 20、用一个动滑轮匀速提升质量为20kg 的物体，所用竖直向上的拉力2020-2021学年度九年级物理上册课时练习：第11章简单机械和功第2节滑轮
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