机械效率的计算（实验题） -2024-2025学年 苏科版物理 九年级上册

机械效率的计算（实验题） 类型一、滑轮组的机械效率 1．小明用如图所示的装置，研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关。 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η/% 1 4 0.1 1.8 0.3 74 2 4 0.1 2.7 0.2 74 3 8 0.1 5 0.2 ______ (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。 (2)第3次实验空格中数值为 ；比较2、3两次实验数据初步得出结论：同一滑轮组， ，滑轮组的机械效率越高。 (3)当钩码的重力G为12N时，其机械效率η （选填“＞”“＝”或“＜”）86%。 2．小李在测定某滑轮组的机械效率时，得到下表中的两组数据。 序号 物质G/N 提升重物高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 7.5 0.1 2.5 0.4 75% 2 16 0.1 5 0.4 (1)将上表填空完整 ； (2)该实验采用的实验装置图应为如图中的 （填“甲”或“乙”）； (3)比较两组实验数据可初步得出：使用同一滑轮组提升物体，物体所受的重力越小，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。 3．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。小明对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想。 猜想1：提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高； 猜想2：滑轮组的机械效率与承担动滑轮重力和物重的绳子段数有关； 根据猜想，小明利用甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的数据如表所示。 (1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，读出拉力的大小。 (2)第2次测量中，弹簧测力计示数如图乙所示，则弹簧测力计示数是 ，第2次实验测得的机械效率为 （结果精确到1%）。 (3)分析第1、2次实验数据可知，同一滑轮组， 越大，滑轮组的机械效率越高。 (4)分析第1、3次实验数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮个数越多（动滑轮越重），滑轮组的机械效率越 。（选填“大”“小”） 实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 6 0.1 ？ 0.3 ？ 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明分别用如图甲、乙、丙所示装置，进行了三次实验，实验数据记录如表。 实验装置 物体重力/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 甲 3 0.1 2 0.3 50% 乙 6 0.1 ① 0.3 ② 丙 3 0.1 3 0.2 50% (1)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)乙实验中弹簧测力计的示数如图所示，则表格中②处数据应为 ； (3)分析甲、乙组实验数据可得：同一滑轮组提升的物体重力越大，机械效率 （选填“越大”、“越小”或“不变”）。 5．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下： 序号 动滑轮重G动/N 物重G/N 物体上升的高度h/m 绳端受到的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 滑轮组的机械效率/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 1.8 0.3 (1)实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应 （选填“保持静止”或“匀速上升”）； (2)第三次实验时，滑轮组的机械效率为 %； (3)根据表格中的数据分析可知：①同一滑轮组，下面挂的物体越重，其机械效率越 ；②随着物重的增大，额外功 （选填“变小”、“不变”或“变大”），原因是 。 类型二、斜面的机械效率 6．小潜在探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关时，小潜提出了以下的猜想： A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关 B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角有关 为了解决以上问题，小潜与几位同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录部分实验数据如表： 实验次数 斜面倾角θ 物块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 斜面的机械效率η 1 30° 5.0 0.6 4.2 1.2 ① 5.0 ② 2 30° 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 3.0 60% 3 45° 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71% (1)在实验操作过程中，应平行于斜面向上 拉动物块； (2)根据表格数据，第1次实验中②数据为 ； (3)分析实验1、2的数据，可以得出的结论，对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力 （选填“无关”或“有关”）。分析实验2、3的数据，可验证小潜的猜想B是 （选填“正确”或“错误”）的。 7．小楠同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表： 实验次数 斜面粗糙程度 物体重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 玻璃面 2 0.1 0.6 0.5 66.7% 2 玻璃面 2 0.15 0.8 0.5 3 玻璃面 2 0.2 1.0 0.5 80.0% 4 棉布面 2 0.2 1.2 0.5 66.7% (1)根据表格中数据，第2次实验的机械效率是 ； (2)分析第1、2、3次实验的数据可以得到的初步结论是： ，机械效率越大； (3)分析第4与第 次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 8．如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率“实验装置及实验数据记录表： 斜面的倾斜程度 物块重（N） 斜面高（m） 沿斜面拉力（N） 斜面长（m） 机械效率 较缓 10 0.1 5.0 1 20% 较陡 10 0.3 6.7 1 45% 最陡 10 0.5 8.4 1 60% (1)实验时，沿斜面拉动木块尽量使木块做 运动； (2)比较表中的数据，可知斜面是一种 （选填“省力”或“费力”）的简单机械； (3)本实验研究了 对斜面机械效率的影响； (4)在实验中，若只增加物重，则测得的机械效率将 （变大/变小/不变）。 9．如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A，收集了表中的实验数据： 次数 斜面的倾斜程度 物块重力 斜面高度 拉力 斜面长度 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% (1)实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向 移动（选填“左”或“右”）。分析表中的数据可得出：斜面越缓越 力（选填“省”或“费”），斜面的机械效率越 ； (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是和，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为，与第二次实验相比，有用功 （选填“相同”或“不同”）、而拉力做的总功 （选填“变大”或“变小”），这种情况下斜面的机械效率将 （选填“变大”或“变小”）； (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和 有关； (4)实验中，若物重、斜面长度不变，且斜面光滑，以下能正确表示拉力F与斜面高度h的关系的是 。 A． B． C． D． 10．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小华猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置。 (1)表格中第三次实验的机械效率为 %（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 （选填“小明”或“小华”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ，机械效率越高； 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1 (2)另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①用弹簧测力计沿斜面匀速拉动木块，进行相关测量，计算出斜面的机械效率； ②保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率； ③比较两次实验，即可初步验证猜想是否正确。 类型三、杠杆的机械效率 11．某实验小组利用图示装置探究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： ①将质地均匀的杠杆O点悬挂，能自由转动，在A点悬挂总重为6N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止，其中AO＝10cm，AB＝20cm； ②竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，使物体上升5cm（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为3N，回答下列问题： (1)在步骤①中，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧测力计示数应为 N； (2)步骤②中，计算出杠杆的机械效率为 （精确到0.1%）； (3)若将测力计的悬挂点由B移至C，O、A位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 12．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、细线和质量相同的钩码若干个。 (1)如图A所示，实验前，杠杆右端上趐，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节；实验时如图B，把杠杆调至水平位置平衡，目的是 ； (2)图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为，每个钩码重为0.5N，当弹簧测力计斜向上拉（与水平方向成角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数等于 N； (3)图D实验中，弹簧测力计挂在点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升； a.实验中，将一个质量为的钩码悬挂在点，匀速将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计示数为，钩码上升高度，弹簧测力计移动距离，则杠杆的机械效率： （用字母表示） b.取下质量为的钩码，将一个质量为2m的钩码悬挂在点，匀速提升相同的高度，杠杆的机械效率为，则 ；（＜/=/＞） c.若将同一物体分别悬挂在A、B两点，匀速提升相同的高度，杠杆机械效率分别为和，则 ；（＜/=/＞） d.若将同一物体悬挂在点，弹簧测力计分别挂在点和点时，竖直向上匀速使物体提高相同高度时，杠杆的机械效率分别为和，则 。（＜/=/＞） 13．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，杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （平衡/非平衡）状态，要使杠杆在水平位置平衡，应将左边的平衡螺母向 （左/右）调； (2)杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上 个钩码做为动力F1，B 点处挂上1 个钩码做为阻力F2，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂l1 和l2， 计算后发现：，  便得出杠杆的平衡条件是： 。但小红认为小明这 种实验处理方法是不完善的，理由是 ； (3)接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成 立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D 点处挂上2个钩码，用弹簧测力计 在 C 点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态，以弹簧测力计的拉力为动力F1'，钩 码重力为阻力F2'，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1'l1'总是大于F2'l2'，其原因主要是 ； (4)小明再利用杠杆测量机械效率。如图丁所示，实验时，小明竖直匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。将杠杆拉至图中虚线位置，记录钩码重G， 测力计的示F，钩码上升的高度h，测力计上升高度h1，则杠杆的机械效率η1= （用所测量的字 母表示）； (5)如图戊所示，若只将钩码的悬挂点由B移至C点，O、A位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （变大/变小/不变）。 14．同学们在学校的花园里散步时，看到校工师傅在用剪刀修剪树枝，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。 （一）“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，这样做的目的是 。在实验时也需要让杠杆在水平位置平衡，其目的是 ； (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F1，发现F1L1≠F2L2，其原因是： ； （二）“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)小明将2个钩码挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为F，测得A、B两点上升的高度分别为s、h，则此次杠杆的机械效率为η1＝ （用所测物理量的符号表示，g值用符号g表示）。 (4)他又将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点上升的高度也为h，则弹簧测力计的示数将 F，此次拉力做的总功将 第一次做的总功，此次的机械效率η2 第一次的机械效率η1（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。 15．小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验，已知每个钩码重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，这时杠杆 （选填“达到”“没有达到”）平衡状态。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节；让杠杆在实验前水平位置平衡的好处是 ； (2)如图甲所示，若在B点悬挂钩码，挂 个才能使杠杆处于水平平衡状态； (3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点斜向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数。若在C点，改变弹簧测力计拉力的方向，使方向为竖直向上，也让杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将为 N，与斜向上拉比，此时测力计的读数将 （选填“变大”，“变小”或“不变”），这是因为 ； (4)小明继续研究杠杆的机械效率，他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，装置如图丙所示，将杠杆缓慢抬升，测得弹簧测力计的拉力为F，用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为、（不计摩擦） 则：①杠杆机械效率的表达式为 ；（用所测的物理量符号表示） ②若仅将弹簧测力计改挂到C点，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，杠杆的机械效率为，则 （选填“小于”、“等于”或“大于”）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)匀速 (2) 80 提升的重物的重力越大 (3)< 【详解】（1）为了使拉力大小不变，实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）[1]第3次实验的机械效率为 [2]由2、3两次实验数据得：同一滑轮组，提升的重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 （3）由2、3两次实验的数据得，当钩码的重力G为4N时，滑轮组的额外功为 当钩码的重力G为8N时，滑轮组的额外功为 则同一滑轮组，提升重物上升高度相同时，提升的重物的重力越大，滑轮组做的额外功越大，则当钩码的重力G为12N时，提升重物上升高度相同时，滑轮组做的额外功大于0.2J，此时滑轮组的机械效率 2．(1) (2)甲 (3)低 【详解】（1）第二次实验的机械效率为 （2）由图可知，甲滑轮组的有效绳子段数为4，乙滑轮组的有效绳子段数为5，表格中是的4倍，所以该实验采用的实验装置图应为如图中的甲。 （3）第二次实验的物重更大，机械效率更高，可得：使用同一滑轮组提升物体，物体所受的重力越小，滑轮组的机械效率越低。 3．(1)匀速 (2) 2.4 83% (3)提升的物重 (4)小 【详解】（1）实验中，为了使拉力不变，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读出拉力的大小。 （2）[1]由图乙得，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数是2.4N。 [2]第2次实验测得的机械效率为 （3）由第1、2次实验数据可知，弹簧测力计移动距离与钩码上升的高度的比值相同，则第1、2次实验使用的是同一滑轮组，由表格中数据得，同一滑轮组，提升的钩码的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 （4）第1次实验使用的滑轮组 第3次实验使用的滑轮组 则第1次实验使用的滑轮组为图甲的滑轮组，第3次实验使用的滑轮组为图丙的滑轮组，由第1、3次实验数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮个数越多（动滑轮越重），滑轮组的机械效率越小。 4．(1)匀速 (2)62.5% (3)越大 【详解】（1）在实验中，测量绳子端拉力F时，为了让绳子端的拉力，大小等于测力计的示数，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 （2）从图乙可知，弹簧测力计的示数为3.2N，这为第2次实验数据，滑轮组所做的有用功为 滑轮组所做的总功为 根据机械效率的公式，可得第2次实验的机械效率为 表格中②处数据应为62.5%。 （3）分析1、2组实验数据可知，其他条件不变时，第2次提升物体的重力为6N，大于第1次的3N，第2次实验的机械效率为62.5%，大于第1次的50%，可得：同一滑轮组提升的物体重力越大，机械效率越大。 5．(1)匀速上升 (2)74.1 (3) 大 变大 动滑轮的重力不变，物重越大，摩擦力越大，所以额外功变大 【详解】（1）在缓慢提升物体时，还需克服摩擦做功，所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，需在缓慢匀速提升时读数，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的大小，故弹簧测力计匀速上升。 （2）由表格中数据可知，第三次实验时，滑轮组的机械效率 （3）[1]分析表格中的数据发现，物重越大，滑轮组的机械效率越大，所以可得同一滑轮组，下面挂的物体越重，其机械效率越大。 [2][3]根据表格中的数据分析可知，滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力所做的功，随着物重的增大，动滑轮的重力不变，物重越大，摩擦力越大，所以额外功变大。 6．(1)匀速 (2)60% (3) 无关 正确 【详解】（1）在实验操作过程中，应平行于斜面向上匀速拉动物块，此时测力计示数才等于拉力大小。 （2）第1次实验中机械效率为 即②数据为。 （3）[1]分析实验1、2数据知道，控制相同的是斜面的倾角，改变的是物块的重力，得到的机械效率相同，可以得出的结论：对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关。 [2]分析实验2、3数据知道，控制相同的是物块重力，改变的是斜面倾角，且倾角越大，机械效率越高，可以得到的结论是：在其它条件相同时，斜面倾角越大，机械效率越高；所以猜想B是正确的。 7．(1)75% (2)斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率越大 (3)3 【详解】（1）根据表格中数据，第2次实验的机械效率 （2）根据控制变量法的思想，分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。 （3）根据控制变量法的思想，要想探究斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系，需控制斜面的倾斜程度相同，斜面粗糙程度不同，故分析第4与第3次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 8．(1)匀速直线 (2)省力 (3)斜面倾斜程度 (4)变大 【详解】（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动。 （2）比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械。 （3）由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面成像程度对斜面机械效率的影响，由表中实验数据可知：在物体重力与斜面长度不变时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高。所以实验研究的是斜面成像程度对斜面机械效率的影响， （4）在实验中，若只增加物重，有用功变大，额外功不变，由于 所以机械效率将变大。 9．(1) 左 省 低 (2) 相同 变大 变小 (3)斜面的粗糙程度 (4)C 【详解】（1）[1]实验时要使木板的倾斜角变大，斜面长度不变，h变大，应该把木板下面的木块向左移动。 [2][3]分析表中数据，对比斜面坡度与沿斜面拉力、机械效率的变化情况可知，斜面越缓越省力，同时斜面的机械效率越小。 （2）[1][2][3]该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是和，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为，与第二次实验相比，物体重力不变，上升的高度不变，则有用功相同，而拉力变大，则做的总功变大，这种情况下斜面的机械效率将变小。 （3）把第4次实验数据与表中第2次实验数据对比，斜面的粗糙程度变大，则机械效率变小，结合（1）中分析可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。 （4）若物重、斜面长度不变，且斜面光滑，则没有额外功，有用功等于总功，即 可得，物重、斜面长度不变，则拉力F与斜面高度h成正比，故选C。 10．(1) 70.6 小聪 越陡 (2) 倾斜程度 粗糙程度 【详解】（1）[1]第三次实验的机械效率为 [2][3]由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，根据控制变量法，验证的是小聪的猜想，在其它条件不变的情况下，斜面越陡越费力。 （2）[1][2]上述实验探究的是小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，故探究小华猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关时，根据控制变量法，保持斜面的粗糙程度不变，改变斜面的倾斜程度。 11．(1)2 (2)66.7% (3)变大 【详解】（1）在步骤①中，若杠杆自重和摩擦不计，由杠杆平衡条件知，弹簧测力计的示数为 （2）由几何关系可知，当物体上升5cm时，B端上升的高度为 故总功为 W总＝FhB＝3N×15×10-2m＝0.45J 有用功为 W有＝Gh＝6N×5×10-2m＝0.3J杠杆的机械效率为 （3）若将测力计的悬挂点由B移至C，使钩码上升同样的高度，有用功不变；杠杆重心上升的高度不变，克服杠杆重力做的额外功不变，则总功不变，根据机械效率公式知，机械效率不变，所以若将测力计的悬挂点由B移至C，杠杆的机械效率将不变。 12．(1) 右 便于测量力臂 (2)3 (3) ＞ ＜ = 【详解】（1）[1][2]调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。 （2）当弹簧测力计与水平方向成30°角，动力臂长度为 根据杠杆平衡条件：F1×L1=F2×L2得 所以F1=3N。 （3）[1]在实验过程中，有用功是W有用=Gh，总功是W总=Fs，所以杠杆的机械效率是 [2]使用杠杆时，做的额外功主要是提升杠杆做的，两次做功时将同一杠杆提升相同的高度，做的额外功是相同的，而第二次是把质量较大的物体提升相同的高度，做的有用功增加了，根据 可知，第二次的机械效率大于第一次的。 [3]把同一物体分别挂在不同的点上，将物体提升相同的高度，两次做的有用功是相同的；但杠杆升高的高度不同，将物体挂在B点时，杠杆整体提升的高度小于将物体挂在A点时，即将物体挂在B点时做的额外功少，根据 可知，将物体挂在B点的机械效率大。 [4]将同一物体分别提升相同的高度，做的有用功是相同的；测力计挂在不同位置上，是测力计对杠杆的拉力不同、测力计升高的高度不同。但两次杠杆升高的高度是相同的，即做的额外功是相同的，在有用功和额外功相同的情况下，根据 可知，两次的机械效率相同。 13．(1) 平衡 右 (2) 2 实验次数少，得出的结论具有偶然性 (3)杠杆自身重力的影响 (4) (5)变大 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都属于平衡状态。图中杠杆在此位置处于静止状态，所以，杠杆在此位置处于平衡状态。 [2]杠杆的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动。 （2）[1]设1 个钩码的重力是G，由图知道，动力F1的力臂是4L，阻力F2的力臂是8L，由杠杆平衡条件，代入数据解得 即小明在杠杆A点处挂上2个钩码。 [2]小明仅凭一次测量就得出杠杆平衡条件，这种实验处理方法是不完善的，因为实验次数过少，会导致实验结论具有偶然性，应该改变动力或阻力的方向进行多次测量，寻找普遍规律，以避免偶然性。 （3）由图知道，用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆自身重力对杠杆平衡有影响。 （4）再利用杠杆测量机械效率，图丁中，实验时，小明竖直匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。将杠杆拉至图中虚线位置，记录钩码重G，测力计的示F，钩码上升的高度h1，测力计上升高度h2，测杠杆的机械效率 （5）杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功 设杠杆重心升高的距离为h，所以 G不变，h1不变，G杠不变，钩码的悬挂点由B点移至C点，钩码升高相同的高度，有用功不变，根据三角形的知识知道，杠杆重心提升的高度减小，所以根据知道，额外功减小，因此在有用功相同的条件下，杠杆的机械效率变大，即 14．(1) 平衡 右 便于测量力臂 便于测量力臂 (2)拉力的力臂不是L1 (3) (4) 大于 小于 大于 【详解】（1）[1]图甲中杠杆处于静止状态，说明杠杆受力平衡，处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆左侧下沉，说明左侧偏重，应将平衡螺母向右调，直至杠杆水平平衡。 [3][4]杠杆在水平位置平衡，两侧的拉力与杠杆相垂直，方便直接从杠杆上读出力臂大小。 （2）由图可知力F1与L1不垂直，说明L1不是F1的力臂，即力臂测量错误，所以得到F1L1≠F2L2的结果。 （3）杠杆的机械效率 （4）[1]将2个钩码悬挂在C点，钩码的力臂变大，钩码的重力不变，拉力仍作用在A点，拉力的力臂不变，由可知，拉力将变大，即拉力将大于F。 [2]钩码上升高度不变，所以有用功不变，杠杆上升高度变小，所以额外功减小，所以F做的总功减小。 [3]由可知，有用功不变，总功减小，则机械效率变大，即。 15．(1) 达到 右 见解析 (2)2 (3) 1 变大 见解析 (4) 等于 【详解】（1）[1][2][3]杠杆处于静止状态，说明受力平衡，所以此时杠杆达到了平衡状态。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。当杠杆水平平衡时，两侧的拉力与杠杆相垂直，方便直接从杠杆上读出力臂大小。 （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可得 4G×2L=FB×4L 解得FB=2G，即：需在B点处挂2个钩码。 （3）[1][2][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可得 4G×2L=FC×4L 所以 FC=2G=2×0.5N=1N 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。 （4）[1]有用功为W有=Gh2，总功W总=Fh1，则机械效率的表达式 [2]设杠杆重心升高的距离为h，所以 W总=W有+W额=Gh2+G杠h 仅将弹簧测力计改挂到C点，仍将钩码竖直向上匀速提升h2的高度，则有用功不变。额外功是克服杠杆重力所做的功，因钩码上升高度相同，所以杠杆上升高度也相同，则额外功相同，因此总功不变，由可知，机械效率不变，故η2=η1。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$