第九章 机械和功（实验题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练（2024北师大版）

第9章 机械和功（实验题30道） 1．某小组用如图甲所示的装置探究“二力平衡的条件”。 (1)实验要求桌面水平且表面光滑，实验中定滑轮的作用是________________。 (2)实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，在线两端的小盘上放上砝码，通过调整_______________来改变和的大小。 (3)实验中保持和大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后小车将________（选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究相互平衡的两个力是否__________________。 (4)小华同学对实验装置进行了改进，如图乙所示，将小车替换成轻质小卡片，其主要原因是________（填字母）。 A．小卡片容易扭转 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．减少摩擦力对实验结果的影响 2．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示： 实验次数 钩码所受的重力G/N 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 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 6.0 0.1 2.5 0.3 (1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________； (2)分析表中数据，请用笔画线代替绳子，在图中画出绳子绕法。 (3)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为___________。 (4)小明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，他觉得应该静止时读数，你认为他的想法___________（填“正确”或“不正确”），如果这样做，测得的机械效率将___________（填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 3．某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)实验前，若杠杆静止时的位置如图甲所示，则需要将杠杆左端的螺母向___________调节，使杠杆在水平位置平衡。 (2)实验操作中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码（每个钩码所受重力均为），移动钩码位置，使杠杆重新水平平衡，如图乙所示，施加在杠杆右侧的力为，读出其对应的力臂为，施加在杠杆左侧的力为___________，读出其对应的力臂为___________。 (3)改变和，相应调节和，再做几次实验，分析记录的数据得到杠杆的平衡条件是___________。 (4)用木棒撬动大石头时，固定支点位置后，如图丙所示，要想用较小的力撬动这块大石头，应将支点到手施力的作用线的距离___________（选填“增大”或“减小”）。 4．小明用如图所示装置做“测动滑轮机械效率”的实验，测得的实验数据如表所示。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 1.0 20.0 0.7 40.0 2 2.0 20.0 1.2 40.0 83.3％ 3 3.0 20.0 1.7 40.0 88.2％ 4 3.0 40.0 1.7 80.0 88.2％ (1)实验时，应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计。 (2)表格中空白处应填入的数据是______。 (3)分析实验数据可得出结论：用同一动滑轮提升物体时，物重越大，动滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (4)通过实验数据，你还可得出什么结论：______。 5．利用杠杆开展相关实验探究： (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，则应将平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙所示，在A点挂3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，弹簧测力计的示数为___________N；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会___________；（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） (3)始终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，如图丙所示。此过程中力臂___________（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小___________； (4)实验中要改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是___________。 6．在探究“杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡。 (2)调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，第一组阻力臂长度如图乙所示，分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为___________（用表示）；第3次实验的杠杆类型属于___________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，生活中的劳动工具中有这类杠杆，请举一例：___________。 次序 动力 动力臂L/cm 阻力 阻力臂 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 (3)实验结束后，小郑联想到生活中的杆秤，如图丙所示，其由秤杆、秤钩Q、提纽、秤砣P组成。在称量货物时，使用提纽___________时，该杆秤的称量范围更大，并在图中画出此时动力F的力臂F1___________。 7．在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。 (1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将右边螺母向________调节，使杠杆在________位置平衡。 (2)杠杆平衡后，如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码，则在杠杆的D点挂________个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡。 (3)保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力所数据绘制了的关系图像，如图丙所示，此实验中多次实验的目的是_________，由图像推算，和的乘积是________（选填“变化”或“不变”）的，当为0.6m时，为________N。 (4)如图丁所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 8．如图所示是探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆的质量均匀，甲图中杠杆均处于平衡状态。 (1)在甲图中，若每个钩码重为0.5N，杠杆上每格长度为2cm，则弹簧测力计的示数__________N； (2)在乙图中，杠杆处于平衡，若将左侧钩码向右移动，若要使杠杆重新平衡，则需将右侧钩码向__________（选填“左”或“右”）移动； (3)通过多次实验探究得出杠杆平衡条件后，在丙图中，小明又将杠杆的支点换到了O点处，利用杠杆平衡条件在杠杆左右两侧不同位置挂上钩码，发现杠杆无法在水平位置平衡，原因可能是：__________。 9．学习小组利用轻质杠杆、弹簧测力计、钩码进行了如下探究实验。 (1)如图甲，杠杆保持静止，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态。要使杠杆在水平位置平衡，需将杠杆的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节；将杠杆调节至水平平衡，目的是为了________； (2)如图乙，在杠杆A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，每个钩码的质量为50g。将弹簧测力计沿D竖直向下拉，杠杆保持水平平衡；然后沿C斜向下拉，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)拔河比赛时，某一队若被拉得“转动起来”，会导致身体前倾，脚底不稳输掉比赛。如果把拔河的人看成杠杆，可以建立如图甲所示的模型。于是小静利用图乙的器材和钩码探究了杠杆的平衡条件。 ①实验中，桌面不水平可能会影响对杠杆水平平衡的判断，以下器材能对调节有所帮助的是________； A．重垂线　　B．刻度尺 ②小静通过改变杠杆两端悬挂钩码的个数和位置，进行了多次实验，若作用在杠杆左侧的力为动力，数据记录如下表所示： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 杠杆状态 1 1 12.0 2 6.0 平衡 2 2 12.0 1 24.0 平衡 3 2 5.0 1 10.0 平衡 分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是________； ③在图甲中画出人所受重力的力臂______________； ④在专业的拔河比赛中，队员都会通过后仰的姿势，将重心调节的很低，如图丙所示，这样不容易被拉得“转动起来”，原因是__________。 10．请完成下列填空。 (1)如图-1所示，这是旗杆顶端的滑轮，利用它来升国旗可以改变力的___________。 (2)如图-2所示，探究“弹性势能的大小与物体弹性形变的关系”的实验中，应将同一个弹簧压缩___________（选填“相同”或“不同”）的长度。 (3)体积相同的三个实心球，质量，球1、2离沙地高度相同，现让三球由图-3位置同时静止释放，球落到沙地上静止时的状态如图-3虚线所示，比较、实验，可得出重力势能大小与___________的关系；比较实验可知，物体的质量相同时，所处位置的高度越高，重力势能越___________。 11．选用图中所示一套装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表： 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 4 6.0 5 2.5 15 (1)实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码匀速直线上升，由记录的数据可知，该实验使用的是图______所示的实验装置； (2)第4次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______%； (3)分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）。 12．如图所示，在测量滑轮组机械效率的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，测得的实验数据如表： 实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率/% 1 2 0.1 0.8 0.3 83.3 2 4 0.1 1.5 0.3 88.9 3 6 0.1 0.3 (1)实验时应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数； (2)第3次实验拉力大小如图所示，则测得的机械效率为_______；（百分号前保留一位小数） (3)分析数据可知，使用同一滑轮组，其机械效率与物重G存在一定关系，比较符合两者关系的图像是下列的_______。 A． B． C． D． 13．由于弹簧秤的量程过小，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验方案去测量石块的重力以及液体的密度，当杠杆（自身重力不计）处于水平静止状态时，小明测量获取的实验数据如下表所示： 金属块的体积/厘米3 弹簧秤的示数/牛 OB的长度/厘米 OA的长度/厘米 物体处于空气中（如图甲） 150 1.8 30 10 物体浸没在液体中（如图乙） 150 1.2 30 10 (1)为了完成本实验，除弹簧秤外，还需要的测量工具有______； (2)根据图甲以及表中的数据可求得石块的重力为______牛； (3)根据图乙以及表中的实验数据，计算容器中液体的密度______。（请写出计算过程） 14．小明利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向______（选填“左”或“右”）调才能使杠杆水平平衡； (2)如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，则杠杆将______（选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）； (3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将______；若b位置与水平方向的夹角为，每个钩码重为1N，则在b位置弹簧测力计的示数为______N；（g取） (4)小明突发奇想，他采用图丁进行探究，发现当杠杆平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符，拉力总是______（大于/小于）理论值，其原因是______。 15．八中物理社团的同学们利用以下器材探究“浮力与哪些因素有关”，操作步骤如图所示（g=10N/kg）： (1)物体浸没在水中时受到的浮力是______N；物体密度为______g/cm³； (2)由实验步骤A、D、E可得出结论：物体所受浮力大小与______深度无关； (3)由实验步骤A、E、F可得出结论：当物体排开液体体积相同时，______越小，物体所受浮力越小；步骤F中的液体密度为______g/cm³； (4)如图甲所示，超超利用杆秤结合浮力知识设计了一款液体密度秤：轻质杆秤左端A点悬挂一质量为0.2kg、体积为25cm³的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡，将B处记作零刻度线。已知秤砣的质量为0.1kg，AO=5cm，BO=10cm。把铁块浸没在待测液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。 ①该液体密度秤刻度__________（选填“均匀”或“不均匀”）； ②现将铁块浸没在待测液体中，秤砣向左移2.5cm到C点后，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为__________g/cm3； ③若想提高该款液体密度秤的精确度，你有哪些改进方案______________（提供一种方案即可）。 16．某实验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（图中每个滑轮重相等）。 实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率 1 4 10 1.7 30 78.4% 2 4 10 1.6 40 62.5% 3 6 10 2.4 30 (1)实验中，测量绳端拉力F时，应尽量在竖直方向______拉动弹簧测力计； (2)根据表中数据可知，第2次实验用的是________（选填“甲”或“乙”）图所示装置； (3)分析________（填实验次数数字）两次数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低； (4)第3次实验的机械效率________%（结果保留百分号前一位小数），比较1、3两次实验可得出结论：使用同一滑轮组，______机械效率越高； (5)若每个滑轮的质量为100g，第2次实验中克服摩擦力做的额外功为______J（不计绳重）。 17．如图甲所示，是张军参加中学生体质测试的部分数据。张军在想，如果我们把做引体向上的动作理想化为：向上拉时手臂用力把身体匀速拉到一定高度，向下时手臂几乎没用力，且每次上拉的高度相同（如图乙）。我们就可以用初中学到的知识来测量引体向上的平均功率大约是多少了。请设计一份实验方案，测量张军一次性完成10个引体向上的平均功率。 (1)学校已提供了适合做引体向上的单杠和场地，除了图中有用的信息外，还需要的测量器材有_________。 (2)实验步骤：__________________。 (3)本实验中，平均功率的表达式为______。 18．请你自选器材设计实验，探究“杠杆水平平衡时，如果动力和阻力都保持不变，那么动力臂跟阻力臂有什么关系？”。要求： (1)写出主要的实验步骤。（可画示意图辅助说明） (2)画出记录实验数据的表格。 19．跳绳是一种很好的锻炼身体的方式，在课间休息时间经常跳绳有益于身体健康。兴趣小组想测量同学跳绳时克服重力做功的平均功率（不计绳重）。请你与小组交流，设计一个实验方案来测量同学跳绳时克服重力做功的平均功率。（温馨提示：注意实验方案的可操作性） (1)实验器材：______。 (2)实验步骤：____________。 20．学习了功率的知识后，小王和小白两位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动： (1)他们需要测量工具分别是：磅秤、卷尺和___________；（填写测量器材） (2)小王设计的测量步骤如下，其中多余的是___________（选填序号字母）； A．测出自己的质量m B．测出楼梯的总长度L C．测出一楼到三楼的竖直高度h D．测出自己上楼所用的时间t (3)利用以上所测物理量计算功率的表达式是___________； (4)测得小王的质量是60kg，他从一楼登上三楼（每层楼高3m）用了20s的时间，则小王登楼的功率是___________W；（g取10N/kg） (5)他俩比赛看谁先从一楼爬到五楼，于是两人同时开始向上爬，结果小白先到五楼，小王后到五楼，已知他俩的体重相同，他俩做的功___________大，功率___________大。（两空均选填“小王”“小白”或“一样”） 21．小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。 （1）用_________测量自己的质量m。 （2）用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。 （3）用_________测出引体向上n次所用的_________（填物理量与其对应字母）。 （4）引体向上时，克服自身重力的平均功率P=_________（用所测物理量和已知量符号表示）。 （5）小华和小明引体向上的平均高度相同，假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( ) A．体重相同，频率高的平均功率小 B．频率相同，引体向上时间长的平均功率大 C．频率相同，体重大的平均功率大 D．体重相同，引体向上时间长的平均功率大 （6）若小华的质量为60kg，每次重心上升高度为40cm，每分钟引体向上25次，在1min内他克服重力做功的平均功率为_________W。（g取10N/kg） 22．小明用图示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 1 4 33 30 2 4 18 30 2.4 3 4 7.5 30 1.0 (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_________调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平平衡，这样做的目的是_________； (2)分析表中数据可得出杠杆的平衡条件为________（用F1、F2、l1和l2表示）； (3)实验中进行多次实验的目的是__________（选填“A”或“B”）。 A．取平均值减少误差 B．使实验结论具有普遍性 23．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如表： 次数 钩码重G/N 钩码上升的距离h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计上升的距离s/cm 机械效率η/% 1 2 5 1 15 66.7% 2 4 5 1.7 15 78.4% 3 6 5 15 （1）实验操作中应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时，弹簧测力计示数不稳定，如果能在弹簧测力计静止时读数会更准确，小明认为如果这样，测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要________（填“偏大”或“偏小”），其原因是忽略了摩擦力对滑轮组机械效率的影响； （2）第三次实验中的机械效率为________； （3）如果在图甲的实验探究过程中，小明在不改变其他条件的情况下，把动滑轮换为个质量更大的滑轮，则所测得的机械效率将比原来________（选填“高”或“低”）。 24．某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置如图所示，每个钩码质量都相等。 (1)杠杆在图甲所示位置，为使其在水平位置平衡，可将右螺母向______（填“左”或“右”）调节； (2)如图乙所示，小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计）。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在D点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平平衡；接着他将挂在D点的钩码先后挂在N、G两个点又进行了两次实验，可以观察到的现象有（   ） A．钩码挂在N点，CD仍然水平平衡 B．钩码挂在N点，CD向左倾斜 C．钩码挂在G点，CD仍然水平平衡 D．钩码挂在G点，CD向右倾斜 25．同学们共同研究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点。 (1)他们研究定滑轮的特点时，做的实验如图甲所示，据此可初步得出：使用定滑轮___________； (2)他们研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是____________； (3)他们组装了滑轮组，使用滑轮组匀速提升重物，如图丙所示，拉力为________N。据此可知，使用滑轮组不仅可以________，还可以________； (4)老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是（　　）。（填字母） A．选取最准确的数据进行分析 B．利用控制变量法进行分析 C．得到具有普遍性的规律 26．小晨用如图甲所示的杆秤称量物体质量时，发现所称物体质量不同时秤砣所挂的位置不同。小晨与同学讨论后提出以下探究问题：杠杆平衡时，动力和阻力臂一定，动力臂与阻力之间有什么关系?于是大家找来器材，计划利用图乙所示装置进行研究。 (1)称量物体质量时杆秤静止如图甲所示，此时杆秤处于____________状态；（选填“平衡”或“不平衡”） (2)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向____________调节，使杠杆在水平位置平衡； (3)实验中，小晨将重为2N的物体悬挂在杠杆支点右侧，然后将弹簧测力计倒挂在杠杆左侧的固定位置A点，竖直向下拉动挂环测量阻力的大小，移动物体悬挂的位置使杠杆在水平位置平衡。将动力、动力臂、阻力、阻力臂记录下来。接下来他要进行的操作是改变竖直向下拉弹簧测力计力的大小，然后____________，使杠杆仍然在水平位置平衡，多次重复实验，将数据记录在表格中。 实验次数 动力 阻力臂 阻力 动力臂 1 2 0.1 1 0.05 2 2 0.1 2 0.1 3 2 0.1 4 0.2 …… (4)分析表中的数据，可以得出结论：杠杆平衡时，__________。 27．如图所示，某同学在做“测定滑轮组机械效率”实验时，采用“一个定滑轮、一个动滑轮”组成的滑轮组，实验记录如下表： 实验序号 钩码重/N 钩码上升距离/cm 拉力/N 绳端移动距离/cm 机械效率 ① 3.0 10 1.5 30 66.7% ② 4.5 10 2.0 A B ③ 6.0 10 2.5 30 80.0% (1)完成表格两个数据的计算。A：________；B：________； (2)如果第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验，则弹簧测力计读数将__________，机械效率将_________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)某次实验时将绳子自由端竖直方向_______拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是( ) A．        B．        C．        D． (4)分析表中数据可以发现，使用同一滑轮组提升钩码，钩码重力变大，机械效率将______（选填“提高”、“不变”或“降低”） 28．在“测滑轮组机械效率”的实验中，小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据记录如表。 实验序号 钩码重/N 钩码上升距离/cm 拉力/N 绳端移动距离/cm 机械效率 ① 3.0 10 1.5 30 66.7% ② 4.5 10 2.0 30 ③ 6.0 10 2.5 30 80.0% (1)第②次实验中，滑轮组的机械效率为________； (2)分析表中数据可以发现：使用同一滑轮组提升钩码，钩码重力变大，机械效率将________（选填“提高”、“不变”或“降低”）。 29．同学们做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)调节杠杆水平平衡后，第一组同学按图甲进行实验，第二组同学按图乙进行实验，第一组的弹簧测力计示数比第二组____（选填“大”或“小”），你认为第____（选填“一”或“二”）组实验更方便，理由是______________； (2)如图所示，杠杆在水平位置平衡。此时，在B点下方加挂一个钩码，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可以将A点的两个钩码向 _____（选填“左”或“右”）移动_____格； (3)小明和小红制作杆秤： ①如图，用50cm长的木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空托盘挂在M点作为秤盘，在N点挂粗绳作为提纽；移动细线的位置，直到杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应刻度值为____g； ②在秤盘中逐一添加50g的砝码，移动细线的位置，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量。为了增大杆秤的最大测量值，你的方法是____。 A．增大秤砣质量        B．增大杆秤的长度      C．提纽位置右移 30．如图所示是“测量滑轮组的机械效率”实验，得到的数据如表所示。 次数 钩码重/ 钩码上升的距离/ 弹簧测力计的示数/ 绳端上升的距离/ 机械效率 1 2 5 1 15 2 3 5 15 3 4 5 15 (1)在实验操作中应该______拉动弹簧测力计。 (2)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为______N，机械效率约为______%（保留到），额外功为______J。 (3)分析数据可得，使用同一滑轮组提升重物时，______，滑轮组的机械效率越高。 (4)若忽略绳重及摩擦，下列方法中，能提高滑轮组机械效率的是______（填序号）。 ①增加钩码的重力 ②换质量更小的动滑轮 ③增大钩码上升的距离 ④改变绕线方式 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第九章 机械和功（实验题30道） 1．某小组用如图甲所示的装置探究“二力平衡的条件”。 (1)实验要求桌面水平且表面光滑，实验中定滑轮的作用是________________。 (2)实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，在线两端的小盘上放上砝码，通过调整_______________来改变和的大小。 (3)实验中保持和大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后小车将________（选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究相互平衡的两个力是否__________________。 (4)小华同学对实验装置进行了改进，如图乙所示，将小车替换成轻质小卡片，其主要原因是________（填字母）。 A．小卡片容易扭转 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．减少摩擦力对实验结果的影响 【答案】(1)改变力的方向 (2)砝码的质量 (3) 转动 在同一直线上 (4)D 【详解】（1）根据定滑轮的工作特点结合实验可知，定滑轮的作用是改变力的方向。 （2）砝码对绳子有竖直向下的力， 和的大小等于两边砝码的重力；实验过程中，可以通过改变砝码的个数改变两个拉力的大小。 （3）[1][2]保持力和大小相等，用手将小车扭转一定的角度，松手后，两力不在一直线上，小车将转动，所以实验中设计这步骤的目的是为探究二力平衡时是否要满足两个力必须在一条直线上。 （4）由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响；将木块放在水平桌面上，木块和水平桌面间就会产生较大的摩擦力，就会影响实验效果，而用轻质硬纸片代替小车，可以消除摩擦力对实验的影响，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示： 实验次数 钩码所受的重力G/N 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 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 6.0 0.1 2.5 0.3 (1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________； (2)分析表中数据，请用笔画线代替绳子，在图中画出绳子绕法。 (3)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为___________。 (4)小明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，他觉得应该静止时读数，你认为他的想法___________（填“正确”或“不正确”），如果这样做，测得的机械效率将___________（填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 【答案】(1)刻度尺 (2) (3)80% (4) 不正确 偏大 【详解】（1）测量滑轮组机械效率，需要测量钩码上升的高度和绳子移动距离，所以需要刻度尺进行测量。 （2）在第一次实验中，绳子移动距离为0.3m，物体上升的高度为0.1m，所以绳子移动距离是物体移动距离的3倍，所以动滑轮缠绕绳子数为3，据此作图： （3）第三次实验的机械效率为 （4）静止时读数不正确，原因为静止时读数，此时摩擦力不存在，导致拉力偏小，结合做功公式计算可知，此时总功减小，有用功不变，所以机械效率偏大。 3．某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)实验前，若杠杆静止时的位置如图甲所示，则需要将杠杆左端的螺母向___________调节，使杠杆在水平位置平衡。 (2)实验操作中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码（每个钩码所受重力均为），移动钩码位置，使杠杆重新水平平衡，如图乙所示，施加在杠杆右侧的力为，读出其对应的力臂为，施加在杠杆左侧的力为___________，读出其对应的力臂为___________。 (3)改变和，相应调节和，再做几次实验，分析记录的数据得到杠杆的平衡条件是___________。 (4)用木棒撬动大石头时，固定支点位置后，如图丙所示，要想用较小的力撬动这块大石头，应将支点到手施力的作用线的距离___________（选填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)左 (2) 1 15.0cm (3) (4)增大 【详解】（1）据图可知，杠杆偏右，所以右端较重，需要增加左端的重力，所以平衡螺母向左移动。 （2）[1]砝码的重力等于拉力，据图可知，左侧的砝码数量为2，所以拉力F2=1N。 [2]砝码悬挂在刻度15.0cm处，所以力臂为15.0cm。 （3）杠杆平衡的条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。 （4）在阻力和阻力臂不变的条件下，要使得动力小则需要增加动力臂，所以增大支点到手施力的作用线的距离。 4．小明用如图所示装置做“测动滑轮机械效率”的实验，测得的实验数据如表所示。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 1.0 20.0 0.7 40.0 2 2.0 20.0 1.2 40.0 83.3％ 3 3.0 20.0 1.7 40.0 88.2％ 4 3.0 40.0 1.7 80.0 88.2％ (1)实验时，应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计。 (2)表格中空白处应填入的数据是______。 (3)分析实验数据可得出结论：用同一动滑轮提升物体时，物重越大，动滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (4)通过实验数据，你还可得出什么结论：______。 【答案】(1)匀速 (2)71.4% (3)高 (4)见解析 【详解】（1）匀速拉动拉力稳定，便于准确测量拉力的大小。因此实验时，应沿竖直向上的方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）第一次实验的机械效率 （3）对比实验1、2、3，钩码重从1.0 N增加到3.0 N，机械效率从71.4%提高到88.2%。可得结论：用同一动滑轮提升物体时，物重越大，动滑轮的机械效率越高。 （4）对比实验3和4，钩码重G和拉力F相同，高度h和距离s变为原来的二倍，但机械效率η均为 88.2%。说明同一动滑轮提升相同重物时，机械效率与钩码上升的高度无关。 5．利用杠杆开展相关实验探究： (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，则应将平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙所示，在A点挂3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，弹簧测力计的示数为___________N；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会___________；（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） (3)始终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，如图丙所示。此过程中力臂___________（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小___________； (4)实验中要改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是___________。 【答案】(1)左 (2) 2 偏小 (3) 变小 不变 (4)多次实验寻找普遍规律 【详解】（1）[1]杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，则应将平衡螺母向左调节。 （2）[1]根据杠杆平衡条件得 [2]未调节平衡螺母而直接开展实验，杠杆的重心偏右，则杠杆的右侧存在一个重力与其力臂的乘积，故弹簧测力计的示数会偏小。 （3）[1]力臂是支点到力的作用线的垂直距离，所以力臂大小变小。 [2]设杠杆与水平位置的夹角为 故拉力大小不变。 （4）[1]多次实验寻求普遍规律，使实验结论具有普遍性。 6．在探究“杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡。 (2)调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，第一组阻力臂长度如图乙所示，分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为___________（用表示）；第3次实验的杠杆类型属于___________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，生活中的劳动工具中有这类杠杆，请举一例：___________。 次序 动力 动力臂L/cm 阻力 阻力臂 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 (3)实验结束后，小郑联想到生活中的杆秤，如图丙所示，其由秤杆、秤钩Q、提纽、秤砣P组成。在称量货物时，使用提纽___________时，该杆秤的称量范围更大，并在图中画出此时动力F的力臂F1___________。 【答案】(1)右 (2) 费力 镊子 (3) N 【详解】（1）甲图杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端偏高，故应向右调节左端或右端的平衡螺母至杠杆在水平位置平衡，便于直接测量力臂。 （2）[1]由表中数据可知，第1次：0.5N×16.0cm=1.0N×8.0cm 第2次：1.0N×15.0cm=1.0N×15.0cm 第3次：2.0N×15.0cm=1.5N×20.0cm 可知杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，可写作。 [2]第3次实验的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆，属于费力杠杆。 [3]生活中常见的费力杠杆有镊子、筷子、钓鱼竿等。 （3）[1] 由图丙可知，使用提纽N时，秤砣的力臂变大，物体的力臂变小，由可知，杆秤的最大称量值较大。 [2]N为支点，杠杆水平平衡，F1与重力方向一致，竖直向下，因此F1力臂在杠杆上，故力臂如图所示： 7．在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。 (1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将右边螺母向________调节，使杠杆在________位置平衡。 (2)杠杆平衡后，如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码，则在杠杆的D点挂________个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡。 (3)保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力所数据绘制了的关系图像，如图丙所示，此实验中多次实验的目的是_________，由图像推算，和的乘积是________（选填“变化”或“不变”）的，当为0.6m时，为________N。 (4)如图丁所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1) 右 水平 (2)4 (3) 使实验结论具有普遍性 不变 0.5 (4)不变 【解析】【小题1】[1][2]如图甲，杠杆不在水平位置平衡，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 【小题2】设一钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡条件可知3G×4L=FD×3L，所以FD=4G，故需在D点挂4个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡。 【小题3】[1]在探究杠杆平衡条件的实验中，多次实验的目的是为了使实验结论具有普遍性； [2]由于此题中的阻力和阻力臂不变，根据可知，利用图象中任意一组数据都能得出 故和的乘机是不变的； [3]当L1为0.6m时，F1为 【小题4】根据可知，拉力始终竖直向上，且匀速随着杠杆的转动，可知两个力的方向与支点O构成相似三角形，所以两力的力臂之比是不变的，故拉力F的大小将不变。 8．如图所示是探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆的质量均匀，甲图中杠杆均处于平衡状态。 (1)在甲图中，若每个钩码重为0.5N，杠杆上每格长度为2cm，则弹簧测力计的示数__________N； (2)在乙图中，杠杆处于平衡，若将左侧钩码向右移动，若要使杠杆重新平衡，则需将右侧钩码向__________（选填“左”或“右”）移动； (3)通过多次实验探究得出杠杆平衡条件后，在丙图中，小明又将杠杆的支点换到了O点处，利用杠杆平衡条件在杠杆左右两侧不同位置挂上钩码，发现杠杆无法在水平位置平衡，原因可能是：__________。 【答案】(1)1.5 (2)左 (3)杠杆自身重力对杠杆平衡产生了影响 【详解】（1）根据杠杆平衡条件，在甲图中F1×OB=F2×OA，2×0.5N×3×2cm=F2×2×2cm 解得F2=1.5N。 （2）在乙图中，杠杆处于平衡，根据杠杆平衡条件，左侧钩码向右移动，左侧的力臂减小，左侧的力不变，则左侧力与力臂的乘积减小。为了使杠杆重新平衡，右侧力与力臂的乘积也应减小，右侧的力不变，所以需将右侧钩码向左移动来减小右侧的力臂。 （3）在丙图中，将杠杆的支点换到了O点处，杠杆自身有重力，且重力的作用线不通过支点O，杠杆自身重力对杠杆平衡产生了影响，所以利用杠杆平衡条件在杠杆左右两侧不同位置挂上钩码，发现杠杆无法在水平位置平衡。 9．学习小组利用轻质杠杆、弹簧测力计、钩码进行了如下探究实验。 (1)如图甲，杠杆保持静止，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态。要使杠杆在水平位置平衡，需将杠杆的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节；将杠杆调节至水平平衡，目的是为了________； (2)如图乙，在杠杆A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，每个钩码的质量为50g。将弹簧测力计沿D竖直向下拉，杠杆保持水平平衡；然后沿C斜向下拉，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)拔河比赛时，某一队若被拉得“转动起来”，会导致身体前倾，脚底不稳输掉比赛。如果把拔河的人看成杠杆，可以建立如图甲所示的模型。于是小静利用图乙的器材和钩码探究了杠杆的平衡条件。 ①实验中，桌面不水平可能会影响对杠杆水平平衡的判断，以下器材能对调节有所帮助的是________； A．重垂线　　B．刻度尺 ②小静通过改变杠杆两端悬挂钩码的个数和位置，进行了多次实验，若作用在杠杆左侧的力为动力，数据记录如下表所示： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 杠杆状态 1 1 12.0 2 6.0 平衡 2 2 12.0 1 24.0 平衡 3 2 5.0 1 10.0 平衡 分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是________； ③在图甲中画出人所受重力的力臂______________； ④在专业的拔河比赛中，队员都会通过后仰的姿势，将重心调节的很低，如图丙所示，这样不容易被拉得“转动起来”，原因是__________。 【答案】(1) 平衡 右 便于测量力臂 (2)变大 (3) A 见详解 【详解】（1）[1]杠杆保持静止，根据杠杆平衡状态的定义，静止或匀速转动都为平衡状态，故此时杠杆静止处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆左端下沉，表明左边要重一些，要使杠杆在水平位置平衡，需将杠杆的平衡螺母向右调节。 [3]将杠杆调节至水平平衡，作用力是竖直的，此时力臂与杠杆重合，可直接从杠杆刻度读取，无需复杂测量，能简化操作、减小误差。所以将杠杆调节至水平平衡，目的是为了便于测量力臂。 （2）当弹簧测力计沿C斜向下拉时，阻力和阻力臂不变，斜拉时，动力臂是从支点O到动力作用线的垂直距离，比竖直拉时的力臂短，即动力臂变小。根据杠杆平衡条件，则动力变大，所以弹簧测力计的示数变大。 （3）[1]重垂线可利用重力方向竖直向下的特点，判断桌面是否水平，帮助调节杠杆水平平衡，刻度尺无法判断桌面水平情况。故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 [2]分析表格数据，计算每次实验中和的值。可得杠杆的平衡条件是。 [3]重力G的作用点在重心，方向竖直向下，从支点O向重力作用线作垂线段，该垂线段就是重力的力臂，故力臂示意图如下图所示 [4]队员后仰将重心调低，在拉力F作用时，重力的力臂增大，根据杠杆平衡条件得 ，G不变，增大，要使杠杆转动，需要更大的拉力，所以不容易被拉得 “转动起来” ，即原因是增大重力G的力臂。绳子拉力F的作用线是水平向前的，身体后仰会使支点O到拉力F作用线的垂直距离（即拉力臂）减小，在重力G和其力臂基本不变（或变化很小 ）的情况下，根据杠杆平衡条件得 ，减小，为了保持杠杆平衡，所需的动力F就可以变大，即对方需要更大的拉力才能拉动。即还有一个原因是减小绳子拉力F的力臂。 10．请完成下列填空。 (1)如图-1所示，这是旗杆顶端的滑轮，利用它来升国旗可以改变力的___________。 (2)如图-2所示，探究“弹性势能的大小与物体弹性形变的关系”的实验中，应将同一个弹簧压缩___________（选填“相同”或“不同”）的长度。 (3)体积相同的三个实心球，质量，球1、2离沙地高度相同，现让三球由图-3位置同时静止释放，球落到沙地上静止时的状态如图-3虚线所示，比较、实验，可得出重力势能大小与___________的关系；比较实验可知，物体的质量相同时，所处位置的高度越高，重力势能越___________。 【答案】(1)方向 (2)不同 (3) 质量 大 【详解】（1）国旗的旗杆顶部的滑轮是定滑轮，定滑轮不省力，可以改变动力的方向。 （2）探究弹性势能的大小与物体的弹性形变程度的关系，要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度。 （3）[1]比较a、b实验可知道，从相同的高度静止释放小球，a中小球的质量较大，落到沙地的坑较深，说明重力势能较大，可以探究出重力势能大小与质量的关系。 [2]根据转换法，实验中通过比较小球陷入沙地的深浅反映重力势能的大小，比较a、c实验可得，两个小球的质量相等，a中小球落到沙地的坑较深，说明m1重力势能较大。可初步得出结论：物体的质量相同时，所处位置的高度越高，重力势能越大。 11．选用图中所示一套装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表： 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 4 6.0 5 2.5 15 (1)实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码匀速直线上升，由记录的数据可知，该实验使用的是图______所示的实验装置； (2)第4次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______%； (3)分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)甲 (2) 0.3 80 (3) 大 无关 【详解】（1）根据表格数据可知，绳子自由端移动的距离是钩码移动距离的3倍，根据可知，连接动滑轮绳子的股数是3股，因此实验中使用的是图甲所示的实验装置。 （2）[1]第4次实验时钩码的重力是6N，移动的距离是5cm，则滑轮做的有用功为 [2]第4次实验时滑轮组的机械效率是 （3）[1]分析1、2、4次实验的数据可知，其他因素相同时，钩码越重，滑轮组的机械效率越高；说明使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。 [2]分析2、3次实验的数据可知，其他因素相同时，物体上升的高度和自由端移动的距离不同，结果滑轮组的机械效率相同；说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 12．如图所示，在测量滑轮组机械效率的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，测得的实验数据如表： 实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率/% 1 2 0.1 0.8 0.3 83.3 2 4 0.1 1.5 0.3 88.9 3 6 0.1 0.3 (1)实验时应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数； (2)第3次实验拉力大小如图所示，则测得的机械效率为_______；（百分号前保留一位小数） (3)分析数据可知，使用同一滑轮组，其机械效率与物重G存在一定关系，比较符合两者关系的图像是下列的_______。 A． B． C． D． 【答案】(1)匀速 (2)90.9% (3)D 【详解】（1）在实验中，应向上竖直匀速拉动测力计，这样才能正确地测出拉力的大小。 （2）图中测力计分度值为0.2N，第3次实验中拉力的大小为2.2N，第3次实验测得的机械效率为 （3）分析数据可知，使用同一滑轮组，提升物体的重力变大，其机械效率η也变大，但因机械效率小于1，故比较符合两者关系的图像是D。 13．由于弹簧秤的量程过小，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验方案去测量石块的重力以及液体的密度，当杠杆（自身重力不计）处于水平静止状态时，小明测量获取的实验数据如下表所示： 金属块的体积/厘米3 弹簧秤的示数/牛 OB的长度/厘米 OA的长度/厘米 物体处于空气中（如图甲） 150 1.8 30 10 物体浸没在液体中（如图乙） 150 1.2 30 10 (1)为了完成本实验，除弹簧秤外，还需要的测量工具有______； (2)根据图甲以及表中的数据可求得石块的重力为______牛； (3)根据图乙以及表中的实验数据，计算容器中液体的密度______。（请写出计算过程） 【答案】(1)刻度尺 (2)5.4 (3)1.2×103kg/m3 【详解】（1）由表格数据知实验中需要用弹簧秤测量物体在空气中和浸没在液体中示数，用刻度尺测量OA、OB的长度，所以除弹簧秤外，还需要的测量工具有刻度尺。 （2）物体在空气中时，根据杠杆的平衡条件知 石块的重力为 （3）当杠杆（自身重力不计）处于水平静止状态时，以及图乙知当物体浸没在液体中时，受到竖直向上的浮力和拉力，受到竖直向下的重力。物体对绳子的力与绳子对物体的力是一对相互作用力，大小相等，绳子受到平衡力的作用，绳子受到物体的拉力和杠杆对绳子的力大小相等，杠杆对绳子的力和绳子对杠杆的力是一对相互作用力，大小相等，则杠杆受到向下的力和物体受到向上的力大小相等，则杠杆受到向下的力为 根据杠杆的平衡条件可知 解得物体受到的浮力为 由得液体的密度为 14．小明利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向______（选填“左”或“右”）调才能使杠杆水平平衡； (2)如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，则杠杆将______（选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）； (3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将______；若b位置与水平方向的夹角为，每个钩码重为1N，则在b位置弹簧测力计的示数为______N；（g取） (4)小明突发奇想，他采用图丁进行探究，发现当杠杆平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符，拉力总是______（大于/小于）理论值，其原因是______。 【答案】(1)右 (2)右端下沉 (3) 变大 4 (4) 大于 杠杆自重的影响 【详解】（1）由图甲可知，杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节平衡螺母。 （2）设杠杆上每一小格的长度为L，每个钩码的重力为G，现将A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则此时左侧变为 右侧变为 因为，不满足杠杆平衡条件，因此杠杆不能平衡，且右端重，则右端下沉。 （3）[1]图丙中，弹簧测力计从a位置转到b位置时，对应的动力臂变小，而阻力及阻力臂不变，据杠杆的平衡条件可知，动力增大，所以测力计的示数将变大。 [2]当弹簧测力计在B点斜向下拉（与水平方向成）杠杆，此时动力臂等于 根据杠杆的平衡条件可知， （4）[1][2]图丁中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。 15．八中物理社团的同学们利用以下器材探究“浮力与哪些因素有关”，操作步骤如图所示（g=10N/kg）： (1)物体浸没在水中时受到的浮力是______N；物体密度为______g/cm³； (2)由实验步骤A、D、E可得出结论：物体所受浮力大小与______深度无关； (3)由实验步骤A、E、F可得出结论：当物体排开液体体积相同时，______越小，物体所受浮力越小；步骤F中的液体密度为______g/cm³； (4)如图甲所示，超超利用杆秤结合浮力知识设计了一款液体密度秤：轻质杆秤左端A点悬挂一质量为0.2kg、体积为25cm³的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡，将B处记作零刻度线。已知秤砣的质量为0.1kg，AO=5cm，BO=10cm。把铁块浸没在待测液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。 ①该液体密度秤刻度__________（选填“均匀”或“不均匀”）； ②现将铁块浸没在待测液体中，秤砣向左移2.5cm到C点后，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为__________g/cm3； ③若想提高该款液体密度秤的精确度，你有哪些改进方案______________（提供一种方案即可）。 【答案】(1) 1 2.7 (2)浸入 (3) 液体密度 0.8 (4) 均匀 2 减小秤砣的质量 【详解】（1）[1]步骤A中弹簧测力计测量的是物体受到重力的大小，弹簧测力计的分度值为0.1N，指针在2N后面7小格处，故物体重力 步骤D、E中物体均浸没在水中，此时物体受到的浮力 [2]物体体积 物体的质量 物体的密度 （2）实验步骤D、E中，物体浸没在水中的深度不同，弹簧测力计的示数相同，所以物体浸没在水中的深度不同时，物体受到的浮力相同，即物体所受浮力大小与浸入深度无关。 （3）[1]实验步骤E、F中，物体排开液体体积相同，弹簧测力计的示数不同，所以不同液体中，物体排开液体体积相同时，物体受到的浮力不同，根据所学知识可知，物体排开液体体积相同时，液体密度越小，物体受到的浮力就越小。 [2]物体浸没在未知密度的液体中受到的浮力 液体的密度 （4）[1]在甲乙两图中，画出密度计的五要素和力的示意图，如图所示： 根据杠杆平衡条件可知甲图中有 即 则秤砣的质量 根据杠杆平衡条件可知乙图中有 即 即 因为乙图中铁块完全浸没，所以有 所以有 化简移项得 因为均不变，所以是一次函数关系，所以的变化量与变化量有，故密度计的刻度是均匀的。 [2]铁块的密度 秤砣向左移2.5cm到C点后，OC的长度 待测液体密度 [3]提高密度计的精确度就是密度计的分度值变小，即在中，不变时，变小，即只需减小秤砣的质量或增大铁块的体积或增大OA的长度都可以提高密度计的精确度。 16．某实验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（图中每个滑轮重相等）。 实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率 1 4 10 1.7 30 78.4% 2 4 10 1.6 40 62.5% 3 6 10 2.4 30 (1)实验中，测量绳端拉力F时，应尽量在竖直方向______拉动弹簧测力计； (2)根据表中数据可知，第2次实验用的是________（选填“甲”或“乙”）图所示装置； (3)分析________（填实验次数数字）两次数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低； (4)第3次实验的机械效率________%（结果保留百分号前一位小数），比较1、3两次实验可得出结论：使用同一滑轮组，______机械效率越高； (5)若每个滑轮的质量为100g，第2次实验中克服摩擦力做的额外功为______J（不计绳重）。 【答案】(1)匀速 (2)乙 (3)1、2 (4) 83.3 提升重物重力越大 (5)0.04/ 【详解】（1）为了使拉力稳定且等于实际拉力，需要让弹簧测力计做匀速直线运动，避免加速或减速导致弹簧测力计读数不准。 （2）由表可知，第二次实验，绳端移动距离为40cm，钩码上升的高度为10cm，即 说明承担动滑轮重的绳子段数为4，所以用的是如图乙所示的滑轮组。 （3）要比较“不同滑轮组”、“提升相同重物”，即要动滑轮重不同，也就是使用的动滑轮个数不同，由表可知，1和2实验，钩码重相同，上升高度相同，2使用的是图乙所示滑轮组，1使用的是 即图甲所示滑轮组，2实验使用的滑轮组多一个动滑轮，机械效率更低，因此分析1、2两次数据可得出结论，使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低。 （4）[1][2]由表可知，第3次实验绳端移动距离为30cm，钩码上升的高度为10cm，即 所以使用的是图甲所示滑轮组，其机械效率 与1实验比较，其他相同，提升的重物重力更大，机械效率更大，因此可得出结论，使用同一滑轮组，提升的物重越大，机械效率越高。 （5）在第2次实验中，每个滑轮的质量为100g，即滑轮总重力为 所以第二次实验中，克服动滑轮重所做的额外功 总共做的额外功 所以克服摩擦力所做的额外功 17．如图甲所示，是张军参加中学生体质测试的部分数据。张军在想，如果我们把做引体向上的动作理想化为：向上拉时手臂用力把身体匀速拉到一定高度，向下时手臂几乎没用力，且每次上拉的高度相同（如图乙）。我们就可以用初中学到的知识来测量引体向上的平均功率大约是多少了。请设计一份实验方案，测量张军一次性完成10个引体向上的平均功率。 (1)学校已提供了适合做引体向上的单杠和场地，除了图中有用的信息外，还需要的测量器材有_________。 (2)实验步骤：__________________。 (3)本实验中，平均功率的表达式为______。 【答案】(1)刻度尺、秒表 (2)见详解 (3) 【详解】（1）在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升，所以 图中已给出了张军的质量，所以还需要知道做引体向上时每次身体上升的高度和测量完成10个引体向上所用的时间，所以还需要的测量器材有刻度尺和秒表。 （2）实验步骤：①用刻度尺测量出张军做引体向上时每次身体上升的高度h； ②用秒表记录张军一次性完成10个引体向上所用的时间t； ③根据功率公式计算平均功率。 （3）根据上述分析，因为做了10次引体向上，所以 W=mgh×10 所以平均功率 18．请你自选器材设计实验，探究“杠杆水平平衡时，如果动力和阻力都保持不变，那么动力臂跟阻力臂有什么关系？”。要求： (1)写出主要的实验步骤。（可画示意图辅助说明） (2)画出记录实验数据的表格。 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）实验步骤如下： ①如图所示，调节杠杆使其在水平位置平衡，在杠杆的右端第一格处挂1个钩码看成动力，左端第二格处挂2个钩码看成阻力； ②保持动力和阻力不变，只改变阻力臂的大小，去观察动力臂的变化，将每次实验操作所得数据记录在表格中。 （2）实验数据记录表格，且表格如下： 实验次数 动力/F1/N 动力臂L1/m 阻力/F2/N 阻力臂L2/m 1 2 3 19．跳绳是一种很好的锻炼身体的方式，在课间休息时间经常跳绳有益于身体健康。兴趣小组想测量同学跳绳时克服重力做功的平均功率（不计绳重）。请你与小组交流，设计一个实验方案来测量同学跳绳时克服重力做功的平均功率。（温馨提示：注意实验方案的可操作性） (1)实验器材：______。 (2)实验步骤：____________。 【答案】(1)台秤（或电子秤等）、刻度尺、停表 (2)见详解 【解析】【小题1】实验中，要测人的质量和平均每次跳起的高度h，还应测量跳n次所用的时间，所以除刻度尺停表外，还需要的测量工具是台秤(或电子秤)。 【小题2】根据 可知，估测的主要步骤： ①用台秤称出人的质量m； ②用刻度尺测出跳起的高度h； ③测量出跳绳的次数n，并记下所用的时间t。 20．学习了功率的知识后，小王和小白两位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动： (1)他们需要测量工具分别是：磅秤、卷尺和___________；（填写测量器材） (2)小王设计的测量步骤如下，其中多余的是___________（选填序号字母）； A．测出自己的质量m B．测出楼梯的总长度L C．测出一楼到三楼的竖直高度h D．测出自己上楼所用的时间t (3)利用以上所测物理量计算功率的表达式是___________； (4)测得小王的质量是60kg，他从一楼登上三楼（每层楼高3m）用了20s的时间，则小王登楼的功率是___________W；（g取10N/kg） (5)他俩比赛看谁先从一楼爬到五楼，于是两人同时开始向上爬，结果小白先到五楼，小王后到五楼，已知他俩的体重相同，他俩做的功___________大，功率___________大。（两空均选填“小王”“小白”或“一样”） 【答案】(1)秒表 (2)B (3) (4)180 (5) 一样 小白 【详解】（1）根据实验原理知道，实验时需要用磅秤测出身体质量m、用刻度尺测出爬楼的高度h的、用秒表测出爬楼时间t。 （2）估测自己上楼的功率，需要计算出上楼所做的功和上楼的时间，根据公式 求出功率的大小，故并不需要测量楼梯的总长度L，即B是多余的。 （3）由以上分析知道，所测物理量计算功率的表达式是 （4）从一楼上到3楼，上升的高度 小明上楼的功率 （5）[1][2]他俩的体重相同，上升的高度也相同，所以他们做的功相同，小白先到六楼，小王后到六楼，小白用的时间短，则由可知，小白的功率大。 21．小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。 （1）用_________测量自己的质量m。 （2）用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。 （3）用_________测出引体向上n次所用的_________（填物理量与其对应字母）。 （4）引体向上时，克服自身重力的平均功率P=_________（用所测物理量和已知量符号表示）。 （5）小华和小明引体向上的平均高度相同，假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( ) A．体重相同，频率高的平均功率小 B．频率相同，引体向上时间长的平均功率大 C．频率相同，体重大的平均功率大 D．体重相同，引体向上时间长的平均功率大 （6）若小华的质量为60kg，每次重心上升高度为40cm，每分钟引体向上25次，在1min内他克服重力做功的平均功率为_________W。（g取10N/kg） 【答案】 体重秤 秒表 时间t C 100 【详解】[1]人的质量超过了天平的量程，所以可以用体重秤测量自己的质量。 [2][3]测出了人的质量、引体向上的平均高度h，根据，可以计算克服重力所做的功，由可知，只有测出时间，就可以计算功率，所以用秒表测出引体向上n次所用的时间t。 [4] 引体向上n次所做的功为，结合 可得，克服自身重力的平均功率 [5]A．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故A错误； B．频率相同，由及频率的定义可知，平均功率与体重成正比，与引体向上的总时间无关，故B错误。 C．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，故C正确； D．根据可知，体重相同，由于n不知道，不能根据时间长短来判断功率的大小，故D错误。 故选C。 [6]每次重心上升高度为 一次克服重力做功 每分钟做功 克服重力做功的平均功率为 22．小明用图示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 1 4 33 30 2 4 18 30 2.4 3 4 7.5 30 1.0 (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_________调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平平衡，这样做的目的是_________； (2)分析表中数据可得出杠杆的平衡条件为________（用F1、F2、l1和l2表示）； (3)实验中进行多次实验的目的是__________（选填“A”或“B”）。 A．取平均值减少误差 B．使实验结论具有普遍性 【答案】(1) 左 便于测量力臂 (2)F1l1=F2l2 (3)B 【详解】（1）[1]由题意知，杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明左端高，根据杠杆左高左调，右高右调，因此应把杠杆两端的平衡螺母向左调。 [2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂。 （2）由实验数据可得 4N×18cm=2.4N×30cm 4N×7.5cm=1.0N×30cm 因此可得出杠杆的平衡条件为 F1l1=F2l2 （3）此实验为探究性实验，是为了寻找一个普遍性规律，若只做一次实验会使结论有偶然性，因此为了使实验结论具有普遍性，要进行多次实验。 故选B。 23．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如表： 次数 钩码重G/N 钩码上升的距离h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计上升的距离s/cm 机械效率η/% 1 2 5 1 15 66.7% 2 4 5 1.7 15 78.4% 3 6 5 15 （1）实验操作中应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时，弹簧测力计示数不稳定，如果能在弹簧测力计静止时读数会更准确，小明认为如果这样，测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要________（填“偏大”或“偏小”），其原因是忽略了摩擦力对滑轮组机械效率的影响； （2）第三次实验中的机械效率为________； （3）如果在图甲的实验探究过程中，小明在不改变其他条件的情况下，把动滑轮换为个质量更大的滑轮，则所测得的机械效率将比原来________（选填“高”或“低”）。 【答案】 偏大 83.3% 低 【详解】（1）[1]按小华的方案测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要偏大，原因是忽略了摩擦力对滑轮组机械效率的影响，即导致额外功减小。 （2）[2]图中测力计分度值为0.2N，示数为2.4N。则机械效率 （3）[3]小明在不改变其他条件的情况下，把动滑轮换为个质量更大的滑轮，则在有用功一定时，增大了额外功，所以所测得的机械效率将比原来低。 24．某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置如图所示，每个钩码质量都相等。 (1)杠杆在图甲所示位置，为使其在水平位置平衡，可将右螺母向______（填“左”或“右”）调节； (2)如图乙所示，小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计）。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在D点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平平衡；接着他将挂在D点的钩码先后挂在N、G两个点又进行了两次实验，可以观察到的现象有（   ） A．钩码挂在N点，CD仍然水平平衡 B．钩码挂在N点，CD向左倾斜 C．钩码挂在G点，CD仍然水平平衡 D．钩码挂在G点，CD向右倾斜 【答案】(1)右 (2)AC 【详解】（1）杠杆在图甲所示位置，左端下沉，为使其在水平位置平衡，根据“左偏右调，右偏左调”原则，可将右螺母向右调节。 （2）在圆盘的C点挂上4个钩码，又在D点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平平衡，根据杠杆平衡条件，则；当钩码从D点移到N、G点时，因为圆盘密度均匀，左右两边对圆盘的拉力大小不变，仍为、，左边拉力的力臂不变，仍为，右边的拉力力臂大小也不变，仍为，左右力和力臂的乘积均不变，根据杠杆平衡条件，钩码挂在N点或G点，CD仍然水平平衡。故AC符合题意，BD不符合题意。 故选AC。 25．同学们共同研究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点。 (1)他们研究定滑轮的特点时，做的实验如图甲所示，据此可初步得出：使用定滑轮___________； (2)他们研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是____________； (3)他们组装了滑轮组，使用滑轮组匀速提升重物，如图丙所示，拉力为________N。据此可知，使用滑轮组不仅可以________，还可以________； (4)老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是（　　）。（填字母） A．选取最准确的数据进行分析 B．利用控制变量法进行分析 C．得到具有普遍性的规律 【答案】(1)能改变力的方向，但不能省力 (2)动滑轮有重力 (3) 1.2 省力 改变力的方向 (4)C 【详解】（1）如图甲所示，使用定滑轮所用拉力与物重相等，但改变了力的方向，据此可初步得出：使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力。 （2）如图乙所示，使用动滑轮，所用拉力小于物重，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是动滑轮有重力且绳轮间存在摩擦力。 （3）[1]如图丙所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力为1.2N。 [2]使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向，而滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，据此可知，使用滑轮组不仅可以省力，还可以改变力的方向。 （4）老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是避免实验结论的偶然性，得到具有普遍性的规律，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 26．小晨用如图甲所示的杆秤称量物体质量时，发现所称物体质量不同时秤砣所挂的位置不同。小晨与同学讨论后提出以下探究问题：杠杆平衡时，动力和阻力臂一定，动力臂与阻力之间有什么关系?于是大家找来器材，计划利用图乙所示装置进行研究。 (1)称量物体质量时杆秤静止如图甲所示，此时杆秤处于____________状态；（选填“平衡”或“不平衡”） (2)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向____________调节，使杠杆在水平位置平衡； (3)实验中，小晨将重为2N的物体悬挂在杠杆支点右侧，然后将弹簧测力计倒挂在杠杆左侧的固定位置A点，竖直向下拉动挂环测量阻力的大小，移动物体悬挂的位置使杠杆在水平位置平衡。将动力、动力臂、阻力、阻力臂记录下来。接下来他要进行的操作是改变竖直向下拉弹簧测力计力的大小，然后____________，使杠杆仍然在水平位置平衡，多次重复实验，将数据记录在表格中。 实验次数 动力 阻力臂 阻力 动力臂 1 2 0.1 1 0.05 2 2 0.1 2 0.1 3 2 0.1 4 0.2 …… (4)分析表中的数据，可以得出结论：杠杆平衡时，__________。 【答案】(1)平衡 (2)右 (3)改变重为2N的物体力臂的大小 (4)动力×动力臂=阻力×阻力臂 【详解】（1）杠杆平衡状态是指杠杆静止状态或杠杆匀速转动状态，图甲中杠杆处于静止状态，因而该杠杆处于平衡状态。 （2）杠杆不在水平位置平衡，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节平衡螺母。 （3）由表格数据知，动力F1、阻力臂l2不变，若改变阻力F2的大小，即改变竖直向下拉弹簧测力计力的大小，根据杠杆平衡条件，则改变动力臂l1大小，即改变重为2N的物体力臂的大小。 （4）分析表中的数据，第1次实验 2N×0.05m=1N×0.1m 第2次实验 2N×0.1m=2N×0.1m 第3次实验 2N×0.2m=4N×0.1m 由此得出结论F1l1=F2l2，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。 27．如图所示，某同学在做“测定滑轮组机械效率”实验时，采用“一个定滑轮、一个动滑轮”组成的滑轮组，实验记录如下表： 实验序号 钩码重/N 钩码上升距离/cm 拉力/N 绳端移动距离/cm 机械效率 ① 3.0 10 1.5 30 66.7% ② 4.5 10 2.0 A B ③ 6.0 10 2.5 30 80.0% (1)完成表格两个数据的计算。A：________；B：________； (2)如果第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验，则弹簧测力计读数将__________，机械效率将_________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)某次实验时将绳子自由端竖直方向_______拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是( ) A．        B．        C．        D． (4)分析表中数据可以发现，使用同一滑轮组提升钩码，钩码重力变大，机械效率将______（选填“提高”、“不变”或“降低”） 【答案】(1) 30 75.0% (2) 变小 变小 (3) 匀速 B (4)提高 【详解】（1）[1]由其他组数据及滑轮组图可知，绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系为，则A单元格为 [2]B单元格为第二次实验时的机械效率，由可得，机械效率为 （2）[1]如果第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验，增加了动滑轮，根据可知，因为增大比例小于n增大比例，所以弹簧测力计的示数会变小。 [2]根据机械效率计算公式可知，因为增大，所以机械效率会变小。 （3）[1]实验时将绳子自由端竖直方向匀速拉动时弹簧测力计，以保证系统处于平衡状态，测力计示数稳定。 [2]AD．机械效率计算的基本公式为，其中有用功就是克服物体重力所在的功，即，总功为拉力所做的功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力所做的功为额外功，所以有 故AD正确，不符合题意； BC．绳子自由端移动的距离与物体被提升的高度之间的关系为，提升物体时所需拉力大小为，所以有 故C正确，不符合题意；故B错误，符合题意。 故选B。 （4）由可知，使用同一滑轮组提升钩码，钩码重力变大，所做的有用功变大，而额外功几乎不变，有用功占总功的比例变大，机械效率将会提高。 28．在“测滑轮组机械效率”的实验中，小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据记录如表。 实验序号 钩码重/N 钩码上升距离/cm 拉力/N 绳端移动距离/cm 机械效率 ① 3.0 10 1.5 30 66.7% ② 4.5 10 2.0 30 ③ 6.0 10 2.5 30 80.0% (1)第②次实验中，滑轮组的机械效率为________； (2)分析表中数据可以发现：使用同一滑轮组提升钩码，钩码重力变大，机械效率将________（选填“提高”、“不变”或“降低”）。 【答案】(1)75.0% (2)提高 【详解】（1）由数据可知，第②次提升重物所做有用功 由数据可知，第②次提升重物拉力所做总功 第②次实验滑轮组的机械效率为 （2）由表格数据可知，提升的钩码的重力依次变大，机械效率依次增大，所以使用同一滑轮组提升钩码时，钩码重力变大，滑轮组的机械效率将提高。 29．同学们做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)调节杠杆水平平衡后，第一组同学按图甲进行实验，第二组同学按图乙进行实验，第一组的弹簧测力计示数比第二组____（选填“大”或“小”），你认为第____（选填“一”或“二”）组实验更方便，理由是______________； (2)如图所示，杠杆在水平位置平衡。此时，在B点下方加挂一个钩码，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可以将A点的两个钩码向 _____（选填“左”或“右”）移动_____格； (3)小明和小红制作杆秤： ①如图，用50cm长的木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空托盘挂在M点作为秤盘，在N点挂粗绳作为提纽；移动细线的位置，直到杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应刻度值为____g； ②在秤盘中逐一添加50g的砝码，移动细线的位置，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量。为了增大杆秤的最大测量值，你的方法是____。 A．增大秤砣质量        B．增大杆秤的长度      C．提纽位置右移 【答案】(1) 小 一 便于测量力臂 (2) 右 1 (3) 0 AB 【详解】（1）[1]对比甲、乙两图，阻力和阻力臂不变。根据杠杆平衡条件，甲图中弹簧测力计竖直向上拉，拉力力臂等于支点到拉力作用点的杠杆长度；乙图中弹簧测力计斜向上拉，拉力力臂是支点到拉力作用线的垂直距离，即甲图动力臂更大。由可知，越大，越小，故第一组示数更小。 [2][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，因此第一组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，力臂直接从杠杆上直接读取。 （2）[1][2]若每个钩码重G，每个小格长L，若在B处下方再加挂一个钩码，则 A处挂两个钩码，即总重力为2G，使杠杆在水平位置仍然平衡，则 则，所以应向右移动1格可使杠杆在水平位置再次平衡。 （3）[1]如图，用50cm长的木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空托盘挂在M点作为秤盘，标记此时细线的位置，此时托盘上物体质量为0，则该位置对应刻度值为0g。 [2]为了增大杆秤的最大测量值，根据杠杆平衡条件，即要使增大，可以增大，即增大秤砣质量，也可以减小，提纽位置左移，还可以增大，增大杆秤的长度，故AB符合题意，C不符合题意。 故选AB。 30．如图所示是“测量滑轮组的机械效率”实验，得到的数据如表所示。 次数 钩码重/ 钩码上升的距离/ 弹簧测力计的示数/ 绳端上升的距离/ 机械效率 1 2 5 1 15 2 3 5 15 3 4 5 15 (1)在实验操作中应该______拉动弹簧测力计。 (2)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为______N，机械效率约为______%（保留到），额外功为______J。 (3)分析数据可得，使用同一滑轮组提升重物时，______，滑轮组的机械效率越高。 (4)若忽略绳重及摩擦，下列方法中，能提高滑轮组机械效率的是______（填序号）。 ①增加钩码的重力 ②换质量更小的动滑轮 ③增大钩码上升的距离 ④改变绕线方式 【答案】(1)竖直匀速 (2) (3)物重越重 (4)①② 【详解】（1）在实验操作中，为了使拉力大小不变，应该竖直匀速拉动弹簧测力计。 （2）[1]由图得，测力计的分度值为，第3次测量时，弹簧测力计示数为。 [2]第3次实验时所做的有用功为 第3次实验时所做的总功为 第3次测量滑轮组的机械效率约为 [3]第3次做的额外功为 （3）分析实验数据，使用同一滑轮组提升不同重物上升相同的高度，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高，则实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，物重越重，滑轮组的机械效率越高。 （4）①增加钩码的重力，即增加物重，滑轮组的机械效率会变大，故①符合题意； ②换质量小的动滑轮相当于减小动滑轮的重力，即可减小额外功，在提升物重一定时，滑轮组的机械效率会变大，故②符合题意； ③④机械效率是有用功与总功的比值，忽略绳重及摩擦，由机械效率公式推导，由此可知，滑轮组机械效率与钩码被提升的高度、绕线的方法都无关，故③④不符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $