第十一章 简单机械（实验题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下学期热点题型专练（2024北师大北京版）

第十章 功和机械能（实验题30道） 1．在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。 （1）实验前杠杆如图甲所示，需向 _____调节平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡； （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l1和动力F1数据绘制了l1﹣F1的关系图象，如图丙所示。由图象推算，当l1为0.6m时，F1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 _______。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 ________。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），第 _____次杠杆的机械效率高。 2．如图所示为探究杠杆平衡条件实验装置。 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡并静止，这样做的目的是：___________（选填序号）。 A．消除杠杆自身重力对实验的影响 B．便于直接从杠杆上读出力臂的值 （2）调节平衡后，在杠杆如图所示位置处挂2个钩码，则在A点处应挂___________个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。 3．实验小组的同学们在做“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，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越________（选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是________；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________。 (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________和________有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 4．在用蜡烛、铁丝、杯子、碟子等器材进行“制作蜡烛跷跷板”活动中，小明发现当一端烛油滴下时，此端就上升。两端交替上下，形成一个蜡烛“跷跷板”，如图甲所示。 【问题】 是什么因素影响了蜡烛杠杆的平衡？为什么蜡烛两端会交替上下？为寻求答案，小明取了杠杆、钩码（每个钩码重0.5N）、细绳、刻度尺、弹簧测力计等器材先进行了如图乙所示的实验。由此他猜想影响杠杆平衡的因素可能是：力和支点到力的作用点的距离（猜想1）、力和支点到力的作用线的距离（猜想2）。 【证据】 （1）为验证哪个猜想更准确，小明又进行了图丙所示的实验。在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，发现当测力计示数为1N时，杠杆在水平位置平衡；而将测力计向右斜着拉时，发现当测力计示数为1N时，杠杆在水平位置不能平衡； ①这两种情况下，支点到力的作用点的距离______，而_____________的距离发生了变化；②由此初步判断猜想_____是正确的； （2）在明确了影响杠杆平衡的因素后，小明继续用乙图所示的装置重新实验，测量的数据如下表所示： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N ■ 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 【解释】 ①表格中“■”处应填写的内容是__________； ②分析表格中数据，可得出杠杆的平衡条件是_________； ③由上述探究可知，乙图中每次用钩码的重力充当动力和阻力，并让杠杆在水平位置平衡，是因为此时支点到力的作用点的距离和支点到力的作用线的距离恰好相等，便于方便的从杠杆上_________； 【交流】 当一端烛油滴下时，此端就上升，原因是__________。 5．在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 (1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向_______调节； (2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，调节杠杆水平平衡后，在A点挂四个钩码，要使杠杆重新在水平位置平衡，应该在B点挂_______个相同的钩码。 6．某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图，他们测得钩码重、拉力、钩码上升的高度、测力计移动的距离s，将数据一并记入下表： 实验 ★ （1）表格中数据★= ___________ ； （2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是___________ ； （3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是___________ ； （4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将___________ （变大/变小/不变）。 7．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm ① 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 2.2 30 90.9% （1）表格中①处应填写的内容为__________；第二次实验的机械效率为__________。 （2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与______有关； （3）小明进一步分析三次实验发现，钩码重力越大，额外功越大，请用所学知识进行解释：_______。 8．实验桌上有满足要求的实验器材：已调零的弹簧测力计一个，重力为1N的钩码两个，杠杆一个。杠杆上相邻刻度间距离相等均为5cm，杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图所示。小华利用上述实验器材，设计一个实验证明：“杠杆在水平位置平衡时，如果阻力和阻力臂保持不变，动力与动力臂有关。” (1)如图甲所示，若杠杆在使用前左端高，右端低，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向______（填“左”或“右”）调节至平衡。 (2)下列实验步骤中正确的实验顺序是______。 A．调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡 B．保证钩码的个数和位置不变，改变弹簧测力计的位置重复实验，记录动力臂、动力，将实验数据记录在表格中 C．记录动力臂、动力，将实验数据记录在表格中 D．将两个钩码挂在杠杆的点，将弹簧测力计挂在点，竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置重新平衡，如图乙所示 (3)如图丙所示，点仍悬挂两个钩码，用弹簧测力计在点沿着斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡。与图乙所示相比，弹簧测力计的示数______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 (1)为了使杠杆在水平位置平衡，应向________（选填“左”或“右”）调节螺母。支点在杠杆的中点是为了消除杠杆________对平衡的影响。 (2)如图乙所示，杠杆平衡后，若将竖直向下拉动的弹簧测力计改为沿着虚线方向拉动，则弹簧测力计示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)保持A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的数据，绘制了的关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当为2N时，为________m。在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是__________。 A．使测量数据更准确 B．多次测量取平均值减小误差 C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性 (4)如图丁所示，交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升，原因是此端力和力臂的乘积变________。 10．小明使用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，其中每个钩码的重力均为0.5N。 (1)小明将杠杆放在水平桌面上，静止时所处的状态如图甲所示，接下来应向___________（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 (2)调节好杠杆后，在杠杆两侧挂上适量的钩码，改变钩码的数量和位置使杠杆处于平衡状态，多次进行实验，其中第1次实验的情景如图乙所示，请在表格中补充对应的数据。 序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 ①___________ ②___________ 10.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 0.5 20.0 1.0 10.0 4 2.0 15.0 1.5 20.0 (3)分析表中的数据可得出，杠杆的平衡条件是___________（填写字母表达式）。 (4)筷子是中国的传统餐具，用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与表中第___________次实验时的杠杆类型相同。 (5)如图丙所示，某次杠杆处于水平平衡状态时，用带杆的滑轮水平向左推动右侧钩码的悬线（保持钩码悬挂位置不变，不计摩擦），则此时右侧钩码对杠杆拉力的力臂___________（选填“变大”“变小”或“不变”），杠杆将___________（选填“右端下沉”“左端下沉”或“保持水平”）。 11．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。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示： 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向__________缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）的装置完成的，它的机械效率__________； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是___________（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较__________（填实验次数）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，___________，滑轮组的机械效率越高。 12．某小组同学探究杠杆的平衡条件，他们所使用的杠杆上相邻刻线间的距离相等，弹簧测力计的量程和分度值均满足实验要求。 (1)实验前，如果杠杆静止时如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节； (2)杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂1个钩码，如图乙所示，然后可以用弹簧测力计在______（选填“B”或“C”）点竖直向上拉杠杆，使杠杆再次水平平衡； (3)同学们经过一系列探究，将收集到的实验数据记录到下面表格中。 阻力F2/N 1.5 0.5 0.5 2 0.5 阻力臂l2/m 0.1 0.1 0.1 0.24 0.08 0.5 动力F1/N 2.5 动力臂l1/m 0.15 0.1 0.5 0.03 0.04 通过分析实验数据归纳出杠杆平衡的条件是______。 13．用下图所示装置探究杠杆平衡条件。 (1)挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时应向_____（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡是为了_____。 (2)由图乙、丙可初步得出杠杆平衡条件是：_____。 (3)如图丁所示，将弹簧测力计从a位置转到b位置，若弹簧测力计示数不变，杠杆将不再水平，说明力的作用效果与力的_____有关。 14．在“探究杠杆平衡条件的实验”中： (1)如图甲所示，则应将平衡螺母向______调节（选填“左”或“右”），才能使杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂6个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆______（选填“左端下沉”或“右端下沉”）； (3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动b位置时，其示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）； (4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数为______N。 15．如图，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，选用的杠杆质量分布均匀，刻度均匀，每个钩码的重力相等。 （1）组装好杠杆，将杠杆放到水平位置后松手，发现杠杆按如图甲所示方向转动，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，在杠杆A点处挂4个钩码，若想使杠杆水平平衡，则应在B点处挂________个钩码；杠杆水平平衡后，若在A、B两点处都同时多挂一个钩码，则杠杆的________（选填“左”或“右”）端将下沉； （3）图乙中，也可在B点用弹簧测力计沿竖直方向向下拉使杠杆在水平位置平衡，杠杆水平平衡后，将弹簧测力计绕其悬挂点逆时针旋转，在此过程中，仍要保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）若选用图丙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡，但老师不建议采用这种方式，原因是___________ 【拓展】实验室中还有一根质量分布不均匀的杠杆CD，质量为2.4kg，长度为0.2m。如图丁所示，将两台完全相同的电子秤M、N放在水平桌面上，再将此杠杆用轻质支脚支撑放在两秤上，杠杆与支脚的接触点为E、D，此时M秤的示数是0.8kg。，支脚的质量忽略不计，欲使N秤的示数变为0，应将M秤向右移动________m。（） 16．小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，他猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高，请设计实验检验其猜想，并填写实验报告。 (1)实验目的：___________； (2)实验器材：小明准备了钩码，除了图所示的器材，你还简要的测量工具有___________； (3)实验步骤：___________。 17．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。 18．实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤。 19．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）。 20．在“探究滑轮组的机械效率”实验中，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮得第5组数据，测得数据如表： 实验次数 动滑轮重/N 物重/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率/% 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6 2 0.5 1 0.2 0.7 0.6 47.6 3 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6 4 0.5 4 0.1 2 0.3 ② 5 1 4 0.1 ① 0.5 (1)实验中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动； (2)前4次实验是由甲滑轮组完成的，根据前四组数据，在图甲中画出实验时滑轮组的绕绳方式； (3)在实验过程中弹簧测力计示数不稳定，有同学认为匀速拉动弹簧测力计上升比较困难，可以使弹簧测力计拉着绳子末端静止时读数，他的观点是______（选填“正确”或“错误”）的； (4)根据图乙可知表格中①处数据应为______，②处数据应为______； (5)由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与______有关； (6)有的同学认为机械越省力，它的机械效率越高。你是用小明收集到的第______两组数据对比分析来判断这句话是错误的。 21．杠杆、滑轮作为生活的工具，让困难的事情简单化，利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。 (1)在测量某物体密度的时候，小雅发现不用天平也能够测量物体的质量，于是设计了如图1所示的装置。测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是__________； (2)保持左侧重物及其位置不变，改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是____N（杠杆上每一小格长度为1cm）； (3)接着，小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示，其体积为____cm3；该物质的密度为____kg/m3；通过查询，发现该物质可能为加工青铜（取10N/kg）； (4)如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同数量的同种钩码，绳子末端的力____，甲的机械效率____乙的机械效率（前两空均选填“大于”“小于”或“等于”），滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度____（选填“有关”或“无关”）。 (5)若图乙中，用拉力大小为的力使钩码匀速提升的高度，钩码总重力为，该装置中克服绳重及摩擦所做的功为，则动滑轮重力______（用所给字母表示，空气阻力忽略不计）。 22．某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转，连接滑块和压块的细绳自然拉直，事先用电子秤分别测出滑块和压块的重力和。 (1)此装置中定滑轮的作用是改变力的________ (2)本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是________ ①水平传送带必须匀速运转        ②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平 (3)开启电源，应使皮带轮上方的传送带向________运动，此时滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向________。读出电子秤的示数，此时滑块所受滑动摩擦力大小________（用测得的物理量表示）。 (4)画出压块对电子秤的压力示意图。________ 23．小明想测出物体的质量，估测物体重约10N。请你利用下列器材帮他设计一个测量物体重的实验方案。器材： 物体、弹簧测力计（量程为0～5 N）、已调平衡的杠杆、刻度尺和细线。（图所示） 要求： （1）写出主要实验步骤； （2）写出物体重的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 24．小永猜想“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材，重物M的重力5N<G<9N，动滑轮共有3个，如图所示。请你设计实验，检验小永的猜想是否正确。 (1)为了完成该实验，还需要补充的实验器材有___________； (2)实验步骤： ①根据实验的需要，完成实验装置的组装； ②将重物M挂在B动滑轮下，________________________________； ③____________________________，重复步骤②记下示数F2； (3)若___________________________，则小永的猜想正确。 25．如图所示，小勇利用铁架台，带有均匀刻度的杠杆，细线，弹簧测力计，钩码若干（每个钩码质量相同）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。 （1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，为了便于测量力臂，应使杠杆在_________位置平衡。为此，应将平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节； （2）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂_________个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡； （3）如图丙所示，杠杆始终保持在水平位置平衡，小新将弹簧测力计从位置①移动到位置②时，测力计的示数将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 26．公园里有这样一个情境：体重相近的彬彬和华华坐在跷跷板的两端能保持跷跷板水平平衡。当体重较大的妈妈和彬彬玩时，妈妈改变了一下坐的位置后，也能与彬彬保持水平平衡，如图甲所示。 (1)下列是同学们根据图中描述的情境，提出的可探究科学问题，正确的是（　　） A．杠杆平衡时，动力与阻力不变，阻力臂越长动力臂就越长吗 B．杠杆平衡时，动力与阻力的关系是什么 C．杠杆平衡时，阻力与阻力臂不变，动力越大动力臂就越短吗 (2)小明在问题（1）中选择出正确的探究问题，立即用实验来探究。请根据小明的实验过程，完成填空： ①将杠杆调至水平平衡后，发现杠杆的底座左端下面压着一块橡皮，如图乙（a）所示，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。 ②取走橡皮，调节杠杆水平平衡，小明取来一盒（10个，每个0.5N）钩码，在A点悬挂3个钩码，在B点悬挂2个钩码（A、B两点均在刻度线上），如乙（b）图所示，此时杠杆______（选填“能”或“不能”）保持平衡。 (3)保持A点的位置和A点处悬挂的钩码数量不变，不断改变支点右侧__________，通过__________，使杠杆始终保持水平平衡，所得数据记入表格。共计三次实验。 (4)画出实验数据记录表________。 27．如图轻质杠杆上B处挂着160N的重物（AO=OB=BC），为使杠杆水平平衡，可采取的方法有： （1）在A点沿___________方向加160N的力； （2）在___________点沿竖直向上方向加160N的力； （3）在___________点所加的力为最小，此力的大小是___________N，方向是___________； 28．在“探究杠杆平衡条件的实验”中： (1)如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，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；实验过程中也要使杠杆在水平位置平衡，目的是为了______； (2)如图乙所示，在A点挂4个钩码，应在B点挂______个相同的钩码； (3)如图丙所示，用弹簧测力计分别按a、b两种情况用力，较省力的是______；在丙图中画出弹簧测力计沿b方向施加拉力时的力臂L；__________ (4)探究过程中必须多次实验，这是为了______。 29．如图所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时可以把右端的平衡螺母向____________（选填“左”或“右”）调节，直至使杠杆在水平位置平衡； （2）如图乙所示杠杆在水平位置平衡时，在杠杆左端B点处挂2个钩码，则应该在杠杆右端A点处挂____________个相同的钩码；平衡后将两端的钩码分别向远离支点的位置移动一格，则杠杆将____________（选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）实验中，通过改变钩码的位置或钩码的个数来改变力臂或力的大小进行多次实验，目的是____________； （4）如图丙，小明在实验时分别沿着竖直向下和斜向下两个方向拉弹簧测力计，都能使杠杆在水平位置平衡； ①弹簧测力计由竖直向下变为斜向下时，弹簧测力计的示数将____________，原因是弹簧测力计拉力的力臂____________导致的；（均选填“变大”、“变小”或“不变”） ②同组的小华认为，竖直向下拉动测力计操作更方便，原因是____________。 （5）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆中点时，杠杆的平衡条件是否依然成立”，于是他利用如图丁所示的装置进行探究，发现在杠杆左端不同的位置，用弹簧测力计测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是____________。 30．某实验小组“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，得到的数据如下表所示。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 4 10 1.8 30 74.1% 2 6 10 2.5 30 (1)实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，实验中若缺少刻度尺_____ （选填“能”或“不能”）完成实验； (2)表中第2次实验，拉力做功_________ J，滑轮组的机械效率η＝________； (3)比较两次实验数据，可得出结论：使用同一滑轮组，________ ，机械效率越高。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 功和机械能（实验题30道） 1．在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。 （1）实验前杠杆如图甲所示，需向 _____调节平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡； （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l1和动力F1数据绘制了l1﹣F1的关系图象，如图丙所示。由图象推算，当l1为0.6m时，F1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 _______。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 ________。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），第 _____次杠杆的机械效率高。 【答案】 右 4 0.5 不变 90% 2 【详解】（1）[1]杠杆不在水平位置，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，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小。 （2）[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 需在D点挂4个钩码。 （3）[3]由于此题中的阻力和阻力臂不变，据F1L1＝F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出 F2L2＝F1L1＝0.1m×3N＝0.3N•m 故若当L1为0.6m时 （4）[4]由图示可知，当重物被提升的过程中，根据数学知识可知，动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知，拉力不变。 [5]物体上升的高度 h＝10cm＝0.1m 拉力移动的距离为 s＝25cm＝0.25m 此时杠杆的机械效率为 [6]杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重做额外功，并且 W有用+W额＝W总 设杠杆重心升高的距离为h，所以 Gh1+G杠杆h＝Fh2G不变，h1不变，G杠杆不变，物体从A点到B点，物体还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小；则 Gh1+G杠杆h 变小，所以Fh2也变小；根据 可知，总功变小，有用功不变，所以η变大，即第2次杠杆的机械效率高。 2．如图所示为探究杠杆平衡条件实验装置。 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡并静止，这样做的目的是：___________（选填序号）。 A．消除杠杆自身重力对实验的影响 B．便于直接从杠杆上读出力臂的值 （2）调节平衡后，在杠杆如图所示位置处挂2个钩码，则在A点处应挂___________个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。 【答案】 A 3 【详解】（1）[1]如图甲，杠杆重心左移，应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处，这样做的目的是：使杠杆的重力过支点，重力的力臂为零，消除了杠杆的自重对实验的影响，故选A。 （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可得 解得，在A点处应挂3个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。 3．实验小组的同学们在做“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，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越________（选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是________；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________。 (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________和________有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 【答案】(1)省 (2) 增大阻力 60.0% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表格数据可知，斜面的倾斜程度越小，拉力F越小，即越省力。 （2）[1] 在斜面上铺上毛巾，增大物体与斜面接粗面的粗糙程度，会增大阻力，所以目的是为了增大阻力。 [2] 机械效率为 （3）[1]分析表格的第二列和第七列数据可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关； [2]分析第二次和第四次的实验数据可知，斜面的机械效率和接触面的粗糙程度有关。 （4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，拉力不仅要克服摩擦力还要克服一部分物体的重力，所以拉力要大于物体所受的摩擦力。 4．在用蜡烛、铁丝、杯子、碟子等器材进行“制作蜡烛跷跷板”活动中，小明发现当一端烛油滴下时，此端就上升。两端交替上下，形成一个蜡烛“跷跷板”，如图甲所示。 【问题】 是什么因素影响了蜡烛杠杆的平衡？为什么蜡烛两端会交替上下？为寻求答案，小明取了杠杆、钩码（每个钩码重0.5N）、细绳、刻度尺、弹簧测力计等器材先进行了如图乙所示的实验。由此他猜想影响杠杆平衡的因素可能是：力和支点到力的作用点的距离（猜想1）、力和支点到力的作用线的距离（猜想2）。 【证据】 （1）为验证哪个猜想更准确，小明又进行了图丙所示的实验。在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，发现当测力计示数为1N时，杠杆在水平位置平衡；而将测力计向右斜着拉时，发现当测力计示数为1N时，杠杆在水平位置不能平衡； ①这两种情况下，支点到力的作用点的距离______，而_____________的距离发生了变化；②由此初步判断猜想_____是正确的； （2）在明确了影响杠杆平衡的因素后，小明继续用乙图所示的装置重新实验，测量的数据如下表所示： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N ■ 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 【解释】 ①表格中“■”处应填写的内容是__________； ②分析表格中数据，可得出杠杆的平衡条件是_________； ③由上述探究可知，乙图中每次用钩码的重力充当动力和阻力，并让杠杆在水平位置平衡，是因为此时支点到力的作用点的距离和支点到力的作用线的距离恰好相等，便于方便的从杠杆上_________； 【交流】 当一端烛油滴下时，此端就上升，原因是__________。 【答案】 不变/相等 支点到力的作用线 2 阻力臂l2/cm 动力×动力臂=阻力×阻力臂/F1l1=F2l2 测量出力臂/测量出支点到力的作用线的距离 此端的力和力臂的乘积变小 【详解】（1）[1][2][3]由题中信息可知，小明认为影响蜡烛杠杆的平衡的因素可能是支点到力的作用线的距离或支点到力的作用点的距离，由图可知，将测力计向右斜着拉时，支点到力的作用点的距离没有发生改变，但力的方向发生了改变，所以支点到力的作用线的距离发生了改变，此时再用同样大小的拉力拉测力计，发现杠杆不能水平平衡，说明影响蜡烛杠杆的平衡的因素是支点到力的作用线的距离，即猜想2是正确的。 （2）[4]由杠杆平衡条件可知，还需要测量阻力臂，故应填：阻力臂l2/cm。 [5]由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是。 [6]杠杆水平平衡，拉力与阻力方向竖直向下，此时力与杠杆垂直，方便直接从杠杆上直接读出力臂。 [7]当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。 5．在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 (1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向_______调节； (2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，调节杠杆水平平衡后，在A点挂四个钩码，要使杠杆重新在水平位置平衡，应该在B点挂_______个相同的钩码。 【答案】(1)右 (2)6 【详解】（1）杠杆的左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，故应将平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。 （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得到 4G×3L=nG×2L 解得n=6，需挂6个钩码。 6．某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图，他们测得钩码重、拉力、钩码上升的高度、测力计移动的距离s，将数据一并记入下表： 实验 ★ （1）表格中数据★= ___________ ； （2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是___________ ； （3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是___________ ； （4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将___________ （变大/变小/不变）。 【答案】 见解析 摩擦 变大 【详解】（1）[1]滑轮组的机械效率 （2）[2]实验、提起的物重相同、绳重相同，摩擦比较小，实验不需要对定滑轮做额外功，实验要对动滑轮做额外功，所以有用功相同时，实验使用动滑轮做的额外功多，实验的机械效率较低。 （3）[3]实验、提起的物重相同，动滑轮相同，绳重相同，摩擦不同，所以影响这两次试验机械效率不同的主要原因是摩擦。 （4）[4]在实验的装置下再加挂一只相同的钩码时，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例变大，滑轮组的机械效率变大。 7．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm ① 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 2.2 30 90.9% （1）表格中①处应填写的内容为__________；第二次实验的机械效率为__________。 （2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与______有关； （3）小明进一步分析三次实验发现，钩码重力越大，额外功越大，请用所学知识进行解释：_______。 【答案】 弹簧测力计示数（拉力）N 88.9% 钩码（所提升物体）重力 见解析 【详解】（1）[1]根据 知实验中需要用弹簧测力计测量拉力，故①为弹簧测力计示数（拉力）/N。 [2]第二次的机械效率为 （2）[3]分析表格数据可知，三次实验机械效率不同是由于钩码（物）重力不同造成的。所以可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与重力有关。 （3）[4]小明进一步分析三次实验发现，钩码重力越大，滑轮的轮与轴（轮与绳）之间存在摩擦越大，额外功越大。 8．实验桌上有满足要求的实验器材：已调零的弹簧测力计一个，重力为1N的钩码两个，杠杆一个。杠杆上相邻刻度间距离相等均为5cm，杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图所示。小华利用上述实验器材，设计一个实验证明：“杠杆在水平位置平衡时，如果阻力和阻力臂保持不变，动力与动力臂有关。” (1)如图甲所示，若杠杆在使用前左端高，右端低，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向______（填“左”或“右”）调节至平衡。 (2)下列实验步骤中正确的实验顺序是______。 A．调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡 B．保证钩码的个数和位置不变，改变弹簧测力计的位置重复实验，记录动力臂、动力，将实验数据记录在表格中 C．记录动力臂、动力，将实验数据记录在表格中 D．将两个钩码挂在杠杆的点，将弹簧测力计挂在点，竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置重新平衡，如图乙所示 (3)如图丙所示，点仍悬挂两个钩码，用弹簧测力计在点沿着斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡。与图乙所示相比，弹簧测力计的示数______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)左 (2)ADCB (3)变大 【详解】（1）如图所示杠杆左端高、右端低，说明杠杆右端偏重，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向左端调节。 （2）经分析，探究杠杆平衡的步骤为： A．调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡； D．将两个钩码挂在杠杆的A点，将弹簧测力计挂在B点，竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置重新平衡，如图乙所示； C．记录动力臂L1、动力F1，将实验数据记录在表格中； B．保证钩码的个数和位置不变，改变弹簧测力计的位置重复实验，记录动力臂L1、动力F1，将实验数据记录在表格中；故正确的顺序是ADCB。 （3）保持B点不变，用弹簧测力计在B点由竖直向上变为沿着BP斜向上拉时，拉力向右倾斜，此时拉力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力变大，则测力计的示数变大。 9．在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 (1)为了使杠杆在水平位置平衡，应向________（选填“左”或“右”）调节螺母。支点在杠杆的中点是为了消除杠杆________对平衡的影响。 (2)如图乙所示，杠杆平衡后，若将竖直向下拉动的弹簧测力计改为沿着虚线方向拉动，则弹簧测力计示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)保持A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的数据，绘制了的关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当为2N时，为________m。在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是__________。 A．使测量数据更准确 B．多次测量取平均值减小误差 C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性 (4)如图丁所示，交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升，原因是此端力和力臂的乘积变________。 【答案】(1) 右 重力 (2)变大 (3) 0.15 C (4)小 【详解】（1）[1]实验前，调节杠杆在水平位置平衡时，可按照“左高左调、右高右调”的方法调节，如图甲所示，杠杆右端较高，所以需要将平衡螺母向右调节。 [2]由于杠杆形状比较规则、质地比较均匀，所以杠杆的重心基本在杠杆中点处，即杠杆支点与杠杆重心重合，所以杠杆重力对应的力臂为零，杠杆重力与对应力臂的乘积为零，不会对杠杆平衡造成影响。 （2）如图乙所示，当弹簧测力计改为沿着虚线方向拉动时，弹簧测力计施加的力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件可得，在杠杆左侧的钩码重力和其力臂不变时，弹簧测力计施加的力变大。 （3）[1]由图丙可知，时，，根据杠杆平衡条件可知， 所以当变为， 变为 [2]“改变力和力臂的大小得到多组数据”是进行了多次实验，能够避免由于一次实验带来的偶然性，能够得到更普遍的规律，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （4）杠杆平衡实验中，若一端力与其力臂的乘积较小，此端将会上升。所以图丁中，一端烛油滴下时，此端上升，原因是此端力和力臂的乘积变小。 10．小明使用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，其中每个钩码的重力均为0.5N。 (1)小明将杠杆放在水平桌面上，静止时所处的状态如图甲所示，接下来应向___________（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 (2)调节好杠杆后，在杠杆两侧挂上适量的钩码，改变钩码的数量和位置使杠杆处于平衡状态，多次进行实验，其中第1次实验的情景如图乙所示，请在表格中补充对应的数据。 序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 ①___________ ②___________ 10.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 0.5 20.0 1.0 10.0 4 2.0 15.0 1.5 20.0 (3)分析表中的数据可得出，杠杆的平衡条件是___________（填写字母表达式）。 (4)筷子是中国的传统餐具，用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与表中第___________次实验时的杠杆类型相同。 (5)如图丙所示，某次杠杆处于水平平衡状态时，用带杆的滑轮水平向左推动右侧钩码的悬线（保持钩码悬挂位置不变，不计摩擦），则此时右侧钩码对杠杆拉力的力臂___________（选填“变大”“变小”或“不变”），杠杆将___________（选填“右端下沉”“左端下沉”或“保持水平”）。 【答案】(1)左 (2) 20.0 2.0 (3)F1l1＝F2l2 (4)4 (5) 变小 左端下沉 【详解】（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，则重心应向左移动，故应向左调节左端或右端的平衡螺母。 （2）实验中钩码重力为 0.5N / 个，由图乙可知，，阻力臂，动力臂。 （3）根据表格中数据分析动力、动力臂的乘积及阻力、阻力臂乘积的关系得出结论F1l1=F2l2。 （4）筷子是费力杠杆，由第4次实验数据可知，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故筷子与第4次实验时的杠杆类型相同。 （5）[1][2]图丙中用力推动右侧钩码的悬线，使右侧拉力的力臂变短，故此时F左L左＞F右L′右，故左端会下沉。 11．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。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示： 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向__________缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）的装置完成的，它的机械效率__________； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是___________（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较__________（填实验次数）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，___________，滑轮组的机械效率越高。 【答案】 匀速 丙 80% 错误 1、2 动滑轮的重力越小 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于绳子的拉力大小。 （2）[2]由表中第3次实验数据可得，钩码移动的距离为0.1m时，绳子端移动的距离为0.4m,则绳子的股数为 即动滑轮上有4股绳，所以丙图符合题意。 [3]由表中数据可得，有用功为 W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J 总功为 W总=F3s3=1.25N×0.4m=0.5J 机械效率为 （3）[4]对比2、4的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想Ⅰ是错误的。 （4）[5]要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中1、2号实验符合条件。 （5）[6]对比2、3次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多，机械效率越低，所以可得结论：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。 12．某小组同学探究杠杆的平衡条件，他们所使用的杠杆上相邻刻线间的距离相等，弹簧测力计的量程和分度值均满足实验要求。 (1)实验前，如果杠杆静止时如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节； (2)杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂1个钩码，如图乙所示，然后可以用弹簧测力计在______（选填“B”或“C”）点竖直向上拉杠杆，使杠杆再次水平平衡； (3)同学们经过一系列探究，将收集到的实验数据记录到下面表格中。 阻力F2/N 1.5 0.5 0.5 2 0.5 阻力臂l2/m 0.1 0.1 0.1 0.24 0.08 0.5 动力F1/N 2.5 动力臂l1/m 0.15 0.1 0.5 0.03 0.04 通过分析实验数据归纳出杠杆平衡的条件是______。 【答案】(1)右 (2)B (3) 【详解】（1）如图甲，杠杆的右端上翘，说明杠杆的右侧偏轻，平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡。 （2）如图乙，设杠杆一格长为，杠杆水平平衡后，在杠杆上的点悬挂了个钩码，杠杆会逆时针转动，为使杠杆保持水平平衡，在处用弹簧测力计竖直向上拉，或者在C处竖直向下拉。 （3）分析实验数据可知，每组实验动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，则可得出杠杆的平衡条件是：。 13．用下图所示装置探究杠杆平衡条件。 (1)挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时应向_____（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡是为了_____。 (2)由图乙、丙可初步得出杠杆平衡条件是：_____。 (3)如图丁所示，将弹簧测力计从a位置转到b位置，若弹簧测力计示数不变，杠杆将不再水平，说明力的作用效果与力的_____有关。 【答案】(1) 左 便于测量力臂 (2) (3)方向 【详解】（1）[1]从图甲可以看到，杠杆左端高，右端低，则右边较重，杠杆的重心在支点的右侧，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的平衡螺母向左调节。 [2]杠杆在水平位置平衡，此时所挂钩码对杠杆产生的拉力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 （2）设杠杆的一个小格为l，一个钩码重为G，所挂钩码对杠杆产生的拉力等于钩码的重力，由图乙可得，杠杠水平位置平衡时 由图丙可得，杠杠水平位置平衡时 则有动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，可初步得出杠杆平衡条件是。 （3）如图丁所示，将弹簧测力计从a位置转到b位置，若弹簧测力计示数不变，则测力计对杠杆的拉力的作用点、大小不变，方向改变，杠杆将不再水平，则力的作用效果改变，说明力的作用效果与力的方向有关。 14．在“探究杠杆平衡条件的实验”中： (1)如图甲所示，则应将平衡螺母向______调节（选填“左”或“右”），才能使杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂6个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆______（选填“左端下沉”或“右端下沉”）； (3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动b位置时，其示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）； (4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数为______N。 【答案】(1)右 (2)右端下沉 (3)变大 (4)3 【详解】（1）由图甲可知，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）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧4G×4L=16GL 右侧6G×3L=18GL 因为16GL<18GL 所以杠杆不能平衡，右端将会下沉。 （3）阻力和阻力臂不变，保持B点不变，当弹簧测力计从a位置转到b位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力将变大，弹簧测力计的示数变大。 （4）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于 根据杠杆的平衡条件可得 15．如图，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，选用的杠杆质量分布均匀，刻度均匀，每个钩码的重力相等。 （1）组装好杠杆，将杠杆放到水平位置后松手，发现杠杆按如图甲所示方向转动，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，在杠杆A点处挂4个钩码，若想使杠杆水平平衡，则应在B点处挂________个钩码；杠杆水平平衡后，若在A、B两点处都同时多挂一个钩码，则杠杆的________（选填“左”或“右”）端将下沉； （3）图乙中，也可在B点用弹簧测力计沿竖直方向向下拉使杠杆在水平位置平衡，杠杆水平平衡后，将弹簧测力计绕其悬挂点逆时针旋转，在此过程中，仍要保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）若选用图丙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡，但老师不建议采用这种方式，原因是___________ 【拓展】实验室中还有一根质量分布不均匀的杠杆CD，质量为2.4kg，长度为0.2m。如图丁所示，将两台完全相同的电子秤M、N放在水平桌面上，再将此杠杆用轻质支脚支撑放在两秤上，杠杆与支脚的接触点为E、D，此时M秤的示数是0.8kg。，支脚的质量忽略不计，欲使N秤的示数变为0，应将M秤向右移动________m。（） 【答案】 左 6 左 变大 力与力臂的个数过多，不易得出结论 0.1 【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。则应将平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）[2][3]设一个钩码的重力为G，杠杆一格长度为L，根据杠杆平衡条件得到 4G×3L=nG×2L n=6 杠杆水平平衡后，若在A、B两点处都同时多挂一个钩码，杠杆左端力和力臂的乘积为 5G×3L=15GL 杠杆右端力和力臂的乘积为 7G×2L=14GL 左端力和力臂的乘积大于右端力和力臂的乘积，杠杆左端下沉。 （3）[4]图乙中，也可在B点用弹簧测力计沿竖直方向向下拉使杠杆在水平位置平衡，杠杆水平平衡后，将弹簧测力计绕其悬挂点逆时针旋转60°，在此过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知动力变大，弹簧测力计的示数将变大。 （4）[5]实验中，如图冰所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的，这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多。 （6）[6]杠杆的重力 G=mg=2.4kg×10N/kg=24N 设杠杆重心为O，当E点放在托盘秤M上，D端放在托盘秤N上时，以D端为支点，托盘秤M的示数是0.8kg，则托盘受到的压力 F压=mEg=0.8kg×10N/kg=8N 根据力的作用是相互的，所以托盘秤对杠杆E点的支持力为8N，如图所示： 由杠杆平衡条件有 FE×ED=G×OD 8N×ED=24N×OD ED=3OD 因为 所以 欲使N秤的示数变为0，需将甲秤移到O点，故向右移动的距离为0.1m。 16．小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，他猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高，请设计实验检验其猜想，并填写实验报告。 (1)实验目的：___________； (2)实验器材：小明准备了钩码，除了图所示的器材，你还简要的测量工具有___________； (3)实验步骤：___________。 【答案】(1)探究动滑轮在水平地面上拉动物体时，机械效率与物体轻重的关系 (2)弹簧测力计 (3)见解析 【详解】（1）猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高。因此实验目的是探究动滑轮在水平地面上拉动物体时，机械效率与物体轻重的关系。 （2）要测出动滑轮的机械效率，根据可知，需要测出的物理量为：滑动摩擦力f，拉力F，则需要的测量工具是弹簧测力计。 （3）实验步骤如下： ①用测力计水平匀速拉动物体A在水平路面上运动一段距离s，测得滑动摩擦力f等于拉力为F1； ②改用动滑轮拉动物体A在同一路面匀速移动距离s，拉力为F2； ③在物体A上方增加重物，重复①②两次（以上）； ④比较物体的重力及动滑轮机械效率，检验猜想是否正确。 17．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 18．实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤。 【答案】见解析 【详解】实验步骤： （1）在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端；2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中； （2）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤1再做5次实验，将各次的数据记录在表格中； （3）利用计算出各次的总功，用计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中； （4）分析有用和总功的值得出结论。 19．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 20．在“探究滑轮组的机械效率”实验中，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮得第5组数据，测得数据如表： 实验次数 动滑轮重/N 物重/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率/% 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6 2 0.5 1 0.2 0.7 0.6 47.6 3 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6 4 0.5 4 0.1 2 0.3 ② 5 1 4 0.1 ① 0.5 (1)实验中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动； (2)前4次实验是由甲滑轮组完成的，根据前四组数据，在图甲中画出实验时滑轮组的绕绳方式； (3)在实验过程中弹簧测力计示数不稳定，有同学认为匀速拉动弹簧测力计上升比较困难，可以使弹簧测力计拉着绳子末端静止时读数，他的观点是______（选填“正确”或“错误”）的； (4)根据图乙可知表格中①处数据应为______，②处数据应为______； (5)由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与______有关； (6)有的同学认为机械越省力，它的机械效率越高。你是用小明收集到的第______两组数据对比分析来判断这句话是错误的。 【答案】(1)匀速直线 (2) (3)错误 (4) 1.6 66.7 (5)物重 (6)4、5 【详解】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运动，这样才能准确测出拉力的值。 （2）由前四组实验数据知，，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示： （3）若弹簧测力计静止时读数，绳子与滑轮间的摩擦力未被计入，导致测得的拉力偏小。而实验需测量匀速拉动时的拉力，静止读数会使机械效率计算结果偏大，违背实验原理，因此该观点错误。 （4）[1]由图乙知，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N。 [2]根据题意可知， （5）第3、4次实验，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关。 （6）由表格中数据知，，即第5组滑轮组由5段绳子承担物重，则第5次实验的机械效率 由计算知，第5次比第4次滑轮组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法不正确。 21．杠杆、滑轮作为生活的工具，让困难的事情简单化，利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。 (1)在测量某物体密度的时候，小雅发现不用天平也能够测量物体的质量，于是设计了如图1所示的装置。测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是__________； (2)保持左侧重物及其位置不变，改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是____N（杠杆上每一小格长度为1cm）； (3)接着，小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示，其体积为____cm3；该物质的密度为____kg/m3；通过查询，发现该物质可能为加工青铜（取10N/kg）； (4)如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同数量的同种钩码，绳子末端的力____，甲的机械效率____乙的机械效率（前两空均选填“大于”“小于”或“等于”），滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度____（选填“有关”或“无关”）。 (5)若图乙中，用拉力大小为的力使钩码匀速提升的高度，钩码总重力为，该装置中克服绳重及摩擦所做的功为，则动滑轮重力______（用所给字母表示，空气阻力忽略不计）。 【答案】(1)便于测量力臂大小 (2)1.5 (3) 20 (4) 小于 小于 无关 (5) 【详解】（1）重力的方向竖直向下，测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，由力臂的定义，支点到力的作用点的距离即为力臂大小，故目的是便于测量力臂大小。 （2）由题意可知，只改变动力臂，多次测量，则阻力与阻力臂的乘积保持不变，根据杠杆平衡条件可知，利用图像中一组数据能得出动力与动力臂之积为 由图1可知，，则杠杆左端所挂重物的重力 （3）[1]图3中量筒的分度值为2mL，该物体体积 [2]该物质的密度为 （4）[1]如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同重物，到相同的高度，额外功可认为相同，甲中物体的重力小，做的有用功小，拉力也小，即小于； [2]根据 可知甲的机械效率小于乙的机械效率； [3]由 可知，滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度大小无关； （5）图乙中，绳子的有效段数为3，用拉力大小为F的力使钩码匀速提升h的高度，绳子移动的距离为3h，总功为。钩码总重力为，克服钩码总重力做的有用功为；该装置中克服绳重及摩擦所做的功为W，则克服动滑轮的自重做的额外功 则动滑轮重力 22．某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转，连接滑块和压块的细绳自然拉直，事先用电子秤分别测出滑块和压块的重力和。 (1)此装置中定滑轮的作用是改变力的________ (2)本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是________ ①水平传送带必须匀速运转        ②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平 (3)开启电源，应使皮带轮上方的传送带向________运动，此时滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向________。读出电子秤的示数，此时滑块所受滑动摩擦力大小________（用测得的物理量表示）。 (4)画出压块对电子秤的压力示意图。________ 【答案】(1)方向 (2) (3) 左 左 (4) 【详解】（1）如图所示，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，此装置中定滑轮的作用是改变力的方向。 （2）本实验要保证压块在电子秤上保持静止，滑块才能相对于压块保持静止，当传送带运转时滑块受到的摩擦力大小就等于压块对滑块的拉力，所以传送带不一定要匀速运转，但是滑块受到拉力的方向必须是水平向右的，否则滑块受到的拉力就不等于摩擦力。所以，实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是：定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平。 （3）[1]因为滑块右端和细绳相连，要受到细绳的拉力，所以开启电源后，应使皮带轮上方的传送带向左运动。 [2]当传送带向左运动时，滑块相对于传送带向右运动，由于滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以受到传送带的滑动摩擦力方向为水平向左。 [3]如图所示，当传送带运转时，分析压块的受力情况，因为压块通过细绳对滑块的拉力等于滑块受到的摩擦力f，故此时压块受到细绳对它向上的拉力大小也就是f，由题意可知，压块还受到竖直向下的重力G2和竖直向上的支持力，也就是电子秤的示数G3；因为压块静止，受平衡力作用，所以压块受到细绳对它向上的拉力等于其受到的重力和支持力之差，即此时压块受到细绳对它向上的拉力等于滑块所受摩擦力大小为。 （4）压块对电子秤的压力，作用点在电子秤上，方向与接触面垂直，垂直于受力面向下。如图所示： 23．小明想测出物体的质量，估测物体重约10N。请你利用下列器材帮他设计一个测量物体重的实验方案。器材： 物体、弹簧测力计（量程为0～5 N）、已调平衡的杠杆、刻度尺和细线。（图所示） 要求： （1）写出主要实验步骤； （2）写出物体重的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】 见详解 【详解】（1）实验步骤 第一步：把物体挂在杠杆右侧A处；用弹簧测力计在杠杆右侧大于2倍OA的B处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，读出拉力F，图答所示； 第二步：分别用刻度尺测出OB、OA的长l1、l2，然后根据杠杆平衡原理 第三步：用公式 即可计算出物体的质量。 （2）表达式为 24．小永猜想“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材，重物M的重力5N<G<9N，动滑轮共有3个，如图所示。请你设计实验，检验小永的猜想是否正确。 (1)为了完成该实验，还需要补充的实验器材有___________； (2)实验步骤： ①根据实验的需要，完成实验装置的组装； ②将重物M挂在B动滑轮下，________________________________； ③____________________________，重复步骤②记下示数F2； (3)若___________________________，则小永的猜想正确。 【答案】(1)弹簧测力计 (2) 见解析 见解析 (3)见解析 【详解】（1）因为探究的是“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”，因此要选择比物体重的动滑轮，此外还需弹簧测力计测出拉力的大小。 （2）[1]②将重物M挂在B动滑轮下，用弹簧测力计匀速竖直向上拉，读出示数并记下示数F1。 [2]③将物体M挂在C动滑轮下，重复步骤②记下示数F2。 （3） 若G<F1，G<F2，则小永猜想正确，若不是，则小永猜想错误；依据是：动力大于阻力就是费力的工具。 25．如图所示，小勇利用铁架台，带有均匀刻度的杠杆，细线，弹簧测力计，钩码若干（每个钩码质量相同）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。 （1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，为了便于测量力臂，应使杠杆在_________位置平衡。为此，应将平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节； （2）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂_________个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡； （3）如图丙所示，杠杆始终保持在水平位置平衡，小新将弹簧测力计从位置①移动到位置②时，测力计的示数将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 水平 左 2 变大 【详解】（1）[1]当杠杆在水平位置平衡时，力臂恰好沿着杠杆的方向，可以直接从杠杆上读出力臂，因此为了便于测量力臂，应该使杠杆在水平位置平衡。 [2]如图甲所示，杠杆右端下沉，说明右侧重，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调节。 （2）[3]设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，设在B处挂了n个钩码，根据杠杆平衡的条件，则 3G×2L=nG×3L 解得n=2，应在B点挂2个钩码。 （3）[4]将弹簧测力计从①位置移动到②位置时，阻力和阻力臂不变，拉力F力臂变小，由杠杆平衡条件可知，测力计的示数将变大。 26．公园里有这样一个情境：体重相近的彬彬和华华坐在跷跷板的两端能保持跷跷板水平平衡。当体重较大的妈妈和彬彬玩时，妈妈改变了一下坐的位置后，也能与彬彬保持水平平衡，如图甲所示。 (1)下列是同学们根据图中描述的情境，提出的可探究科学问题，正确的是（　　） A．杠杆平衡时，动力与阻力不变，阻力臂越长动力臂就越长吗 B．杠杆平衡时，动力与阻力的关系是什么 C．杠杆平衡时，阻力与阻力臂不变，动力越大动力臂就越短吗 (2)小明在问题（1）中选择出正确的探究问题，立即用实验来探究。请根据小明的实验过程，完成填空： ①将杠杆调至水平平衡后，发现杠杆的底座左端下面压着一块橡皮，如图乙（a）所示，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。 ②取走橡皮，调节杠杆水平平衡，小明取来一盒（10个，每个0.5N）钩码，在A点悬挂3个钩码，在B点悬挂2个钩码（A、B两点均在刻度线上），如乙（b）图所示，此时杠杆______（选填“能”或“不能”）保持平衡。 (3)保持A点的位置和A点处悬挂的钩码数量不变，不断改变支点右侧__________，通过__________，使杠杆始终保持水平平衡，所得数据记入表格。共计三次实验。 (4)画出实验数据记录表________。 【答案】(1)C (2) 平衡 能 (3) 钩码的个数 调节支点右侧钩码的位置 (4)见解析 【详解】（1）如图，体重相近的彬彬和华华坐在跷跷板的两端能保持跷跷板水平平衡；当体重较大的妈妈和彬彬玩时，妈妈改变了一下坐的位置后，也能与彬彬保持水平平衡；第2次实验中彬彬对杠杆的压力和力臂大小不变，另一侧杠杆受到的压力变大，同时力臂变小，可以探究杠杆平衡时，阻力与阻力臂不变，动力与动力臂的关系，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （2）①[1]物体静止或做匀速直线运动时处于平衡状态，如图乙（a），此时杠杆静止，杠杆处于平衡状态。 ②[2]如图（b），杠杆的分度值为1cm，A点的力臂为12.0cm，B点的力臂为18.0cm，根据杠杆的平衡条件可得 此时杠杆能保持平衡。 （3）[1][2]为了探究杠杆平衡时，阻力与阻力臂不变，动力与动力臂的关系，需保持A点的位置和A点处悬挂的钩码数量不变，不断改变支点右侧游码的个数，从而改变动力的大小，通过调节支点右侧钩码的位置，使杠杆始终保持水平平衡，所得数据记入表格，共计三次实验。 （4）实验中需记录杠杆左侧钩码对杠杆的拉力和力臂的大小，保持杠杆左侧力和力臂的大小不变，改变右侧拉力和力臂的大小，记录三组数据，表格如图 阻力 阻力臂 动力 动力臂 27．如图轻质杠杆上B处挂着160N的重物（AO=OB=BC），为使杠杆水平平衡，可采取的方法有： （1）在A点沿___________方向加160N的力； （2）在___________点沿竖直向上方向加160N的力； （3）在___________点所加的力为最小，此力的大小是___________N，方向是___________； 【答案】 竖直向下 B C 80 竖直向上 【详解】（1）[1] AO和BO的力臂相等，杠杆平衡时，动力等于阻力。所以在A点沿竖直向下方向加160N的力。 （2）[2]杠杆平衡时，动力臂和阻力臂是相等的，动力是使杠杆转动的力，阻力是阻碍杠杆转动的力。所以在B点沿竖直向上方向加160N的力。 （3）[3][4][5]在C点所加的力为最小时，力臂应该最长，此时动力臂是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，此力为阻力160N的一半，大小是80N，方向是竖直向上。 28．在“探究杠杆平衡条件的实验”中： (1)如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，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；实验过程中也要使杠杆在水平位置平衡，目的是为了______； (2)如图乙所示，在A点挂4个钩码，应在B点挂______个相同的钩码； (3)如图丙所示，用弹簧测力计分别按a、b两种情况用力，较省力的是______；在丙图中画出弹簧测力计沿b方向施加拉力时的力臂L；__________ (4)探究过程中必须多次实验，这是为了______。 【答案】(1) 右 便于测量力臂 (2)6 (3) a (4)寻找普遍规律 【详解】（1）[1][2]实验前要使杠杆在水平位置平衡，这样更方便直接在杠杆上测量出力臂，图中杠杆右侧高于左侧，即向左偏，说明左侧较重，所以应将杠杆的平衡螺母向右调，即“左偏右调、右偏左调”。 （2）假设杠杆上每格的长度为d，单个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件可得，作用在B点的力 即应在B点悬挂6个钩码。 （3）[1]根据丙图可知，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，拉力的力臂会变小，但是阻力和阻力臂的乘积保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数将会变大，即杠杆越费力，故保持与杠杆垂直的方向即a方向拉杠杆时力臂较大较省力。 [2]向上延长弹簧测力计沿b方向的作用线，从支点O到拉力作用线做垂线，即为弹簧测力计沿b方向施加拉力时的力臂L，如图所示： （4）“探究杠杆平衡条件的实验”为探究性实验，为了避免实验的偶然性，使实验结论具有普遍性，应多次实验。 29．如图所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时可以把右端的平衡螺母向____________（选填“左”或“右”）调节，直至使杠杆在水平位置平衡； （2）如图乙所示杠杆在水平位置平衡时，在杠杆左端B点处挂2个钩码，则应该在杠杆右端A点处挂____________个相同的钩码；平衡后将两端的钩码分别向远离支点的位置移动一格，则杠杆将____________（选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）实验中，通过改变钩码的位置或钩码的个数来改变力臂或力的大小进行多次实验，目的是____________； （4）如图丙，小明在实验时分别沿着竖直向下和斜向下两个方向拉弹簧测力计，都能使杠杆在水平位置平衡； ①弹簧测力计由竖直向下变为斜向下时，弹簧测力计的示数将____________，原因是弹簧测力计拉力的力臂____________导致的；（均选填“变大”、“变小”或“不变”） ②同组的小华认为，竖直向下拉动测力计操作更方便，原因是____________。 （5）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆中点时，杠杆的平衡条件是否依然成立”，于是他利用如图丁所示的装置进行探究，发现在杠杆左端不同的位置，用弹簧测力计测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是____________。 【答案】 右 3 右端下沉 寻找普遍规律 变大 变小 拉力力臂可在杠杆上直接读出 杠杆自重对实验结果有影响 【详解】（1）[1]实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，杠杆的右端偏高，说明左端较重，所以应将平衡螺母向右调节，直至使杠杆在水平位置平衡。 （2）[2]如图乙所示，设每个钩码的重力为G，杠杆上每格的长度为L，则杠杆左端B点处受到的力为2G，力臂为3L；根据杠杆的平衡条件F1L1=F2​L2得， 所以需要的钩码个数为3个。 [3]平衡后将两端的钩码分别向远离支点的位置移动一格，此时左端受到的力和力臂的乘积为2G×4L，而右端受到的力和力臂的乘积为3G×3L，因为 2G×4L<3G×3L所以杠杆将右端下沉。 （3）[4]实验中，通过改变钩码的位置或钩码的个数来改变力臂或力的大小进行多次实验，目的是为了避免实验的偶然性，得出普遍规律。 （4）[5][6]①如图丙，当弹簧测力计由竖直向下变为斜向下拉时，拉力的力臂会变小（因为拉力的作用线到支点的垂直距离变短了）。根据杠杆的平衡条件，为了保持杠杆平衡，拉力必须变大，所以弹簧测力计的示数将变大。 [7]②同组的小华认为，竖直向下拉动测力计操作更方便，原因是竖直向下拉时，拉力的方向与杠杆垂直，此时拉力的力臂就是支点到拉力作用点的距离，与杠杆重合，测量起来比较方便。 （5）[8]实验结束后，小明利用如图丁所示的装置进行探究，发现在杠杆左端不同的位置，用弹簧测力计测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是杠杆自重的影响。在图丁的装置中，支点不在杠杆的中点，因此杠杆的重心不会通过支点，杠杆的自重会对杠杆的平衡产生影响。 30．某实验小组“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，得到的数据如下表所示。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 4 10 1.8 30 74.1% 2 6 10 2.5 30 (1)实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，实验中若缺少刻度尺_____ （选填“能”或“不能”）完成实验； (2)表中第2次实验，拉力做功_________ J，滑轮组的机械效率η＝________； (3)比较两次实验数据，可得出结论：使用同一滑轮组，________ ，机械效率越高。 【答案】(1)能 (2) 0.75 80% (3)提升重物重力越大 【详解】（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由公式 知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，可以不用刻度尺，数出承担物重的绳子段数n也能够完成实验。 （2）由表格数据可知第2次实验中滑轮组做的有用功是 拉力F做的功是 滑轮组机械效率是 （3）1、2两次实验使用的是同一滑轮组，实验3中钩码的重力更大，机械效率更高，故可得：同一滑轮组，提升重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。 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 $