期末专题复习：机械和功实验题-2025-2026学年北师大版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦机械效率、杠杆平衡等核心实验，通过控制变量法、数据对比分析构建系统解题方法，强化科学探究与数据处理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |滑轮组机械效率|4|η=W有/W总计算，物重/动滑轮个数影响分析|从实验原理到数据记录，推导效率影响因素| |杠杆平衡条件|6|平衡调节、力臂测量、动态平衡分析|基于杠杆平衡条件，探究力与力臂关系| |功率测量|2|功与功率估算，实验器材选择|结合生活场景，构建功率计算模型| |斜面机械效率|1|倾斜程度与效率关系探究|类比简单机械，拓展效率分析维度| |综合应用|3|杆秤/电梯模型转化，误差分析|联系实际，提升科学思维与问题解决能力|

期末物理专题复习：机械和功实验题 1．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，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： 实验次数物理量 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计移动的距离s/m 机械效率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)第1次实验测得的机械效率为______；（结果保留整数） (2)分析表中数据可知：第4次实验是用______图做的；（选填“a”、“b”或“c ） (3)由第1、2次实验可知：使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率； (4)由第1、3次实验可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率会越______；（选填“高”或“低”） (5)由实验3、4次可知，滑轮组的机械效率与______无关。 2．小力在探究杠杆平衡条件时，使用的所有钩码质量均相等，杠杆上相邻刻度线间的距离相等。 (1)挂钩码前，杠杆静止在如图—1所示位置，此时杠杆处于__________（选填“平衡”或“不平衡”）状态；将杠杆两端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于_________。 (2)杠杆水平平衡时，在杠杆上点悬挂了3个钩码，如图—2所示，为使杠杆仍保持水平平衡，应在点悬挂__________个钩码。 (3)如图—3所示，如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向旋转，杠杆水平平衡，弹簧测力计示数将_________（选填“变大”“不变”或“变小”），原因是___________。 (4)实验中，小力多次改变力和力臂的大小，目的是___________。 3．引体向上是同学们经常做的一项健身运动，如图所示，该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上提下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。小熙同学能连续做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测小熙同学做16个规范动作时的功率。 （1）所需要的测量器材有磅秤、__________和__________； （2）请你完成课外活动小组设计的实验记录表格（在表格中补充需要测量的物理量以及符号、单位，不需要填写数据）； 小熙的质量m/kg ①__________ ②__________ 功率P/W （3）写出计算小熙同学做引体向上时功率的表达式：P=__________（利用以上测量的物理量符号表示）； （4）若小熙同学在做的过程中逐渐体力不支，每做一个引体向上需要用的时间变长，则他做引体向上的功率会__________（变大/不变/变小）。 4．四个小组在“验证杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验时，应将杠杆调至水平位置平衡，目的是为了消除杠杆自重的影响和便于___________；若杠杆右端上翘，需将平衡螺母向___________（左/右）侧调； (2)小组一实验中获得三组数据如下表所示，分析可得，杠杆的平衡条件是___________（用表中所给的字母表示）； 序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 3 5 1 15 (3)小组二实验情景如图甲，发现要使杠杆在水平位置平衡，测力计向下的拉力要超过测力计的量程。为完成实验，下列操作可行的是___________； A．向左移动钩码的悬挂点 B．向右移动测力计的悬挂点 C．向左移动平衡螺母 D．向右移动平衡螺母 (4)小组三实验后发现动力和动力臂成反比，造成此结果的原因是实验时未改___________； (5)小组四进一步利用图乙装置估测一根质量分布不均匀的金属棒的重心位置。此时金属棒在水平位置保持平衡，金属棒上A点下方的细线上悬挂一质量为m的小球，支点O到A点距离为，需用天平测出___________，便能通过表达式___________（用m、及所测物理量符号表示）计算出金属棒重心到支点O的距离。 5．小李利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”，实验中所用钩码的质量均为50g。请你帮助他完成实验（g取10N/kg）。 (1)杠杆静止时的位置如图A所示，此时杠杆处于____（选填“平衡”或“不平衡”）状态。为了使杠杆静止时处于水平位置，接下来的操作是将杠杆的平衡螺母向____（选填“左”或“右”）移动； (2)调节平衡后，如图B所示，在杠杆的左边甲处挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端乙处挂同样的钩码____个； (3)实验中小明发现用图C所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式，其主要原因为＿＿＿＿； A．一个人无法独立操作 B．不方便测量力臂 C．力和力臂数目过多，不易得出结论 D．杠杆受力不平衡 (4)在杠杆乙点用如图D所示的动力F拉杠杆，此时杠杆的类型与___________（选填“筷子”、“老虎钳”或“托盘天平”）相同； (5)如图E所示，用弹簧测力计拉杠杆的丙点，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，测力计示数变化情况是___________（选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”、“先变大后变小”或“不变”）； (6)小红利用上述的杠杆和钩码设计了一个“密度秤”。如图F所示，将容积为100mL的重力不计的小桶悬挂在杠杆的挂钩甲下，调节杠杆在水平位置平衡。小桶中装满待测液体时，在杠杆的乙点悬挂2个钩码，杠杆在水平位置平衡，则待测液体的密度是___________kg/m3，为了增大“密度秤”的量程，下列措施不可行的是___________； A．增大小桶的容积    B．小桶位置固定，向左侧移动杠杆的支点O C．增加钩码质量    D．杠杆支点固定，向右侧移动小桶 6．如图是某兴趣小组“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，相关实验数据如下表。 实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1% (1)请根据表格中的实验数据画出滑轮组的绕线方式。 (2)实验过程中，应______向上匀速拉动弹簧测力计。 (3)如果在第1次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为______N。 (4)若在第2次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为______W。 (5)分析实验数据可得出的结论是：同一滑轮组，物重越大，机械效率越______（选填“高”或“低”）。 7．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示： 次数 物体的重力G/N 物体被提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 4 2 0.1 1.5 0.2 （1）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）表格内的第4次实验数据是用图___________（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的，应补充的数据是___________（结果精确到0.1%）； （3）已知对于同一滑轮组，绳重和摩擦导致的额外功与总功的比值是一定值，则根据表格中的数据可以求出用甲滑轮组提升不同重物时，绳重和摩擦导致的额外功与总功的比值为___________。（每个滑轮重0.5N） 8．小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率 ”的实验，实验装置如图所示。 （1）按照如图所示装置实验，小明应缓慢_____ 拉动弹簧测力计，使钩码从 A 处升高到 A ′处，由图可知拉力为 ______ N； （2）小明实验组把实验数据记录在表中。 实验次数 钩码重力 G/N 钩码上升高度 h/m 拉力F/N 绳端移动的 距离 s/m 机械效率η/% 1 2.0 0.05 0.15 83.3 2 4.0 0.05 1.5 0.15 3 6.0 0.05 2.2 0.15 90.9 第二次实验时滑轮组的机械效率是_____（结果精确到 1%）； （3）分析表格中数据可知：同一滑轮组，随着物重的增大，滑轮组的机械效率_____ ； 额外功_____（以上都选填“增大 ”、“不变 ”或“减小 ”）； （4）在实验活动中，组内一位同学提出不需要其中一个器材，也可以测出滑轮组的机械效率。请推导出他依据的公式：_____（需写出推导过程）； （5）某型号电梯可看作滑轮组，在空间限定和安全使用范围内，该电梯在乘客 _____ 时，机械效率一定最大。 A．人数最多       B．质量最大 9．用如图甲所示的装置验证杠杆平衡条件。 (1)实验时，要先将杠杆调至水平位置平衡，这是为了便于______，若杠杆______侧翘起，则需将平衡螺母向右侧调； (2)一组实验数据如表所示，漏填的数据应为______N； 序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 5 1 15 (3)二组某次实验情景如甲图所示，发现要使杠杆水平位置平衡，测力计向下的拉力要超过测力计的量程，为完成实验，下列操作可行的是______； A．向左移动钩码的悬挂点 B．向右移动测力计的悬挂点 C．向左移动平衡螺母 D．向右移动平衡螺母 (4)三组实验后还发现，动力和动力臂成反比，造成此结果的原因是实验时未改变______； (5)四组利用图乙装置估测一根非匀质金属棒的重心位置。此时金属棒在水平位置保持平衡，金属棒上A点下方的细线上悬挂一质量为m的小球，AO两点距离为l，需用天平测出______，便能计算出金属棒重心到支点O的距离为______；（用m、l及所测物理量符号表示） (6)实验完成后，小明想起，人们从地面上搬起重物时，常见的做法是直接弯腰（如图丙）或下蹲弯曲膝盖（如图丁）将重物搬起，哪种做法更好呢？下面建立模型说明这个问题。将人的脊柱简化为杠杆如图戊所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F3作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变。搬箱子时的拉力F4作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F3方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。 ①当α角增大时，F3______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； ②如果考虑到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的实际拉力将比图戊中的F3要______（选填“大”或“小”）； ③由以上分析可得，______（选填“丙”或“丁”）图中的姿势比较正确。 10．小华利用所学的物理知识估测自己跳绳时的功率。（g已知，不计绳重） (1)用体重计测量自己的________（填物理量名称及对应字母）； (2)估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度），用秒表记录跳n次所用的________（填物理量名称及对应字母）； (3)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P＝________（用以上的字母表示）； (4)若两位同学想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则________（填选项前的字母）； A．跳的时间短的功率大 B．相同时间完成相同次数，体重大的功率大 C．体重相同，跳的时间长的功率大 D．条件不足，无法比较 (5)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼，若跳绳者的质量为50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示，跳绳者在1min内没有出现失误，根据所给条件可算出此跳绳者在1min内总共跳绳________次，克服重力做功的平均功率为________W。（g＝10N/kg） 11．如图所示是某一科学小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表： 斜面倾斜程度 物块重G（N） 斜面高h（m） 沿斜面拉力F（N） 斜面长s（m） 机械效率η 较缓 10 0.1 5.0 1 较陡 10 0.3 6.7 1 45% 最陡 10 0.5 8.0 1 62.5% (1)沿斜面拉动物块时，使物块做匀速直线运动，此时的绳子对物块的拉力和斜面对物块的摩擦力_________（选填“是”或“不是”）平衡力。 (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)计算当斜面较缓时的机械效率为___________%（结果精确到1%），由实验可得初步结论：斜面粗糙程度相同时，___________越大，机械效率越大。 12．小华利用轻质杠杆和多个重为0.5N的钩码“探究杠杆的平衡条件”。 (1)不挂钩码时，杠杆在如图1所示位置静止，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节。 (2)把钩码挂在水平静止的杠杆两侧后，杠杆向右侧倾斜，如图2所示。为使杠杆在水平位置平衡，如果保持右侧钩码位置不动，左侧钩码位置应该向______（选填“左”或“右”）侧移动。多次改变两边钩码的位置和个数，使杠杆保持水平平衡。分析实验数据得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 (3)小华换用弹簧测力计作为动力，改变右侧钩码个数，杠杆在水平位置平衡时，如图3所示，弹簧测力计的示数为______N，若竖直向下拉动弹簧测力计，使杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (4)杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图4所示，小华自制了一根杆秤（不计秤杆AC的重力），该杆秤A处所挂空秤盘的质量为25g，B处为提纽，O处挂质量为20g的秤砣时，杆秤水平平衡，已知，其中C为最右侧刻度，g取10N/kg。则杆秤的最大称量为______g。 若仅将提纽位置向右移的距离，为使最大称量不变，需要更换质量为______g秤砣。 13．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，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η 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)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图丙的装置完成的，该过程中的有用功为___________，总功为___________，它的机械效率η=___________； (2)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； (3)通过比较___________（填实验序号）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； 14．小明同学探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前，杠杆停在图甲所示的位置，此时杠杆______（选填“是”或“不是”）处于平衡状态，为使杠杆在水平位置平衡，应该将右端平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节； (2)调节杠杆水平平衡后，小明进行的三次实验如图乙所示。根据实验，他得出杠杆的平衡条件为“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”，你认为这个结论是______（选填“正确”或“错误”）的，实验过程中使杠杆水平平衡的目的是______； (3)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是______，原因是______。 (4)如图丙所示，用绳子拴住一根粗细不同的大树某处，静止后大树水平平衡。现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，根据图乙可判断GA______GB（选填“>”、“=”或“<”）。 15．某实验小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图图甲所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示。 实验次序 钩码所受的重力G（N） 钩码提升高度h（m） 拉力F（N） 绳端移动距离s（m） 机械效率 1 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 5 0.1 0.3 (1)除图示器材外，还需要的测量仪器是_______； (2)实验中应竖直向上_______拉动弹簧测力计； (3)第4次实验测得弹簧测力计示数如图乙，是_______N，机械效率约为_______（精确到0.1%）； (4)比较第1、2两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度_______（选填“有关”或“无关”）；比较第3、4两次实验数据可知，同一滑轮组，_______越大，机械效率越高；第4次实验拉力做的额外功与第3次相比_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 16．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”）。 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 《期末物理专题复习：机械和功实验题-2025-2026学年北师大版物理八年级下册》参考答案 1．(1) (2)c (3)增加物重 (4)低 (5)钩码上升的高度 【详解】（1）由表格中数据可知，第1次实验中做的有用功为 做的总功为 机械效率为 （2）由表格中数据可知，第4次实验时弹簧测力计移动的距离是钩码上升高度的五倍，所以动滑轮上有5段绳子承担重物，故是用c图做的。 （3）由第1、2次实验可知，两次实验中钩码上升的高度相同，而钩码总重不同，钩码总重越重，机械效率越大，故可知，使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率。 （4）由表格中数据可知，第1次实验时钩码总重为4N，弹簧测力计移动的距离是钩码上升高度的3倍，所以动滑轮上有3段绳子承担重物，故是用a图做的，只有一个动滑轮，第3次实验时钩码总重为4N，弹簧测力计移动的距离是钩码上升高度的5倍，所以动滑轮上有5段绳子承担重物，故是用c图做的，有两个动滑轮，而第1次实验的机械效率比第3次实验的机械效率大，故使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率会越低。 （5）由表格中数据可知，第3、4次实验中，钩码总重相同，钩码上升的高度不同，而机械效率相同，故滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 2．(1) 平衡 右 测量力臂 (2)2 (3) 变大 拉力的力臂变小了 (4)得到普遍规律，避免偶然性 【详解】（1）[1]由于杠杆静止在题图—1所示位置，静止是平衡状态，所以此时杠杆处于平衡状态。 [2]由图—1可知，杠杆向左倾斜，由左偏右调可知，应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 [3]实验中保持杠杆在水平位置平衡的目的是能直接在杠杆上读取力臂，便于测量力臂。 （2）杠杆刻度均匀，设每格长度，每个钩码重。如图2，A点力臂为 ，挂 3 个钩码阻力为 ，B点力臂为，设挂了个钩码 ，即动力为 ，由杠杆平衡条件，有 解得，即需在B点挂2个钩码。 （3）[1][2]保持拉力作用点位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向旋转（即拉力的方向从竖直变为倾斜），力臂会变小。根据杠杆平衡条件，可知在阻力与阻力臂不变时，动力臂变小，则动力 变大，所以弹簧测力计示数将变大。 （4）在探究杠杆平衡条件时，多次改变力和力臂的大小，这是为了得到普遍规律，避免偶然性。 3． 刻度尺 秒表 下放时下鄂距单杠的高度h/m 总时间t/s 变小 【详解】（1）[1][2]做引体向上运动，需要克服重力做功，求出小熙的重力，及做动作时通过的高度和时间，据可求功率，器材磅秤可测质量，据G=mg求重力，测量高度需要用刻度尺，测量时间需要秒表。 （2）①[3]作引体向上运动时，为求克服重力所做的功，需要知道运动通过的距离，上提和下放时的高度相同，所以测出下放时下颚距单杠的高度h，即为上提时的高度，单位为m。据W=Gh求做一个引体向上时，克服重力做的功。 ②[4]还需要测量16个动作上提时的总时间t，对应单位为s。 （3）[5]做引体向上时功率 （4）[6]每做一个引体向上需要用的时间变长，总时间变长，而克服重力所做的功不变，据知，功率变小。 4．(1) 测量力臂 右 (2) (3)B (4)阻力和阻力臂/ (5) 金属棒的质量 【详解】（1）[1][2]如果杠杆倾斜，力臂不方便测量，故实验时，应将杠杆调至水平位置平衡，目的是为了消除杠杆自重的影响和便于测量力臂。若杠杆右端上翘，因为左侧的重力与力臂的乘积大于右侧，故需将平衡螺母向右侧调，相当于增加力臂。 （2）根据表格中的数据可以得出结论，杠杆的平衡条件是动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，用表中所给的字母表示就是 。 （3）小组二实验中，要使杠杆在水平位置平衡，测力计向下的拉力要超过测力计的量程。为完成实验，意味着力要减少，力臂需要增大，悬挂点需要向右移动，故ACD不符合题意，B符合题意。 （4）小组三实验后发现动力和动力臂成反比，根据杠杆的平衡条件，造成此结果的原因是实验时未改变阻力和阻力臂或者乘积不变，导致动力和动力臂的乘积保持不变。 （5）小组四利用图乙装置估测金属棒的重心位置。金属棒在水平位置保持平衡，金属棒上A点下方的细线上悬挂一质量为m的小球，支点O到A点距离为l。根据杠杆平衡条件，我们可以得到以下等式 由于金属棒的重力未知，我们可以通过测量小球的质量和悬挂点到支点的距离来计算，我们需要知道金属棒的总质量（可以通过天平测量），故金属棒的长度为 这样，我们就可以计算出金属棒重心到支点O的距离L。 5．(1) 平衡 左 (2)3 (3)C (4)托盘天平 (5)先变小后变大 (6) 1.5×103 A 【详解】（1）[1]杠杆平衡状态是指杠杆静止或匀速转动，图A中杠杆静止，因此处于平衡状态。 [2]图A中杠杆右端下沉、左端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，需将平衡螺母向偏高的左端移动，即向左移动。 （2）设每个钩码重力为G，杠杆每格长度为L。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，甲处（左端）力为4G，力臂为3L，乙处（右端）力臂为4L，设乙处挂钩码个数为n，则4G×3L = nG×4L 解得n=3，因此应挂3个钩码。 （3）图C中采用多组钩码斜拉杠杆，会使杠杆受到多个力和对应的力臂，数目过多时，难以清晰分析单个“动力、动力臂”与“阻力、阻力臂”的关系，不易得出杠杆平衡条件，故C符合题意。 （4）图D中动力F作用在杠杆甲点，根据动力方向与水平方向的夹角，易知动力臂为2L，此时阻力臂也是2L，故动力臂等于阻力臂，杠杆为等臂杠杆。筷子是费力杠杆，老虎钳是省力杠杆，托盘天平是等臂杠杆，因此与托盘天平相同。 （5）弹簧测力计由位置1转至位置2时，动力臂先变大（转到与杠杆垂直时，动力臂最大）后变小；根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂先变大则动力变小，动力臂后变小则动力变大，因此测力计示数先变小后变大。 （6）[1]每个钩码质量m=50g=0.05kg 重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N 2个钩码总重力F阻=1N。设杠杆每格长度为L，小桶（装液体）的力臂为2L，钩码的力臂为3L。根据杠杆平衡条件，液体重力G液×2L=F阻×3L 解得G液= 1.5N。液体质量 液体体积 V=100mL=100cm3=1×10-4m3 密度 [2] A．增大小桶容积，相同密度下液体质量变大、重力变大，会使杠杆更易左端下沉，无法增大量程，该措施不可行，故A符合题意； B．小桶位置固定，向左移支点，小桶的力臂变小，根据杠杆平衡条件，可承受更大的液体重力，能增大量程，可行，故B不符合题意； C．增加钩码质量，阻力变大，可平衡更大的液体重力，能增大量程，可行，故C不符合题意； D．支点固定，向右移小桶，小桶的力臂变小，可承受更大的液体重力，能增大量程，可行，故D不符合题意； 故选A。 6．(1) (2)竖直 (3)0.8 (4)0.3 (5)高 【详解】（1）由表格中数据可知，绳子的段数n=3，是奇数，从动滑轮的挂钩开始依次绕线，如图所示： （2）实验时，在整个提升物体的过程应该始终保持平衡状态，所以应沿竖直向上的方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。 （3）如果在第1次实验时，忽略绳重和摩擦，由 可知，动滑轮的重力 （4）中绳子的有效段数为3，若在第2次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则绳子自由端的速度为 拉力F的功率为 （5）从实验数据看，在物体上升的高度相同的情况下，物体越重，滑轮组的机械效率越高，这说明滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，物体越重，机械效率越高。 7． 变大 乙 66.7% 【详解】（1）[1]比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高，因此增大物体的重力可以使滑轮组的机械效率变大。 （2）[2]由第4次数据，及s=nh可得，滑轮组承重绳子的根数 图乙中承担物重的绳子段数为2，故选择装置乙。 [3]第4次实验的机械效率 （3）[4]图示中，甲滑轮组的承重绳子为3根，根据第1次实验数据可知 使用甲滑轮组提升物体。有用功为 W有=Gh=2N×0.1m=0.2J 总功为 W总1=F1s1=1N×0.3m=0.3J 每个滑轮重0.5N，克服动滑轮做的功为 W动=G轮h=0.5N×0.1m=0.05J 则绳重和摩擦导致的额外功为 W额=W总-W有-W动=0.3J-0.2J-0.05J=0.05J 绳重和摩擦导致的额外功与总功的比值k为 8． 匀速 0.8 89% 增大 增大 B 【详解】（1）[1]按照如图所示装置实验，小明应缓慢匀速拉动弹簧测力计，使拉力大小不变，测力计示数稳定。 [2]由图可知，测力计的分度值为0.2N，拉力为0.8N。 （2）[3]第二次实验时滑轮组的机械效率是 （3）[4]由表格中数据可知，钩码重力越大，机械效率越大，故可得：同一滑轮组，随着物重的增大，滑轮组的机械效率大。 [5]第1次实验中，额外功为 第2次实验中，额外功为 第3次实验中，额外功为 则同一滑轮组，随着物重的增大，额外功增大。 （4）[6]由 得，实验中可以不使用刻度尺，也可以得出机械效率。 （5）[7]某型号电梯可看作滑轮组，在空间限定和安全使用范围内，该电梯在乘客质量最大时，电梯上升高度相同时，有用功最大，额外功不变，由 得，机械效率一定最大，而人的质量不同，人数多，质量不一定最大，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．(1) 测量力臂 右 (2)3 (3)B (4)阻力和阻力臂 (5) 金属棒的质量m1 (6) 变小 大 丁 【详解】（1）[1][2]实验前，如杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，则应向右调节平衡螺母，如杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，则应向左调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，此时支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小。 （2）分析第③组数据，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知 F1×5cm=1N×15cm 解得F1=3N。 （3）A．向左移动钩码的悬挂点，会使动力臂变小，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力会变大，故A不符合题意； B．向右移动测力计的悬挂点，会使动力臂变大，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力会变小，故B符合题意； CD．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，加挂钩码后，不能通过调节平衡螺母使杠杆平衡，故CD不符合题意。 故选B。 （4）动力和动力臂成反比这个结论成立必须有前提条件，即保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，动力与动力臂成反比，否则不成立。 （5）[1][2]用天平测出金属棒的质量m1，根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知 G1L1=G×L2 即 m1gL1=mgl 则金属棒重心到支点O的距离 （6）[1]由图可知，当α角增大时，力臂L2变小；由于拉力F3的方向与脊柱夹角始终为12°且OA这段距离不变，则O点到作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F3变小。 [2]人上半身本身有重力，则阻力变大，那么腰背部肌肉的实际拉力将比图戊中的F3要大，更费力。 [3]比较丙、丁两种姿势可知，丙的支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉的等效拉力，F3要比较长时间的使用较大的力，所以丙姿势不正确，丁姿势比较正确。 10．(1)质量m (2)时间t (3) (4)B (5) 180 135 【详解】（1）根据 实验中要用体重计测 量小华的质量m。 （2）实验中需要用秒表测量跳n次所用的时间t。 （3）计算出跳绳时克服重力的平均功率为 （4）A．两人跳起的平均高度相同，h相同，跳的时间短的，起跳的次数不一定多，不知道体重，也无法比较功率的大小，故A不符合题意； BD．相同时间完成相同次数，起跳的高度相同，体重大的做功多，时间相同，根据可知，体重大的功率大，故B符合题意，D不符合题意； C．体重相同，跳的时间长的，起跳的次数不一定多，功不一定大，无法比较功率大小，故C不符合题意。 故选B。 （5）[1][2]跳绳者的重力为 跳绳一次做的功为 由图像可得，跳绳一次所用的时间为，所以1min 跳绳的次数为 1min做的总功为 克服重力做功的平均功率为 11．(1)不是 (2)省力 (3) 20 倾斜程度 【详解】（1）沿斜面拉动物块时，使物块做匀速直线运动，此时绳子对物块的拉力不仅要克服摩擦力，还要克服物块重力沿斜面的分力，所以绳子对物块的拉力和斜面对物块的摩擦力不是平衡力。 （2）比较表中的数据，物块重G =10N，而沿斜面的拉力F都小于10N，所以斜面是一种省力的简单机械。 （3）[1]根据表中数据可知，当斜面较缓时的机械效率 [2]由实验数据可知，斜面粗糙程度相同时，斜面倾斜程度越大，机械效率越大。 12．(1) 平衡 左 (2)左 (3) 4 变小 (4) 125 30 【详解】（1）[1][2]杠杆静止或匀速转动叫杠杆的平衡，在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于平衡状态；杠杆的右端下沉，左端上翘，应将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）由图2可知，杠杆右端下沉，说明杠杆右端力和力臂乘积较大，为使杠杆在水平位置平衡，如果保持右侧钩码位置不动，增大左侧力臂，左侧钩码位置应该向左移动。 （3）[1][2]由图3可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是4N，若竖直向下拉动弹簧测力计，动力臂变大，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力变小，即弹簧测力计的示数变小。 （4）[1]该杆秤A处所挂空秤盘的质量为25g，B处为提纽，O处挂质量为20g的秤砣时，杆秤水平平衡，由杠杆平衡条件得到G空×AB=G砣×BO 即m空g×AB=m砣g×BO 得到 由杠杆平衡条件得到(G空+G大)×AB=G砣×BC 即(m空g+m大g)×AB=m砣g×BC 得到 [2]若仅将提纽位置向右移的距离，由杠杆平衡条件得到 即 得到 13．(1) 0.4J 0.5J 80％ (2)错误 (3)1和2 【详解】（1）[1]第3次实验中的有用功为 [2]总功为 [3]机械效率为 （2）比较2、4两次实验数据可知，控制其他变量相同，物体被提升的高度不同时机械效率相同，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，所以猜想I错误。 （3）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，重物提升的高度不变，只改变重物的重力，所以实验1和2符合条件。 14．(1) 是 右 (2) 错误 便于测量力臂，同时消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响 (3) 变大 此时拉力的力臂变小 (4)> 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时都处于平衡状态，图甲中杠杆处于静止状态，所以是处于平衡状态。 [2]为了使杠杆在水平位置平衡，需要调整平衡螺母。由于杠杆左端偏低，应将右端的平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）[1]这个结论是错误的。得出“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” 这样的结论，是因为杠杆在如图的水平位置平衡时，两侧的动力和阻力沿竖直方向，此时支点到力的作用点的距离正好与支点到力的作用线的距离正好重合，正确的杠杆平衡条件是 “动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂”。 [2]实验过程中使杠杆水平平衡的目的是便于测量力臂，因为此时力臂与杠杆重合，可直接从杠杆上读出力臂的长度，同时消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响。 （3）[1][2]读图可知，若弹簧测力计向右倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，动力臂逐渐变短，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，动力会逐渐变大。 （4）将大树以悬挂点O分为左右两部分； 根据杠杆平衡条件：，由题意可得：，杠杆示意图如图： 由图知：，所以，即。 15．(1)刻度尺 (2)匀速 (3) 2.2 75.8% (4) 无关 提升物体的重力 增大 【详解】（1）在测量滑轮组机械效率的实验中，需要测量钩码上升的高度和绳端移动的距离，已经有弹簧测力计测量力，还需要用刻度尺来测量距离。 （2）实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，弹簧测力计示数稳定，测力计示数等于拉力大小。 （3）[1]第4次实验测得弹簧测力计示数如图2所示，分度值为0.2N，大小是2.2N。 [2]根据表格第4次实验数据，则机械效率为 （4）[1]由表格数据可知，比较1、2两次实验发现，探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，重物重力相同，提升高度不同，但机械效率相同，所以同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关。 [2]由表格数据可知，第4次实验中钩码重力较大，钩码提升高度和绳端移动距离均相同，第4次实验的机械效率较大，因此可知同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 [3]由表格数据可知，第3次实验中的拉力所做的额外功为 第4次实验中拉力所做的额外功为 因此第4次实验拉力做的额外功与第3次相比增大。 16．(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。 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 $