专题02 第十一章 简单机械和功 基础实验题（江苏专用）2026-2027学年苏科版九年级上册物理

**基本信息** 聚焦简单机械和功的基础实验，以杠杆平衡条件、滑轮特点、机械效率影响因素为核心，通过阶梯式实验题型构建从操作到分析的知识逻辑链，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |杠杆平衡条件实验|6题|平衡调节、力臂测量、数据归纳|从平衡调节到平衡条件推导，建立“力×力臂”定量关系| |滑轮特点实验|8题|方向改变、省力分析、误差讨论|对比定/动滑轮机械特性，理解杠杆原理应用| |机械效率影响因素|10题|多组数据对比、变量控制、效率计算|从有用功/总功关系，探究物重、动滑轮重对效率的影响|

学科网知识店铺:苍穹精品工作室 原创精品资源，学科网独家享有版权，侵权必究！ 专题02 简单机械和功 基础实验题（江苏专用） 3大必考题型概览 题型01 探究杠杠的平衡条件的实验（★重点） 题型02 探究定滑轮和动滑轮的特点实验 题型03 探究机械效率的影响因素（★难点） 地 题型01 探究杠杠的平衡条件的实验 1．学习小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)安装好杠杆，发现左端低、右端高，应将平衡螺母向______调节，使之在水平位置平衡； (2)D点悬挂两个钩码。A、B、C三点分别悬挂六个、三个、两个钩码，杠杆均能在水平位置平衡，这说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越小，进一步实验，可归纳得出杠杆的平衡条件是______； (3)根据实验过程中的体会，小明觉得对于杠杆，哪边重往哪边沉，其实这里的“重”实质指的是______比较大； (4)保持D点悬挂钩码不变，在E点施加力使杠杆在水平位置平衡，为了使力最小，力的方向应______，这是因为此时力臂最大。 【答案】(1)右 (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂// (3)力与力臂的乘积 (4)竖直向上 【详解】（1）当杠杆左端低、右端高时，说明杠杆的重心偏向左端，为了使杠杆水平，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆水平平衡。 （2）钩码在A、B、C三点对杠杆拉力的力臂越来越大，所需钩码数目变少，说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越小。进一步实验，可归纳得出杠杆平衡时动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，即杠杆平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或）。 （3）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知哪边力与力臂的乘积大，杠杆就往哪边沉，所以这里的“重”实质指的是力与力臂的乘积比较大； （4）根据杠杆平衡条件，为了使力最小，力的方向应竖直向上，这是因为此时力臂最大。 2．在“探究杠杆的平衡条件”实验中。 (1)当杠杆静止在如图甲所示的位置时，杠杆处于___________（填“平衡”或“不平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向___________。移动； (2)调整杠杆水平位置平衡，目的是___________ (3)如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计竖直向下拉，则动力臂为___________cm； (4)如图丙所示，当杠杆在水平位置平衡时，作用在A点的三个力F1、F2、F3中，___________最小。 【答案】(1) 平衡 右 (2)方便测力臂 (3)25 (4) 【详解】（1）杠杆的平衡状态定义为静止或匀速转动，图甲中杠杆已经静止，因此属于平衡状态；杠杆右端偏高，调节平衡螺母遵循“向偏高的一端调节”，因此平衡螺母向右移动。 （2）杠杆调至水平位置平衡，竖直方向的力的力臂与杠杆重合，可直接在杠杆上读取力臂，因此目的是便于测量力臂。 （3）竖直拉弹簧测力计时，由图可知，支点到动力作用点共5个格，每格长5cm，因此动力臂为。 （4）根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越长，动力越小，三个力中，方向与水平杠杆垂直，动力臂最大，因此最小。 3．小雨去药店买药时，看到医生用如图所示的小杆秤称中药。在秤盘中放入药材后用手提起提绳，移动秤砣的位置，就能使小杆秤在水平位置静止。 (1)小雨发现，小杆秤实质是一个杠杆，提绳处是杠杆的________。 (2)杠杆在什么条件下能平衡呢？小雨从学校的实验室找来器材进行了探究。 ①实验前，先将杠杆调至水平位置平衡，如图甲。 ②小雨在杠杆两边挂上钩码后出现了如图乙所示的现象，要使杠杆恢复水平平衡，最简单的操作是________。（选填字母） A．向左调平衡螺母 B．将左侧钩码向左移动一个格 C．上述两种方法都可以 ③小雨按照正确的步骤，继续进行实验，记录了如下表所示的数据： 实验次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm 1 0.5 16 1 8 2 2 4 1 8 3 3 8 2 12 分析表格数据可知，杠杆平衡的条件是________。 (3)根据杠杆的平衡条件可以知道：若要使小杆秤的量程更大些，称量时应使用________（选填“提绳1”或“提绳2”）。 【答案】(1)支点 (2) B 动力×动力臂=阻力×阻力臂 (3)提绳1 【详解】【小题1】杠杆绕着转动的固定点叫做支点，小杆秤工作时绕提绳转动，因此提绳处是杠杆的支点。 【小题2】平衡螺母只能在实验前调节杠杆平衡时使用，挂上钩码开始实验后，不能再调节平衡螺母，只能通过移动钩码位置改变力臂使杠杆平衡，故选B。 【小题3】分析表格数据： 第一次： 第二次： 第三次： 可得杠杆平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂 【小题4】根据杠杆平衡条件 变形得 使用提绳1时，药材重力的阻力臂更小，同时秤砣的最大动力臂更大，因此能称量的药材最大重力更大，量程更大，所以选提绳1。 4．小明在做“探究杠杆平衡条件”实验时装置如图，每个钩码重力相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等。 (1)如图甲，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)如图乙，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，可在B位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位置平衡。 (3)若在图丙中的杠杆两侧各去掉一个钩码，杠杆将会______（选填“左端下沉”或“右端下沉”）。 (4)实验过程记录的数据如下表： 实验次数 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 3 5 1 15 分析数据，得到杠杆的平衡条件是______。 【答案】(1)右 (2)4 (3)左端下沉 (4) 【详解】（1）调节杠杆平衡时，平衡螺母向杠杆偏高的一侧调节。图甲中杠杆左低右高，右端偏高，因此平衡螺母向右端调节。 （2）设每个钩码重力为，杠杆每格长度为，根据杠杆平衡条件：A点力和力臂的乘积为 B点力臂为，代入得 解得，因此需要挂4个钩码。 （3）图丙中，两侧各去掉一个钩码后：左侧力和力臂的乘积为 右侧为 左侧乘积更大，因此杠杆左端下沉。 （4）分析表格中三次实验数据，每次实验都满足动力×动力臂=阻力×阻力臂，因此得到杠杆平衡条件。 5．小明用图甲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。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0~5N，杠杆上每一格长10cm。 (1)为便于测量力臂，弹簧测力计应沿________方向拉杠杆，并使之在________位置平衡； (2)小明首先保持F2和l1不变而改变l2，所获得的实验数据如表格所示。第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示，则F1=________N；此时杠杆的类型与________（选填“筷子”或“老虎钳”）相同； 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 (3)为获得更多组数据，小明继续进行（2）中实验，为能顺利完成实验，在改变阻力臂l2时，l2应不超过________cm；完成上述实验后，小明接下来还应进行的实验有：①保持________不变而改变F2；②保持F2和l2不变而改变l1。 (4)小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：________。 【答案】(1) 竖直 水平 (2) 4.4 筷子 (3) 37.5 和 (4) 【详解】（1）[1][2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离。当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时，拉力作用点到支点的距离就是其力臂，这样便于从杠杆上直接读出力臂，由图可知，杠杆水平平衡时拉力方向应为竖直方向。 （2）[1]图中弹簧测力计的分度值是，指针指在下面第个小格上，因此弹簧测力计读数为 [2]筷子是费力杠杆，动力臂小于阻力臂，目的是省距离，所以此时杠杆类型与筷子相同。 （3）[1]当，动力臂不变时，弹簧测力计的最大拉力为，根据杠杆平衡条件可得在改变阻力臂时，应不超过的数值为 [2]为了探究杠杆平衡条件的普遍性，根据控制变量法可知，探究与的关系时必须保持和不变。 （4）根据实验数据，杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。 6．小明做“探究杠杆的平衡条件”实验： (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，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。杠杆水平平衡后，在实验过程中_________（选填“能”或“不能”）再次调节两侧的平衡螺母； (2)如图乙所示，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上测量____________。多次实验，记录的数据如下表所示。分析数据得出杠杆的平衡条件：_____________（用表格中的物理量符号表示）； 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 8 2 4 2 2 6 3 4 3 4 6 3 8 (3)在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了________；（填字母） A．使每组数据更准确 B．取平均值减小误差 C．寻找普遍规律 (4)如图丙所示，当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时，杠杆始终在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将_________（选填“变小”“变大”或“不变”）。 【答案】(1) 平衡 右 不能 (2) 力臂 (3)C (4)变大 【详解】（1）[1]杠杆的平衡是指静止或匀速转动，故杠杆静止时，就处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆左端下沉，右端上翘，表明右端轻一些，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节。 [3]杠杆水平平衡后，在实验过程中不能再次调节两侧的平衡螺母，否则会破坏杠杆的平衡状态。故实验中不能调节平衡螺母。 （2）[1]杠杆在水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，便于直接在杠杆上测量力臂。 [2]分析表格数据，每一次动力与动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，所以杠杆平衡条件为F1L1=F2L2。 （3）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了寻找普遍规律，避免实验的偶然性，故AB不符合题意，C符合题意。 故C符合题意。 （4）当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，则动力变大，所以弹簧测力计的示数将变大。 地 题型02 探究定滑轮和动滑轮的特点实验 7．同学们共同研究滑轮的特点。 次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以______，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个_______杠杆； (2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速缓慢提升不同的重物，如图乙； ①使用动滑轮时，应沿________方向匀速提升重物，以达到最佳的省力效果； ②通过观察和比较测量结果，可得初步结论： 使用动滑轮可以_______，但不能改变力的方向，相当于一个_______杠杆；用动滑轮匀速提起同一重物时（忽略绳重及摩擦），弹簧测力计的示数应等于提升物体重力的________，但实验后发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是_____________________________。 【答案】(1) 改变力的方向 等臂 (2) 竖直 省力 一半 省力 动滑轮有自重 【详解】（1）[1]使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变拉力的方向。 [2]定滑轮可以看成支点O在轴心处的杠杆，延长拉力的作用线，作O到力的作用线的垂线，可以发现力臂始终等于滑轮的半径，且动力臂等于阻力臂，故定滑轮可以看成一个等臂杠杆。 （2）[1]使用动滑轮时，应沿竖直方向匀速提升重物，此时动力臂长度最大，根据杠杆的平衡条件，可知此时最省力。 [2][3][4]如乙图所示，动滑轮可以看成支点O在滑轮左侧与绳子相切处，此时动力臂的长度为阻力臂长度的两倍，故，则使用动滑轮可以省力，但不能改变拉力的方向，且费距离，相当于一个省力杠杆。 [5]由于动滑轮自身也受重力的作用，而且绳子与滑轮之间也有摩擦，所以导致测力计示数F大于物重G的一半。 8．小明同学研究滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，如图所示为研究过程。 (1)实验过程中，应该在弹簧测力计______（选填“匀速拉动”或“静止”）时读数。 (2)比较甲、乙、丙、丁四图可知：使用定滑轮可以改变______，但不能______。 (3)比较甲、戊两图可知，使用动滑轮可以______。 【答案】(1)匀速拉动 (2) 力的方向 省力 (3)省力 【详解】（1）实验过程中，为了使测力计的示数稳定与考虑摩擦力对实验结果的影响，应该在弹簧测力计匀速拉动时读数。 （2）[1][2]比较图中的甲乙丙丁四图可知：，拉力的方向都不相同，即使用定滑轮时不能省力，但可改变力的方向。 （3）比较甲、戊两图可知，拉力的方向一致，戊图弹簧测力计示数更小，说明使用动滑轮可以省力。 9．研究定滑轮的特点。 (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是___________和___________； (2)如图乙所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为，则它们的大小关系为___________（选填字母）； A． B． C． D． (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮___________的特点。 【答案】(1) 物体的重力 拉力的大小 (2)D (3)能够改变力的方向 【详解】（1）[1][2]定滑轮是一种简单机械，为了比较机械是否省力，需要比较不用机械直接作用在物体上的力和使用机械实际需要的力的大小关系，故在研究使用定滑轮是否省力时，需要测量的物理量是物体的重力和拉力的大小。 （2）定滑轮相当于一个等臂杠杆，无论在哪个方向拉动，动力臂与阻力臂均为滑轮的半径，故拉力的大小不变，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向。升国旗过程中向下拉动时，国旗向上运动，是利用定滑轮能够改变力的方向的特点。 10．如图所示，这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如表所示，请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 拉力方向 甲 1 0.2 1.0 0.2 向上 乙 1 0.2 1.1 0.2 向下 丙 1 0.2 0.7 0.4 向上 (1)分析甲、乙两次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮___________（选填“能”或“不能”）省力，___________（选填“能”或“不能”）省距离，___________（选填“能”或“不能”）改变力的方向；用图乙装置进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)分析丙实验的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 【答案】(1) 不能 不能 能 不变 (2)见解析 【详解】（1）[1]由图甲可知钩码的重力是1N，由图乙可知，用定滑轮提起重为1N的钩码，所用的拉力1.1N，由此可知使用定滑轮不能省力。 [2]由图乙可知，钩码升高的高度0.2m，通过定滑轮提升钩码弹簧测力计移动的距离也是0.2m可见使用定滑轮不能省距离。 [3]甲实验中，提升钩码所用的力方向向上。由乙实验可知，通过定滑轮提升钩码所用的拉力方向向下，使用定滑轮能改变力的方向。 [4]用定滑轮来提升物体时，如果绳子的自由端沿水平向右的方向拉动，拉力的大小将不变。因为无论绳子朝哪个方向拉，定滑轮都可以看成是一个等臂杠杆。 （2）实际在实验时，动滑轮自身的重力、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等，都会影响实验的结果，所以拉力大小并不等于钩码重力的一半。 11．如图所示是小海同学研究定滑轮和动滑轮特点的实验装置。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 乙 丙 (1)在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，下列操作方法正确的是_________。 A．随意拉动钩码 B．拉着钩码保持静止 C．匀速向上拉动钩码 (2)他按图示提起钩码时，测得的数据如上表所示。 比较弹簧测力计示数的大小，可知使用动滑轮的好处是__________； 比较弹簧测力计拉力的方向，可知使用定滑轮的好处是__________； 把钩码升高相同的高度，比较弹簧测力计移动的距离，可知使用动滑轮_________。 (3)在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得不方便读数，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计示数会________（选填“变大”“变小”或“不变”），理由是________________。 【答案】(1)C (2) 省力 可以改变力的方向 费距离 (3) 变小 忽略了弹簧测力计的重力大小 【详解】（1）研究该问题时，应该让物体保持静止状态或匀速运动状态，故弹簧测力计的操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速向下拉动重物，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （2）[1]在丙中，拉力 故使用定滑轮时省力。 [2]在乙中，拉力基本不变，但是向下用力，故使用定滑轮可以改变用力的方向。 [3]乙中测力计移动的距离为0.2m，丙中测力计移动的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离。 （3）[1][2]弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计示数会变小，原因是忽略了弹簧测力计的重力大小。 12．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中： (1)比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以_____。 (2)探究动滑轮的特点实验如图丙。 ①为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码_____上升，并将弹簧测力计的示数与_____（选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”）进行比较。 ②如图丙，要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可进行的操作是：_____ a.使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验 b.提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验 A．只有a    B．只有b    C．a和b均可    D．a和b均不可 【答案】(1)改变力的方向 (2) 匀速竖直 钩码和滑轮总重 C 【详解】（1）物体受到的重力方向竖直向下，甲图中拉力的方向竖直向上，乙图中拉力的方向竖直向下，故可知使用定滑轮可以改变力的方向。 （2）[1] [2]为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速竖直上升，并将弹簧测力计的示数与钩码和滑轮总重进行比较，这样才能准确得出结论。 [3]要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可以使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验；也可以提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验；a和b均可；故选C。 13．如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的几组实验装置，他按图示匀速拉动弹簧测力计去提起钩码，分别测得数据如表所示： 次数 钩码重力G/N 钩码升高的高度h/m 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/m 拉力方向 1 1 0.2 1 0.2 向上 2 2 0.2 2.1 0.2 向下 3 1 0.2 0.6 0.4 向上 4 2 0.2 1.1 0.4 向上 (1)实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和__________； (2)比较1和2两次实验，可知使用定滑轮的好处是________________； (3)比较2和4两次实验，可知使用动滑轮的好处是________________； (4)依据杠杆平衡条件分析，不计动滑轮自重，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是 ________________。 【答案】(1)刻度尺 (2)可以改变力的方向 (3)可以省力 (4)不能忽略动滑轮自身重力、绳子摩擦力等 【详解】（1）实验中还要测量钩码升高的高度与绳子自由端移动的距离，因此还需增加刻度尺。 （2）1和2两次实验是不用滑轮和使用定滑轮的对比，由表格数据可以看出使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，因此比较1和2两次实验，可知使用定滑轮的好处是可以改变力的方向。 （3）2和4两次实验是使用定滑轮和使用动滑轮的对比，由表格数据可以看出使用动滑轮省力，但不能改变力的方向，因此比较2和4两次实验，可知使用动滑轮的好处是可以省力。 （4）使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，这个关系是不计动滑轮自重时才成立的。分析第3、4两次实验数据，实际的拉力F却比理论值多0.1N，说明有阻力不能忽略不计，在提升重物的同时要克服动滑轮自身重力、绳子摩擦力等。故不符合理论上的关系的主要原因是不能忽略动滑轮自身重力、绳子摩擦力等。 14．在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 1 0.5 10 0.4 20 2 1.0 10 0.7 20 3 1.5 10 0.9 20 (1)组装好滑轮组后，正确操作是：沿___________方向拉弹簧测力计，使钩码___________上升，读出弹簧测力计的示数。 (2)第1次实验中，动滑轮的机械效率为___________%。 (3)分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是___________。 (4)分析表中实验数据可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (5)若在第3次实验中，不小心使钩码多上升了，但仍用表格中的数据进行计算，测得的机械效率将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1) 竖直 匀速 (2)62.5 (3)见详解 (4)增大 (5)不变 【详解】（1）[1][2]实验时，用手竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小，读出弹簧测力计的示数。 （2）由表中数据可知，第1次实验绳端移动的距离为20cm，即0.2m；动滑轮绳子股数为2，钩码上升高度10cm，即0.1m；则第1次实验的机械效率为 （3）由可知，由于动滑轮有自重，所以拉力大于物体重力的一半。 （4）由表中数据可知，第2实验的机械效率为 第3实验的机械效率为 故分析表中实验数据可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大。 （5）本实验中，s=2h，因机械效率 与提升钩码上升的高度无关，若在第3次实验中，不小心使钩码多上升了1cm，但仍用表格中的数据进行计算，测得的机械效率将不变。 地 题型03 探究机械效率的影响因素 15．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升钩码，分别做了多次实验，实验数据记录如下： 实验次数 钩码重 钩码上升距离 测力计示数 测力计上升距离 机械效率 1 1.0 5 0.6 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% (1)实验过程中，应缓慢匀速直线拉动弹簧测力计，如图所示，弹簧测力计示数为______________N。 (2)第2次实验时滑轮组的总功是______________，机械效率是______________。 (3)分析第1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越______________（选填“高”或“低”）；分析第3、4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”）。 (4)若不计摩擦及绳重，改变绕绳方式，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率______________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1) (2) 62.5% (3) 高 无关 (4)不变 【详解】（1）弹簧测力计的分度值为，指针在0.5N下1小格处，示数为。 （2）由实验数据可知，第2次实验提升钩码做的有用功为 弹簧测力计上升的距离为 做的总功为 滑轮组的机械效率为 （3）1、2、3中使用同一滑轮组，钩码上升高度相同，由表格数据可知，随着物重增大，机械效率增高，结论是：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； 分析3、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升相同重物，钩码上升高度不同，由表格数据可知，滑轮组机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 （4）不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率为 只改变绕绳方式，、都不变，所以机械效率不变。 16．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，某小组用如图所示的同一滑轮组提升不同个数钩码，分别做了如图所示的三组实验，实验数据记录如下： 次数 /N /N h/cm /N s/cm 机械效率 1 2 0.8 5 1.2 15 55.6% 2 4 0.8 5 2 15 ② 3 6 0.8 5 ① 15 83.3% (1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量________向上匀速拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数； (2)第3次实验时弹簧测力计的示数如图所示，表格中编号①的数值是________，②的数值是________（精确至0.1%）； (3)分析1、2、3次实验的数据，可得结论：滑轮组提升物体的机械效率与________有关。若忽略绳重及摩擦，还可以________，从而提高机械效率。 【答案】(1)竖直 (2) 2.4 66.7% (3) 提升物体的重力 减小动滑轮的重力 【详解】（1）实验中为保证滑轮组受力平衡，使拉力大小等于弹簧测力计示数，需要尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计并读数。 （2）弹簧测力计分度值为，指针读数是 根据机械效率公式代入第2组数据知 （3） 三组实验用同一滑轮组（动滑轮重不变），提升的物体重力越大，机械效率越高，因此可得结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关。 若忽略绳重和摩擦，额外功主要来自动滑轮的重力，因此还可以减小动滑轮的重力，减少额外功，从而提高机械效率。 17．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。 (1)实验中，弹簧测力计的示数F为___________N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，弹簧测力计上升高度s为0.3m，则杠杆的机械效率为___________%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：___________。 (2)林红同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的数据。 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 弹簧测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：___________。请简要说明两条理由： ①___________； ②___________。 【答案】(1) 0.5 66.7 需要克服杠杆自重做功/杠杆与支点间有摩擦 (2) 不能 两次实验时钩码没有挂在同一位置 一次对比实验所得结论是不可靠的 【详解】（1）[1]弹簧测力计分度值为0.1N，指针读数为0.5N； [2]使用杠杆的过程中，有用功 总功 机械效率 [3]额外功产生的原因：提升杠杆的过程中需要克服杠杆自重做功，或转轴处存在摩擦，写一个即可。 （2）探究“杠杆机械效率与钩码重的关系”时，需要控制钩码悬挂位置（阻力臂）不变，只改变钩码重力；本实验中两次钩码悬挂点不同，没有控制变量，且仅做了两次实验，实验次数过少，结论不具有普遍性，因此不能得出题干中的结论。 18．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：使用定滑轮不能省力，但可以____________。 (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。据此可知，使用滑轮组____________（选填“能”或“不能”）省力。 (4)小彤想到：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，她利用图丁中的一个滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 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 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 ①小彤是用图丁中的____________（选填“A”或“B”）滑轮组完成实验的； ②在第3次实验中，滑轮组的机械效率是____________； ③分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率随着物重的增加而____________； ④小彤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，如果这样做，测得的机械效率将____________（选填“偏大”“偏小”或“更准确”）。 【答案】(1)改变力的方向 (2)动滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦对结果有影响 (3)能 (4) B 83.3% 增大 偏大 【详解】（1）由图甲可知，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，说明使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。 （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，物体的重力是1N，弹簧测力计的拉力是0.6N，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，可能是动滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦对结果有影响。 （3）由图丙可知，物体的重力是2N，弹簧测力计的示数是0.8N，说明使用滑轮组能省力。 （4）①由表中数据可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数 小彤是用图丁中的B滑轮组完成实验的。 ②在第3次实验中，滑轮组的机械效率 ③由表中数据可知，同一滑轮组，不计绳重和摩擦，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，所以使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率随着物重的增加而增大。 ④实验中若静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，绳子自由端拉力测量值偏小，求出的总功偏小，有用功不变，由可知测得的机械效率将偏大。 19．小明利用如图所示的装置探究使用滑轮组的机械效率与哪些因素有关。 小明作出了以下猜想： 猜想一：机械效率与被提升物体所受的重力有关。 猜想二：机械效率与动滑轮所受的重力有关。 猜想三：机械效率与绳子的绕绳方法有关。 为了验证猜想，准备器材如下：两个滑轮组、两根细绳、若干钩码、弹簧测力计（量程合适），实验装置如图所示。小明利用滑轮组提升不同数量的钩码，实验数据如下表所示： 序号 钩码的重力/N 钩码升高的高度/m 动滑轮的重力/N 绳子的拉力/N 绳端通过的距离/m 机械效率 1 4 0.1 0.2 1.5 0.3 88.9% 2 6 0.1 0.4 2.3 0.3 87.0% 3 6 0.1 0.2 2.2 0.3 ① 4 6 0.1 0.2 3.3 0.2 90.9% (1)除了上述实验器材，完成该实验还需要的测量工具是__________。 (2)实验时，为了更准确地测量滑轮组工作时的机械效率，读取弹簧测力计示数时应该使其处于__________（选填“静止”或“竖直匀速运动”）状态。 (3)根据第3次实验获得的数据，可知表中①处应该填写的是______（精确到0.1%）。 (4)为了验证猜想一是否正确，我们可以选择_______（填序号）两次实验数据进行分析；对比第3、4次实验数据可知，机械效率与滑轮组的绕绳方式_____关（选填“有”或“无”）。 (5)对比第_______（填序号）次实验数据，可以验证猜想二是正确的；在被提升物体所受的重力和绕绳方式相同的情况下，动滑轮越重，机械效率越________。 【答案】(1)刻度尺 (2)竖直匀速运动 (3)90.9% (4) 1、3 无 (5) 2、3 低 【详解】（1）实验中需要测量钩码上升高度和绳端移动的距离，已有弹簧测力计测力，因此还需要刻度尺。 （2）若在静止状态读数，无法测量绳与滑轮间的摩擦力，会导致测得拉力偏小；只有滑轮组处于竖直匀速运动状态时，拉力与摩擦力、物重平衡，测得的拉力才准确。 （3）根据机械效率公式，代入第3次实验数据，有用功 总功 机械效率 （4）[1]验证猜想一（机械效率与被提升物体重力有关），需要控制动滑轮重力、绕绳方式相同，改变物体重力，因此选1、3两次实验。 [2] 对比3、4次实验：物体重力、动滑轮重力都相同，只有绕绳方式不同，最终机械效率相同，说明机械效率与滑轮组绕绳方式无关。 （5）[1]验证猜想二（机械效率与动滑轮重力有关），需要控制物体重力、绕绳方式相同，改变动滑轮重力，因此选2、3两次实验。 [2]对比数据：动滑轮更重的第2次实验机械效率更低，因此结论为：被提升物体重力、绕绳方式相同时，动滑轮越重，机械效率越低。 20．小华用如图所示的装置探究滑轮组的机械效率，每个钩码重2N，实验数据记录如下表。    实验次数 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 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 57% (1)实验时应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，不能停下来读数，是因___________对实验的影响不同； (2)第1次实验测得的机械效率为___________； (3)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，___________可以提高滑轮组的机械效率； (4)通过比较第1、3次实验数据可知：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___________； (5)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度___________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1) 匀速 滑轮组的摩擦力 (2)74% (3)增加物重 (4)小 (5)无关 【详解】（1）[1]实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能保证拉力的大小恒定，弹簧测力计的示数稳定。 [2]当测力计停止运动时，滑轮组也会停止工作，此时滑轮组内部的摩擦力和其他阻力会发生变化，而这些变化会直接影响到滑轮组的机械效率。因此，为了得到准确的机械效率值，我们必须在测力计运动的过程中进行读数，以确保所有参数都处于稳定状态。 （2）第1次实验数据，，，，则机械效率 （3）分析第1、2次实验数据，同一滑轮组，动滑轮重力不变，增加钩码总重，机械效率从74%提升到83%。即使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率。 （4）比较第1、3次实验数据，提升相同物重，但第3次实验的动滑轮更重，机械效率从74%降至57%。即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小。 （5）分析第3、4次实验数据，提升相同物重，物体被提升的高度从0.1m变为0.2m，但机械效率均为57%。即滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。 21．小明同学在小区里看见装修工人用滑轮组将材料运上高楼，如图1所示，他想知道如何提高滑轮组的机械效率，即滑轮组的机械效率和什么因素有关。他猜想滑轮组的机械效率可能和提升的物重、提升高度、动滑轮的重力有关。于是他组成一个实验小组，用如图2所示装置进行实验，测量过程中，弹簧测力计始终保持竖直向上并匀速拉动钩码，实验中每个钩码重，并将测得的数据记录在下表： 实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动距离 机械效率 1 2 0.1 0.9 0.3 2 3 0.1 1.2 0.3 83% 3 2 0.1 0.9 0.4 56% 4 2 0.2 0.9 0.8 56% 【解释】 (1)第1次实验测得的机械效率为__________（结果保留到整数位），若此时不计绳重与摩擦，动滑轮重为__________N； (2)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，提升物体越重，滑轮组的机械效率__________；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（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率__________； (3)实验4用的是____（选填a或b或c）装置，分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_______。 【交流】 (4)由以上结论可知，工人若要提高滑轮组的机械效率，在不改变机械的前提下，可以_____。 【答案】(1) 74% 0.7 (2) 越高 越低 (3) c 无关 (4)增大物重 【详解】（1）[1]第1次实验测得的机械效率为 [2]由，根据表格中数据知，，可知承重绳股数为，由，可得 （2）[1]第1、2次实验绳子段数相同，所以使用同一滑轮组，由第1、2次实验数据可知，使用同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高。 [2]第1、3次实验数据，使用不同的滑轮组，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低，是因为提升相同的重物，有用功相同，动滑轮个数越多，额外功越多，则滑轮组的机械效率越低。 （3）[1]第4次实验，由即可得，承重绳股数，所以是用c滑轮组做的实验。 [2]第3、4次实验数据，使用同一滑轮组提升相同的物重，物体被提升的高度不同，机械效率相同，可知滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。 （4）由以上结论可知，使用同一滑轮组增加物重可以提高滑轮组的机械效率，所以，工人若要提高滑轮组的机械效率，在不改变机械的前提下，可以增大物重。 22．图为小明同学在活动课上做“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”的实验时的情景。 （1）本实验除了图中的器材，还需要的测量仪器是_________。 （2）进行乙实验时，需要注意的操作是_________。 （3）他将三次实验的数据记录在下边的表格中，请你将表中的数据补充完整。 序号 物重G/N 钩码升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端移动的距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η/% 甲 1 0.2 1 0.2 0.2 0.20 100 乙 1 0.2 1.1 0.2 0.2 0.22 91 丙 1 0.2 0.6 _________ 0.2 0.24 _______ （4）分析实验数据并结合你平时的实验经验，你认为影响动滑轮机械效率的主要因素是：_________。 【答案】 刻度尺 弹簧测力计竖直下拉时，需要重新调零 0.4 83.3 物重和动滑轮重 【详解】[1]在“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”的实验中，需要测量钩码上升的高度和绳子自由端移动的距离，因此还需要的测量仪器是刻度尺； [2]由图乙可知，要测竖直向下的拉力，使用前弹簧测力计需要重新调零； [3]由图丙可知，与动滑轮相连接的绳子段数为2，根据表格数据可知，绳子自由端移动的距离 该动滑轮的机械效率 [3]由表中数据可知，当物重一定时，动滑轮的机械效率最低，因此影响动滑轮机械效率的主要因素为物重和动滑轮重。 23．如图所示是小雨在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验的装置图。 【进行实验】实验过程中，应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计； 【实验数据】 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 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% 【分析与论证】 （1）分析表中数据可知：第4次实验是用图______（选填“甲”“乙”或“丙”）所示装置来完成的； （2）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度________（选填“有关”或“无关”）；通过比较3、4两次实验数据可得出：滑轮组的机械效率高低与_______有关； （3）小雨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，他认为应该静止读数。老师说该想法是错误的，原因是忽略了_______对滑轮组机械效率的影响。如果这样做，测得的机械效率将_______（选填“偏大”“偏小”或“更准确”）； （4）本实验中进行了多次实验，其目的是_______。 A．从多次实验中选取最准确的数据 B．多次测量取平均值，减小误差 C．从特殊现象中得到普遍规律 【答案】 匀速 丙 无关 动滑轮重 摩擦 偏大 C 【详解】[1]实验时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。 [2]分析第4次实验数据，可以看出绳端移动距离s是钩码上升高度h的5倍，即，这说明承担物重的绳子段数为5段，因此第4次实验是用图丙所示装置来完成的。 [3]通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。 [4]通过比较3、4两次实验数据，物重相同，提升高度相同，动滑轮重不同，可得出：滑轮组的机械效率高低与动滑轮重有关。 [5][6]弹簧测力计静止时不会克服摩擦做功，此时所测得的拉力偏小，这个想法是不合理的，没有考虑到摩擦的影响，如果这样做，根据机械效率公式可知测得的机械效率将偏大。 [7]实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是获得多组数据，归纳出普遍规律，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 24．小陈同学的4人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。 实验次序 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 74.1 ② 4 0.1 1.4 0.5 ③ 6 0.1 2.4 0.3 83.3 (1)在使用弹簧测力计时需要竖直向上匀速拉动，若斜向上拉动，则弹簧测力计的示数会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)从表中数据可分析出实验①是用图______（选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验；实验①中，若钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为_______W； (3)表格中空白处的数据应为______%（结果精确到0.1%）； (4)通过分析实验①和实验②的数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越_______（选填“高”或“低”）。比较实验①和实验③可得出结论：同一个滑轮组，_______，可以提高滑轮组的机械效率。 (5)为提升滑轮组的机械效率、节约能源，根据以上的结论和生产生活经验，不可采取的措施有________。 A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．增加重物上升高度 D．加快重物上升速度 【答案】(1)变大 (2) 甲 0.54 (3)57.1 (4) 低 增加物体的重力 (5)CD 【详解】（1）在使用弹簧测力计时，要保证匀速直线拉动，才能稳定的读取弹簧测力计的示数；若斜向上拉动弹簧测力计会导致动力臂变小，动力变大，弹簧测力计的示数变大。 （2）[1] 由表中实验数据可知，实验①中绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的3倍，即承重绳的股数为3，由图示可知，实验用的是甲图所示的滑轮组。 [2] 钩码上升的速度为，则绳端速度，拉力的功率为 （3）实验②中，滑轮组的机械效率 （4）[1] 实验①和实验②的数据中，钩码的重力和上升的高度相同，只有动滑轮的重力不同。图乙中动滑轮的重力更大，导致实验②中的机械效率更低。所以使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 [2] 比较实验①和实验③可知，两组实验使用的是同一组滑轮组。数据显示：钩码上升高度相同，动滑轮的重力相同，实验③中增大了物体重力，机械效率更高。所以同一个滑轮组，增加物体重力，可以提高滑轮组的机械效率。 （5）根据实验结论可知：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；使用同一个滑轮组，增加物体重力，可以提高滑轮组的机械效率。所以AB不符合题意，CD符合题意。 故选CD。 学科网（北京）股份有限公司 $学科网知识店铺:苍穹精品工作室 原创精品资源,学科网独家享有版权,侵权必究! 专题02 简单机械和功 基础实验题(江苏专用) 3大必考题型概览 题型01 探究杠杠的平衡条件的实验( 重点) 题型02 探究定滑轮和动滑轮的特点实验 题型03 探究机械效率的影响因素( 难点) 地 题型01 探究杠杠的平衡条件的实验 1.学习小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)安装好杠杆,发现左端低、右端高,应将平衡螺母向调节,使之在水平位置平衡; (2)D点悬挂两个钩码。A、B、C三点分别悬挂六个、三个、两个钩码,杠杆均能在水平位置平衡,这说明杠杆平衡时,力臂越大,对应的力越小,进一步实验,可归纳得出杠杆的平衡条件是; (3)根据实验过程中的体会,小明觉得对于杠杆,哪边重往哪边沉,其实这里的“重”实质指的是比较大; (4)保持D点悬挂钩码不变,在E点施加力使杠杆在水平位置平衡,为了使力最小,力的方向应,这是因为此时力臂最大。 2.在“探究杠杆的平衡条件”实验中。 (1)当杠杆静止在如图甲所示的位置时,杠杆处于(填“平衡”或“不平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应调节杠杆右端的平衡螺母向。移动; (2)调整杠杆水平位置平衡,目的是 (3)如图乙所示,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,弹簧测力计竖直向下拉,则动力臂为cm; (4)如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时,作用在A点的三个力F1、F2、F3中,最小。 3.小雨去药店买药时,看到医生用如图所示的小杆秤称中药。在秤盘中放入药材后用手提起提绳,移动秤砣的位置,就能使小杆秤在水平位置静止。 (1)小雨发现,小杆秤实质是一个杠杆,提绳处是杠杆的。 (2)杠杆在什么条件下能平衡呢?小雨从学校的实验室找来器材进行了探究。 ①实验前,先将杠杆调至水平位置平衡,如图甲。 ②小雨在杠杆两边挂上钩码后出现了如图乙所示的现象,要使杠杆恢复水平平衡,最简单的操作是。(选填字母) A.向左调平衡螺母 B.将左侧钩码向左移动一个格 C.上述两种方法都可以 ③小雨按照正确的步骤,继续进行实验,记录了如下表所示的数据: 实验次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm 1 0.5 16 1 8 2 2 4 1 8 3 3 8 2 12 分析表格数据可知,杠杆平衡的条件是。 (3)根据杠杆的平衡条件可以知道:若要使小杆秤的量程更大些,称量时应使用(选填“提绳1”或“提绳2”)。 4.小明在做“探究杠杆平衡条件”实验时装置如图,每个钩码重力相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等。 (1)如图甲,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)如图乙,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,可在B位置挂上个钩码,使杠杆在水平位置平衡。 (3)若在图丙中的杠杆两侧各去掉一个钩码,杠杆将会(选填“左端下沉”或“右端下沉”)。 (4)实验过程记录的数据如下表: 实验次数 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 3 5 1 15 分析数据,得到杠杆的平衡条件是。 5.小明用图甲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。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm。 (1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿方向拉杠杆,并使之在位置平衡; (2)小明首先保持F2和l1不变而改变l2,所获得的实验数据如表格所示。第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则F1=N;此时杠杆的类型与(选填“筷子”或“老虎钳”)相同; 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 (3)为获得更多组数据,小明继续进行(2)中实验,为能顺利完成实验,在改变阻力臂l2时,l2应不超过cm;完成上述实验后,小明接下来还应进行的实验有:①保持不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1。 (4)小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是:。 6.小明做“探究杠杆的平衡条件”实验: (1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,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。杠杆水平平衡后,在实验过程中(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母; (2)如图乙所示,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是便于直接在杠杆上测量。多次实验,记录的数据如下表所示。分析数据得出杠杆的平衡条件:(用表格中的物理量符号表示); 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 8 2 4 2 2 6 3 4 3 4 6 3 8 (3)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了;(填字母) A.使每组数据更准确 B.取平均值减小误差 C.寻找普遍规律 (4)如图丙所示,当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时,杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将(选填“变小”“变大”或“不变”)。 地 题型02 探究定滑轮和动滑轮的特点实验 7.同学们共同研究滑轮的特点。 次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 (1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如图甲所示,据此可证明:使用定滑轮不省力,但可以,他们通过进一步分析还发现:使用定滑轮时,相当于一个杠杆; (2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速缓慢提升不同的重物,如图乙; ①使用动滑轮时,应沿方向匀速提升重物,以达到最佳的省力效果; ②通过观察和比较测量结果,可得初步结论: 使用动滑轮可以,但不能改变力的方向,相当于一个杠杆;用动滑轮匀速提起同一重物时(忽略绳重及摩擦),弹簧测力计的示数应等于提升物体重力的,但实验后发现,测力计的示数F大于物重G的一半,与课本结论存在差异,其原因是。 8.小明同学研究滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,如图所示为研究过程。 (1)实验过程中,应该在弹簧测力计(选填“匀速拉动”或“静止”)时读数。 (2)比较甲、乙、丙、丁四图可知:使用定滑轮可以改变,但不能。 (3)比较甲、戊两图可知,使用动滑轮可以。 9.研究定滑轮的特点。 (1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是和; (2)如图乙所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为,则它们的大小关系为(选填字母); A. B. C. D. (3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮的特点。 10.如图所示,这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如表所示,请你分析: 实验序号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 拉力方向 甲 1 0.2 1.0 0.2 向上 乙 1 0.2 1.1 0.2 向下 丙 1 0.2 0.7 0.4 向上 (1)分析甲、乙两次实验的数据,可以得出结论:使用定滑轮(选填“能”或“不能”)省力,(选填“能”或“不能”)省距离,(选填“能”或“不能”)改变力的方向;用图乙装置进行实验时,若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将(选填“变大”“不变”或“变小”)。 (2)分析丙实验的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主要是因为。 11.如图所示是小海同学研究定滑轮和动滑轮特点的实验装置。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 乙 丙 (1)在探究定滑轮工作的特点时,如图乙所示,下列操作方法正确的是。 A.随意拉动钩码 B.拉着钩码保持静止 C.匀速向上拉动钩码 (2)他按图示提起钩码时,测得的数据如上表所示。 比较弹簧测力计示数的大小,可知使用动滑轮的好处是; 比较弹簧测力计拉力的方向,可知使用定滑轮的好处是; 把钩码升高相同的高度,比较弹簧测力计移动的距离,可知使用动滑轮。 (3)在探究定滑轮工作特点时,按照图乙所示操作,觉得不方便读数,于是把弹簧测力计倒过来,即弹簧测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,弹簧测力计示数会(选填“变大”“变小”或“不变”),理由是。 12.在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中: (1)比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以。 (2)探究动滑轮的特点实验如图丙。 ①为探究使用动滑轮是否可以省力,需要竖直向上拉弹簧测力计,使钩码上升,并将弹簧测力计的示数与(选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”)进行比较。 ②如图丙,要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论,可进行的操作是: a.使用同一动滑轮,不断增大物重,多次实验 b.提升同一重物,不断减小动滑轮重,多次实验 A.只有a B.只有b C.a和b均可 D.a和b均不可 13.如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的几组实验装置,他按图示匀速拉动弹簧测力计去提起钩码,分别测得数据如表所示: 次数 钩码重力G/N 钩码升高的高度h/m 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/m 拉力方向 1 1 0.2 1 0.2 向上 2 2 0.2 2.1 0.2 向下 3 1 0.2 0.6 0.4 向上 4 2 0.2 1.1 0.4 向上 (1)实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和; (2)比较1和2两次实验,可知使用定滑轮的好处是; (3)比较2和4两次实验,可知使用动滑轮的好处是; (4)依据杠杆平衡条件分析,不计动滑轮自重,使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半,但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系,造成这种现象的主要原因是 。 14.在“探究动滑轮工作时的特点”活动中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,在正确操作的情况下,测得的实验数据如下。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 1 0.5 10 0.4 20 2 1.0 10 0.7 20 3 1.5 10 0.9 20 (1)组装好滑轮组后,正确操作是:沿方向拉弹簧测力计,使钩码上升,读出弹簧测力计的示数。 (2)第1次实验中,动滑轮的机械效率为%。 (3)分析表中数据发现,使用动滑轮提升物体时,拉力不等于物体重力的一半,而是大于物体重力的一半,其主要原因是。 (4)分析表中实验数据可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将(选填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)若在第3次实验中,不小心使钩码多上升了,但仍用表格中的数据进行计算,测得的机械效率将(选填“变大”“变小”或“不变”)。 地 题型03 探究机械效率的影响因素 15.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升钩码,分别做了多次实验,实验数据记录如下: 实验次数 钩码重 钩码上升距离 测力计示数 测力计上升距离 机械效率 1 1.0 5 0.6 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% (1)实验过程中,应缓慢匀速直线拉动弹簧测力计,如图所示,弹簧测力计示数为N。 (2)第2次实验时滑轮组的总功是,机械效率是。 (3)分析第1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越(选填“高”或“低”);分析第3、4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”)。 (4)若不计摩擦及绳重,改变绕绳方式,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。 16.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,某小组用如图所示的同一滑轮组提升不同个数钩码,分别做了如图所示的三组实验,实验数据记录如下: 次数 /N /N h/cm /N s/cm 机械效率 1 2 0.8 5 1.2 15 55.6% 2 4 0.8 5 2 15 ② 3 6 0.8 5 ① 15 83.3% (1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量向上匀速拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数; (2)第3次实验时弹簧测力计的示数如图所示,表格中编号①的数值是,②的数值是(精确至0.1%); (3)分析1、2、3次实验的数据,可得结论:滑轮组提升物体的机械效率与有关。若忽略绳重及摩擦,还可以,从而提高机械效率。 17.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。 (1)实验中,弹簧测力计的示数F为N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,弹簧测力计上升高度s为0.3m,则杠杆的机械效率为%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:。 (2)林红同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的数据。 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 弹簧测力计移动距离s/m 机械效率 /% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:。请简要说明两条理由: ①; ②。 18.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:使用定滑轮不能省力,但可以。 (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。据此可知,使用滑轮组(选填“能”或“不能”)省力。 (4)小彤想到:利用滑轮组提升重物能否省功呢?为此,她利用图丁中的一个滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表所示。 实验序号 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 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 ①小彤是用图丁中的(选填“A”或“B”)滑轮组完成实验的; ②在第3次实验中,滑轮组的机械效率是; ③分析数据可得结论:使用同一滑轮组,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率随着物重的增加而; ④小彤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,如果这样做,测得的机械效率将(选填“偏大”“偏小”或“更准确”)。 19.小明利用如图所示的装置探究使用滑轮组的机械效率与哪些因素有关。 小明作出了以下猜想: 猜想一:机械效率与被提升物体所受的重力有关。 猜想二:机械效率与动滑轮所受的重力有关。 猜想三:机械效率与绳子的绕绳方法有关。 为了验证猜想,准备器材如下:两个滑轮组、两根细绳、若干钩码、弹簧测力计(量程合适),实验装置如图所示。小明利用滑轮组提升不同数量的钩码,实验数据如下表所示: 序号 钩码的重力/N 钩码升高的高度/m 动滑轮的重力/N 绳子的拉力/N 绳端通过的距离/m 机械效率 1 4 0.1 0.2 1.5 0.3 88.9% 2 6 0.1 0.4 2.3 0.3 87.0% 3 6 0.1 0.2 2.2 0.3 ① 4 6 0.1 0.2 3.3 0.2 90.9% (1)除了上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是。 (2)实验时,为了更准确地测量滑轮组工作时的机械效率,读取弹簧测力计示数时应该使其处于(选填“静止”或“竖直匀速运动”)状态。 (3)根据第3次实验获得的数据,可知表中①处应该填写的是(精确到0.1%)。 (4)为了验证猜想一是否正确,我们可以选择(填序号)两次实验数据进行分析;对比第3、4次实验数据可知,机械效率与滑轮组的绕绳方式关(选填“有”或“无”)。 (5)对比第(填序号)次实验数据,可以验证猜想二是正确的;在被提升物体所受的重力和绕绳方式相同的情况下,动滑轮越重,机械效率越。 20.小华用如图所示的装置探究滑轮组的机械效率,每个钩码重2N,实验数据记录如下表。 实验次数 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 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 57% (1)实验时应沿竖直方向拉动弹簧测力计,不能停下来读数,是因对实验的影响不同; (2)第1次实验测得的机械效率为; (3)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,可以提高滑轮组的机械效率; (4)通过比较第1、3次实验数据可知: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; (5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度(选填“有关”或“无关”)。 21.小明同学在小区里看见装修工人用滑轮组将材料运上高楼,如图1所示,他想知道如何提高滑轮组的机械效率,即滑轮组的机械效率和什么因素有关。他猜想滑轮组的机械效率可能和提升的物重、提升高度、动滑轮的重力有关。于是他组成一个实验小组,用如图2所示装置进行实验,测量过程中,弹簧测力计始终保持竖直向上并匀速拉动钩码,实验中每个钩码重,并将测得的数据记录在下表: 实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动距离 机械效率 1 2 0.1 0.9 0.3 2 3 0.1 1.2 0.3 83% 3 2 0.1 0.9 0.4 56% 4 2 0.2 0.9 0.8 56% 【解释】 (1)第1次实验测得的机械效率为(结果保留到整数位),若此时不计绳重与摩擦,动滑轮重为N; (2)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,提升物体越重,滑轮组的机械效率;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(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率; (3)实验4用的是(选填a或b或c)装置,分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度。 【交流】 (4)由以上结论可知,工人若要提高滑轮组的机械效率,在不改变机械的前提下,可以。 22.图为小明同学在活动课上做“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”的实验时的情景。 (1)本实验除了图中的器材,还需要的测量仪器是。 (2)进行乙实验时,需要注意的操作是。 (3)他将三次实验的数据记录在下边的表格中,请你将表中的数据补充完整。 序号 物重G/N 钩码升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端移动的距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率 /% 甲 1 0.2 1 0.2 0.2 0.20 100 乙 1 0.2 1.1 0.2 0.2 0.22 91 丙 1 0.2 0.6 0.2 0.24 (4)分析实验数据并结合你平时的实验经验,你认为影响动滑轮机械效率的主要因素是:。 2