九年级第十一章简单机械和功（培优篇）（Word版含解析）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率，他记录的实验数据如下表。

次数物重G/N绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离s/cm机械效率η/%1 1.00.510302 2.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息，组装图中小军使用的滑轮组______；(2)根据给出的实验数据，计算出第一次的机械效率并填入表格中______；（结果保留三位有效数字）(3)同一个滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是______。

【答案】 66.7 两次提升的物重不同【解析】【分析】【详解】(1)[1]当钩码上升的高度为10cm时，绳自由端移动的距离为30cm，则绳子承担重物的段数30cm310cmsnh===绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示(2)[2]第一次的机械效率111111N0.1m100%100%100%66.7%0.5N0.3mW G hW F sη⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有1有1总(3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组，即绳重、摩擦、滑轮重是相同的，所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。

2．小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为100g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。

请按要求完成下列问题：(1)将杠杆安装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡。

(2)将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。

为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂 ________个钩码。

(3)若撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应该用弹簧测力计在杠杆______（选填“A”或“C”）处竖直向上拉，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数为_______N。

（g取10N/kg）【答案】左 2 C 1.5【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆右端下沉，左端上翘，哪边高，平衡螺母像哪边调，所以应调节杠杆右侧的平衡螺母向左。

(2)[2]一个钩码重力0.1kg10N/kg1NG mg==⨯=假设杠杆一小格为L，A点挂n个钩码，根据杠杆平衡条件有1N331N2n L L⨯⨯=⨯⨯解得n=2，所以应该在A点悬挂2个钩码。

(3)[3][4]撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆能够在水平位置重新平衡，应该用弹簧测力计在杠杆A处竖直向下拉或者在杠杆C处竖直向上拉；根据杠杆平衡条件有B BC CF L F L=则弹簧测力计的示数31N31.5N4B BCCF L LFL L⨯⨯===3．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。

(1)他先测滑轮组的机械效率，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：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机械效率率η140.1 1.80.3260.1 2.40.383%340.1 1.40.557%440.2 1.4 1.057%①在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计；②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数)，第4次实验是用____图做的(选填“a”、“b”或“c”)；③分析第1、3次实验数据可得结论：___________________；(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点(支点处的摩擦不计)。

①他先将2只钩码悬挂在B 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F 1，机械效率为η1；②然后他将这2只钩码悬挂在C 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C 点上升高度与第一次相同，则此时弹簧测力计的示数F 2将____ (选填 “>”“=”或“<”) F 1； [拓展]对比杠杆实验的第①②两步，判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。

【答案】匀速 74% c 使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小 ＞ 见详解 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]测绳端拉力F 时, 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态。

[2]第1次实验测得的机械效率为4N 0.1m100%100%100%74%1.8N 0.3mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有用总 [3]第4次实验，钩码上升的高度为0.2m ，测力计移动距离为1.0m 。

则绳子股数为1.0m=50.2ms n h ==绳 第4次实验是用图c 做的。

[4]分析第1、3次实验数据，提升重物相同，但第1次实验，应用图a 一个动滑轮的滑轮组进行试验，第3次实验，应用图c 两个动滑轮的滑轮组进行试验，第一次机械效率高于第3次实验数据，可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小(2)[5]钩码从B 点移动到C 点，阻力不变阻力臂变长，弹簧测力计位置不变，动力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大，则F 2>F 1。

[6] η2变大，因为C 点被提的高度相同，克服杠杆自身重力所做的额外功相同，钩码提升的高度增加，有用功变大，根据100%W W W η=⨯+有有额可知η2变大。

4．同学们在探究影响浮力大小的因素时，发现手中的弹簧测力计损坏了，聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码（每只重0.5N ）替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。

以下是小强同学的实验操作，请你帮他完善该实验探究。

(1)将杠杆安装在支架上，静止时如图1所示，应将平衡螺母向______（选填“右”或“左”）调节，使杠杆在水平位置平衡；(2)如图2甲所示，将重2N 的物体G 挂在A 点，两只钩码挂在B 点时，杠杆在水平位置平衡；(3)将物体G 部分浸入水中（如图2乙所示），两只钩码移到C 点时，杠杆在水平位置平衡；(4)将物体G 浸没于水中（如图2丙所示），两只钩码移到D 点时，杠杆在水平位置平衡； (5)将物体G 浸没于盐水中（如图2丁所示），两只钩码移到E 点时，杠杆在水平位置平衡。

分析与论证：分析比较(2)、(3)、(4)可得：物体G 所受浮力大小与______有关；分析比较(2)、(4)、(5)可得：物体G 所受浮力大小与有______关；由题中信息计算物体G 的体积V =______m 3，盐水的密度ρ=盐水______kg/m 3。

（331.010kg/m ρ=⨯水，g =10N/kg ）【答案】右 物体排开液体的体积 液体的密度 1.0×10-4 1.125×103 【解析】 【分析】 【详解】[1]杠杆在如图1位置平衡后，要使杠杆在水平位置重新平衡，应将平衡螺母向右调节。

[2]步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中，而钩码逐渐靠近支点，说明物体G 所受的浮力逐渐变大，所以可得物体G 所受的浮力大小与排开液体的体积有关。

[3]步骤(4)(5)是让物体G 分别浸没在水中和盐水中，所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。

[4]由步骤(4)及杠杆的平衡条件得(G 物-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L ，(2N-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L所以F浮=1N由阿基米德原理有，物体的体积43331N10m1.010kg/m10N/kgFV Vgρ-====⨯⨯浮物排水[5]由步骤(5)及杠杆的平衡条件得(2N-F浮＇)⋅4L=1N⋅3.5L所以F浮＇=1.125N由阿基米德原理有，盐水的密度33431.125N1.12510kg/m10N/kg10mFgVρ-===⨯⨯浮盐水物＇5．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。

(1)实验开始时，杠杆如图甲所示处于静止状态。

为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向______移动（选填“左”或“右”）；(2)调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上2个钩码，在N点挂上3个钩码。

此时，杠杆在水平位置______（选填“平衡”或“不平衡”）；(3)用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以探究杠杆平衡条件。

如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为______N。

【答案】左不平衡 1.2【解析】【分析】(1)如果杠杆左端下沉，应向右调节平衡螺母，如果杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母，使杠杆在平衡位置平衡；(2)杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若1122Fl F l=，杠杆平衡；若1122l F F l≠，杠杆就不平衡，会沿力和力臂乘积大的力的方向转动；(3)左侧钩码对杠杆的作用力向下，使杠杆沿逆时针转动，则弹簧测力计施加的力使杠杆沿顺时针转动，保持杠杆平衡；杠杆平衡条件1122Fl F l=计算出弹簧秤的示数，判断弹簧测力计的位置。

【详解】(1)[1]图甲中，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向左调。

(2)[2]图乙中，设一格长度为L，一个钩码重G，则有2433G L G L ⨯<⨯即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积，杠杆不能在水平位置平衡，会沿顺时针方向转动。

(3)[3]丙图中钩码的重力0440.5N 2N G G ==⨯=由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得拉力在A 处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，则212N 3 1.2N 5G L LF L L⨯⨯=== 此时弹簧测力计示数为1.2N 。

【点睛】本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解。

杠杆的平衡条件：动力⨯动力臂=阻力⨯阻力臂，即1122Fl F l =；运用此条件进行杠杆平衡的计算。

6．如图是某学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表： 斜面的倾斜程度 物块重/N G斜面高/h m沿斜面拉力/N F 斜面长/m s 机械效率η较缓 10 0.1 5.0 1 20%较陡 10 0.3 6.7 1 45% 最陡100.58.01(1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做__运动。

(2)比较表中“物块重”和“__”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。

(3)第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是__。

(4)分析第1次实验的数据即“较缓”时可知，斜面对物体摩擦力为__N 。

【答案】匀速直线 沿斜面拉力 625%. 4 【解析】 【分析】【详解】(1)[1]沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动。

(2)[2]比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。