苏科版九年级上册物理第十一章简单机械和功专题练习（解析版）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。
请回答下列问题：(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______；(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______；F1/N L1/cm F2/N L2/cm2634(3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；(4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】便于直接测量力臂不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为0.5N63NG=⨯=弹簧测力计施加拉力的力臂L=⨯=2cm36cm右钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂5N 6cm 10cm 3NFL L G ⨯===右左 即钩码到支点的距离不应超过10cm 。
2．在探究“杠杆的平衡条件”实验中：(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆左端下沉，此时应将杠杆两侧的螺母同时向_____(2)如图甲所示，杠杆在水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆将______(3)如图乙所示，用弹簧测力计在C 处竖直向上拉。
当弹簧测力计逐渐向右倾斜如图丙，杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______(4)请在图丙中画出拉力F ′的力臂l 。
________【答案】右 逆时针 变大 不变【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)[2]设一个钩码的重力为G ，杠杆一个小格代表l ，如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，杠杆的左端为22=4G l Gl ⨯杠杆的右端为3=3G l Gl ⨯所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉，杠杆将逆时针转动。
(3)[3]乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力的力臂为OC ，弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时（如图丙），拉力的力臂小于OC ，拉力的力臂变小，拉力变大，弹簧测力计的示数[4]根据杠杆平衡的条件，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，因为杠杆始终保持水平平衡，钩码的重力和钩码的位置没有发生变化，所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。
(4)[5]从支点向力的作用线做垂线，得到力臂，如图所示：3．小明用天平和量筒测量某金属块的密度。
(1)将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，他应将右端的平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”），才能使天平水平平衡；(2)用调节好的天平测金属块质量时，天平平衡后，砝码及游在标尺上的位置如图乙所示，则金属块质量________g；(3)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内，水面如图丙所示，则可计算出金属块的密度ρ=________g/cm3；(4)完成上述实验后，小刚又用一根硬刻度尺设计出测金属块密度的实验方案如图丁，首先用细线系在中点O点使硬刻度尺在水平位置平衡，然后将金属块A挂在硬刻度尺左端C 处，把一块石块B挂在硬刻度尺右端，调节石块B的位置，使硬刻度尺在水平位置平衡，此时石块挂在硬刻度尺上的位置为E，如图所示。
下面是测量ρ金属的部分实验思路，将其补充完整。
①在刻度尺上读出OE的长度L1；②把金属块A浸没在水中，把石块B从E移动到D处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡：③____________________________；④则金属块密度的表达式：ρ=___________。
（用测出量和己知量表示，水的密度为ρ水）。
【答案】右27 2.7在刻度尺上读出OD的长度L2112LL Lρ-水【解析】【详解】(1)[1]如图甲所示，调节横梁平衡时，指针左偏说明左盘质量偏大，则平衡螺母应向右调节。
(2)[2]如图乙所示，游码标尺的分度值是0.2g ，游码位于2g 位置，矿石的质量20g 5g 2.0g 27g m =++=(3)[3]水和金属块的总体积330mL 30cm V ==总则金属块的体积33330cm 20cm 10cm V V V =-=-=总水金属块的密度3327g 2.7g /cm 10cmm V ρ=== (4)③[4][5]实验步骤：①在刻度尺上读出OE 的长度L 1； ②把金属块A 浸没在水中，把石块B 从E 处移动到D 处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡； ③在刻度尺上读出OD 的长度L 2；刻度尺的左端挂物体A ，物体B 挂在E 处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得A B 1 gV OC G L ρ⨯=⨯铁金属块A 浸没在水中，物体A 受到浮力作用，物体B 挂在D 处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得A AB 2gV gV OC G L ρρ-⨯=⨯水铁（）以上两个等式相除整理得112 L L L ρρ=-水金属4．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：(1)试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；（选填“匀速运动”或“静止”）(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s =_______m ，机械效率η=_______；(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N ；(5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______A ．动滑轮的重力B ．绳子与滑轮之间的摩擦C ．物体上升的高度【答案】缓慢 匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。
[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。
(2)[3]从图中可以看到，四条绳子托着动滑轮，第4次实验时，钩码提升的高度是0.1m ，绳端移动的距离是0.4m 。
[4]第4次实验时滑轮组做的有用功3N 0.1m 0.3J W Gh ==⨯=有用功滑轮组做的总功1.5N 0.4m 0.6J W Fs ==⨯=总 滑轮组的机械效率0.3J 100%100%50%0.6JW W η=⨯=⨯=有用功总功 滑轮组的机械效率是50%。
(3)[5]通过比较1、3和4三次实验数据可知，物重越大，滑轮组的机械效率越大。
(4)[6]忽略摩擦力和绳重，四条绳子托着动滑轮，那么4G G F +=动代入数据可得 1N 40.8N G +=⨯动解得 2.2N G =动。
(5)[7]根据Gh Gh G Fs nFh G G η===+动可知动滑轮的重力影响滑轮组机械效率，物体上升高度不影响滑轮组机械效率，绳子与滑轮之间的摩擦将增加额外功的比例，影响滑轮组机械效率。
故选C 。
5．探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆左端下沉，此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向______调，至杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_____________；(2)某同学进行正确的实验操作后，能不能根据图甲的这一组数据得出探究结论？_________（填“能”或“不能”）。
理由是___________；(3)如图甲所示，杠杆水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各加上一个相同的钩码，则杠杆_____（填“左”或“右”）端将下沉；(4)如图乙所示，用弹簧测力计在C 处竖直向上拉。
当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若杠杆仍然保持在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】右 消除杠杆自身的重力对实验结果的影响 不能 一次实验具有偶然性，不具备必然性 右 变大【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]杠杆右端下沉，应将杠杆重心向左移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端均可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；当杠杆在水平位置平街时，力的方向与杠杆垂直，力臂等于支点到力的作用线的距离，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[3][4]用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验总结实验结论。
(3)[5]设一个钩码的重力为G ，杠杆一个小格代表L ，如果在图甲中杠杆两侧各添加一个相同的钩码时，杠杆的左端53=15G L GL ⨯杠杆的右端44=16G L GL ⨯故右>左，则右端将下沉。
(4)[6]乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC ，弹簧测力计向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC ，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。
6．对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究，在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。
某物理小组探究如图所示的一杆秤，通过观察和测量知道：杆秤上标有刻度，提纽在B 点，秤钩在A 点，O 点为刻度的起点（为零刻度点，在B 点左侧）。
用刻度尺量出OA =l 1，OB =l 2。
(1)秤钩不挂重物时，秤砣挂在O 点时杆秤平衡，则重心C 应在B 点的__________侧（选填“左”、“右”或“不确定”）。
设该杆秤秤砣的质量为m ，则杆秤自身重力（不含秤砣）和它的力臂的乘积是__________。