1、2.9 探究杠杆平衡条件、测量机械效率1（2019宿迁）以下为“探究杠杆平衡条件”实验：O甲O乙B丙AOACB30（1）如图甲，把杠杆放在支架上并置于水平桌面，静止时发现杠杆左低右高，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向_调节。（2）如图乙，在已经调节好的杠杆左A处挂4个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆右边离支点4格的B处挂_个相同的砝码。（3）如图丙，在杠杆左边离支点4格的C处，用弹簧测力计与水平方向成30角斜向上拉，也可使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计示数为_N（每个钩码重0.5N）。【答案】右 2 2【解析】（1）把杠杆放在支架上并置于水平桌面后，发现杠杆左低右高，为
2、了使杠杆在水平位置平衡，应将右端平衡螺母向右调节；（2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码的重为G，乙图，设在B处悬挂钩码的个数为n，由杠杆平衡条件得：4G2L=nG4L，解得：n=2，即应在杠杆右边B处挂2个钩码；（3）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OC=4L=2L；根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得，测力计的示数：F1=2N。2（2019德阳）如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景：（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆_（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，接下来调节杠杆两端的螺母，使杠杆处于_。（2）如图乙所示，A点挂有2个质量
3、均为50g的钩码、为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂_个质量均为50g的钩码。（3）如图丙所示，现给你一个量程为02N的弹簧测力计，若干个50g的钩码，钩码挂在C点处，现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡，则在C点处所挂钩码的最多个数为_个。【答案】达到 水平位置平衡 3 6【解析】（1）杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡； 由图中，杠杆的右端较高，平衡螺母应向右端移动使杠杆在水平位置平衡； （2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，因为，F1l1=F2l2， 所以，2G3L=nG2L，所以，n=3，所以在B处挂3个钩码。 （3）为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该
4、垂直杠杆向上，即竖直向上，动力臂为最长，F作用点在最左端， 根据杠杆的平衡条件，在C点处所挂钩码的最多个数： nG4L=F6L，nmg4L=F6L， 代入数据：n0.05kg10N/kg4L=2N6L， 解得，n=6。 3（2019安顺）小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表） 序号12345678动滑轮重G0/N1.01.01.31.01.01.01.01.
5、0所挂钩码的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0弹簧测力计示数F/N0.81.21.31.61.82.22.32.7（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组 （选填“省力”或“不省力”）（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为 （3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为 cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为
6、。【答案】（1）不省力；（2）F；（3）如图所示；3.10；60%【解析】（1）分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；（2）由图1可知n2，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F；（3）用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：由图知，物块移动的距离为44.10cm41.00cm3.10cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械
7、效率为：100%60%。4（2019绥化）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。（1）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计。（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 。（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 ，滑轮组的机械效率越高。（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 W（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是 。（填字母）A测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方B弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升C所使用的动滑轮的重力小
8、于智慧小组【答案】（1）匀速缓慢；（2）74.1%；（3）越大；（4）0.54；（5）C【解析】（1）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数；（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是：74.1%；（3）纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（4）若在第三次实验中，F1.8N，物体上升的速度为0.1m/s，则绳子自由端的速度：v30.1m/s0.3m/s，则拉力F的功率为：PFv1.8N0.3m/s0.54W；（5）A、测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，拉力测量大了，机械效率变小，不符合题意；B、弹簧测力计每次拉
9、动钩码时均加速上升，拉力变大，机械效率变小，不符合题意；C、使用的动滑轮的重力小于智慧小组，克服动滑轮做的功减小，额外功减小，机械效率变大，符合题意，故选C。 5(2019淄博)在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3
10、铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码 ，机械效率越高。比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与 有关。比较 两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。第5次实验室利用了图的装置完成的，判断依据是 。利用图甲的装置，把重4N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保
11、持斜面倾斜程度不变，可以采用 的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都 。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是。A、焦耳定律B、牛顿第一定律C、阿基米德原理D、欧姆定律【答案】（1）重力越大；动滑轮的重力；2、3；1、绳子的效段数为1；80%；（2）减小接触面粗糙程度；（3）不省功；B【解析】（1）比较1和2两次实验找出相同的量和不同的量，分析得出机械效率与变化量的关系；根据GmgVg，比较3和4两次实验找出相同的量和不同的量，分析得出机械效率与变化量的关系；比较 2、3两次实验
12、找出相同的量和不同的量，分析得出机械效率与变化量的关系；根据n确定绳子的效段数分析；根据求出滑轮组的机械效率；（2）通过减小接触面粗糙程度的方法可减小摩擦；（3）物理学中，常常有难以达到条件的时候，这时，我们常常需要借助将实验想象为理想情况下来达到我们的目的，在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律，这种研究问题的方法就叫科学推理法。（1）比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组相同，提升物体的重力越大，机械效率越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高；比较3和4两次实验知，提升物体的重力相同，两滑轮的材质不同，而体积相同，根据GmgVg，两滑轮的重力不同，发现：滑轮组的机械效率
13、还与动滑轮的重力有关；比较 2、3两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。第5次实验室利用了图乙的装置完成的，判断依据是n1，绳子的效段数为1；利用图甲的装置，把重4N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为：100%80%；可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用 减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用
14、任何机械不省功（采用了理想化推理法）：ACD、焦耳定律、阿基米德原理、欧姆定律可通过实验直接验证，B、而牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础下推理得出的，故选B。 6. (2019聊城)下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到_位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向_（选“左”或“右”）端调节。（2）调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，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）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长5cm，钩码
15、每个重0.5N，请将弹簧测力计的示数填入下表。实验序号动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m1_0.153.00.10上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是_。【答案】水平 右 4 3.8 弹簧测力计没有竖直向下拉【解析】（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到水平位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，右端偏高，这时应将平衡螺母向右端调节。 （2）如图甲所示，在杠杆B点处挂6个钩码，设在则在A点处应挂n个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡； 设每个钩码重为G，每个小格为L，根据杠杆的平衡条件F动l动=F阻l阻： 6G2L=nG3L，故n=4
16、， 即在A点处应挂4个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。 （3）弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数为3.8N。 弹簧测力计没有竖直向下拉，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变小，小于动力点到支点的距离，动力臂变小。 故答案为：（1）水平；右；（2）4；（3）3.8；弹簧测力计没有竖直向下拉。（1）在调平杠杆平衡时，杠杆的哪端高，平衡螺母要向哪端移动； （2）根据杠杆的平衡条件求解；（3）弹簧测力计读数时，先观察量程，然后根据指针所在位置进行读数。当弹簧测力计竖直动力臂等于动力点到支点的距离，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变小，小于动力点到支点的距离。实验室中的杠杆上都标有
17、刻度值，只有杠杆在水平位置平衡时，力臂的长度才可以直接通过读刻度值得出。当力倾斜作用在杠杆上，力臂变小，这是经常考查的内容。 7(2019巴彦淖尔)如图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。（水1.0103kg/m3）（1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的目的是 ，并消除杠杆自重对实验的影响。（2）在溢水杯中装满水，如图乙所示，将石块缓慢浸没在水中，让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A中水的体积 石块的体积。（3）将石块从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B中，将装有水和石块的A、B两个小桶分
18、别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置回复平衡，如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小桶重力，则石块密度的测量值为 kg/m3；若考虑小桶重力，石块的实际密度将比上述测量值 。【答案】（1）平衡；右；便于从杠杆上测量力臂；（2）等于；（3）2.6103；偏大【解析】（1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态；调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于从杠杆上测量力臂，同时是为了让杠杆的重心在支点上，可避免杠杆自重的影响；杠杆的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动；（2）在溢水杯中装满水，如图乙所示，将石块缓慢
19、浸没在水中，让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A中水的体积等于石块的体积；（3）将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置回复平衡，如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小桶重力，根据杠杆平衡条件可知，G石L1G水L2，即m石gL1m水gL2，石V石gL1水V水gL2，石V石L1水V水L2，因为倒出的水的体积就是石块的体积，即V石V水，则石块的密度石 水1103kg/m32.6103kg/m3；当将石块从水中拿出时，石片上会沾有水，因为体积没变，质量偏大。由可知，测量结果偏大。 8. (2019黄石)探究小
20、组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如下表所示。(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率_(选填“增大”、“减小”或“不变”)。请你解释出现这种现象的原因_。(3)乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：W总W有+W额，他猜测还有_因素影响机械效率。(答一种因素即可)(4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值W=W总W有一W轮，通过比较第1、2和_组的数据，发现重物的重力越大，差值W_(选填“越大”、“越小”或“不
21、变”)，请你利用所学知识对此作出解释_。【答案】（1）如上表所示；（2）增大；动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率变大；（3）绳重、各种摩擦；（4）4；越大，所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。【解析】（1）由表中数据，第3次实验的有用功：W有Gh2N0.3m0.6J；绳子有效段数为2，根据snh，绳子自由端移动的距离s2h20.3m0.6m，总功：W总Fs1.7N0.6m1.02J；机械效率：59%；次数钩码重力（N）提升高度（cm）有用功（J）拉力（N）总功（J）机械效率11.0400.41.10.8845%21.5400.61.41.1254%32.
22、0300.6 1.71.02 59% 42.5401.02.01.6063%（2）纵向比较表中数据，钩码重力逐渐增大，滑轮组的机械效率增大；原因：动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率变大。（3）实验中，额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重、各种摩擦做的功之和，即绳重、各种摩擦也会影响机械效率；（4）在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值WW总W有W轮，即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时，要控制物体提升的高度相同，故应通过比较第1、2和4组的数据；W1W总1W有1W轮0.88J0.4JG轮h0.48JG轮h；W2W总2W有2W轮1.12J0
23、.6JG轮h0.52JG轮h；W3W总3W有3W轮1.60J1.0JG轮h0.6JG轮h；故重物的重力越大，差值W越大，原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。9. (2019济宁)请你设计两种方案并分别在图11中标出钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡。【答案】见解析【解析】设一个钩码重力为G，杠杆上一个格为L，杠杆左边受到的力F14G，其力臂L13L，杠杆左边力和力臂的乘积：F1L14G3L12GL；为使杠杆平衡，杠杆右边力和力臂的乘积：F2L212GL；方案一：杠杆右边受到的力F23G，其力臂L24L，杠杆右边力和力臂的乘积：F2L23G4L12GL；方案二：杠杆右边受到的力F2
24、4G，其力臂L23L，杠杆右边力和力臂的乘积：F2L24G3L12GL；如图所示：方案三：杠杆右边受到的力F26G，其力臂L22L，杠杆右边力和力臂的乘积：F2L26G2L12GL。10. (2019烟台)如图所法，按头尾分检理顺筷子是餐馆工作人员日常工作之一。工作强度虽不大，但太浪费时间。聪明的小明为工作人员设计了如图所示的分检操作步骤，工作效率特别高。这个方案应用到的物理知识有：_。第一步：把杂乱无章的筷子平放在托盘上第二步：用一只筷子把平放的筷子轻轻往前推动第三部：当部分筷子一端下沉后，收起上翘筷子【答案】力可以改变物体的运动状态和杠杆的平衡条件【解析】由操作步骤二知，用一只筷子将平放的
25、筷子往前推，这些筷子会跟着一起运动，这是因为力可以改变物体的运动状态；因为筷子一头粗一头细（一头重一头轻），由操作步骤三知，粗端在前的筷子会下沉，其细端会翘起，这里应用到了杠杆的平衡条件。11(2019扬州)如图甲所示是路边交通指示牌，通过横杆A、B与立柱相连，细心的小明发现路边的立柱都是空心圆柱而不是空心方柱。BA甲 乙1m4m（1）小明猜想可能是空心圆柱比空心方柱的抗压能力强。为此设计了下面的探究活动，如图乙所示，分别在圆纸管和方纸管上面施加压力，观察并记录纸管的形变情况，如下表所示；压力/N类型36912圆纸管完好完好完好完好方纸管完好完好轻度瘪严重瘪（2）图甲中指示牌和立柱的总质量是3
26、00kg，长为4m，高为2.5m，AB间距离为1m。（忽略指示牌与立柱之间的距离，g取10Nkg）立柱对横杆B的作用力的方向是，大小是N。横杆B对立柱压力的受力面积为400cm2，则横杆B对立柱的压强是Pa。立柱固定在地面上，为了增加立柱的稳定性，最好在立柱底座的（左右）侧增加固定螺丝。（3）请你写出生活中应用本实验结论的一个实例。【答案】（1）质量；（2）水平向左；6103；1.5105；右；（3）各种管道、笔管等（合理即可）【解析】根据控制变量法，除了压力不同，其余条件应均相同，则质量应相同；重力竖直向下，则横杆对立柱作用水平向右，力的作用是相互的，故立柱对横杆B的作用力水平向左，G=mg
27、=300kg10N/kg=3103N，由F1L1=F2L2得F1m=3103N2m，解得F=6103N，横杆B对立柱压强：p= = 1.5105Pa，整体重心偏向左边，有向左倒的趋势，则应在右侧加固螺丝；生活中各种管道、壁管等应用了该原理。12(2019百色)在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重力1N的钩码。（1）为了便于测量力臂要将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡，应将平衡螺母适当往 （选填“左”或“右”）调；（2）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为
28、L1和L2，由此可得杠杆的平衡条件为： 。实验中进行多次实验的目的是 （选填“A”或“B”）；A取平均值减少误差 B使实验结论具有普遍性（3）将图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，则杠杆 （选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）；（4）如图所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则拉力F为 N；保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；（5）在生活、生产中经常应用到杠杆的平衡条件，例如用天平测量物体的质量。某次用天平测量物体质量时，如图所示，则物体的质量为 g。【答案】（1）右 （2）F1 L1= F2 L2（动力动力臂=阻力阻力臂 B
29、 （3）左端下沉 （4）1 变大 （5）72【解析】（1）由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节；（2）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为L1和L2，分析上述数据，可得出的杠杆的平衡条件是：F1l1F2l2（或动力动力臂阻力阻力臂）；本题为探究性实验，实验中多次实验，是为了得出普遍性结论，避免偶然性，故选B；（3）如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，左端：2G4L8GL，右端：G6L6GL，左端大于右端，故左端下沉；（4）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G1N，根据杠杆的平衡条件：F
30、1L1F2L2，2G2LF4L，解得FG1N，保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F向左倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；（5）在天平的标尺上，1g之间有5个小格，一个小格代表的质量是0.2g，被测物体的质量为50g+20g+2g72g。13(2019锦州)在探究“杠杆的平衡条件”的实验时（1）首先，调节杠杆上的 ，使杠杆在不挂钩码时，处于水平平衡状态，这样做是为了在实验时便于测量 。（2）杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的A处挂两个钩码，B处挂三个同样的钩码杠杆再次平衡。若在杠杆两侧的钩码下方各增挂一个相同的小金属球，如图所示，则杠杆会 （填“向左倾”、“向右倾”或“仍保
31、持水平”）（3）完成上述实验后，同学们对小金属球的密度是多少，产生了浓厚的探究兴趣。于是他们取来天平和量筒进行了如下操作：把天平放在水平桌面上，将 拨至标尺左端零刻度处，再调节天平平衡。用天平测小金属球的质量，天平平衡时右盘中的砝码的克数及游码的位置如图乙所示，则小金属球的质量为 g。用量筒测得小金属球的体积，如图丙所示，小金属球的体积为 cm3。小金属球的密度是 g/cm3。【答案】（1）平衡螺母；力臂；（2）向左倾；（3）游码；39；5；7.8【解析】（1）实验前先要调节杠杆上的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，使杠杆平衡的目的有两个：一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响；二是便于测量力臂的长度；
32、（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格的长度为L，在杠杆上的A处挂两个钩码，B处挂三个同样的钩码杠杆平衡，即2G3L3G2L若在杠杆两侧的钩码下方各增挂一个相同的小金属球，设金属球的重力为G，左端：（2G+G）3L6GL+3GL，右端：（3G+G）2L6GL+2GL，左端大于右端，故左端下沉；（3）把天平放在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度处，再调节天平平衡；小金属球的质量为：m20g+10g+5g+4g39g。小金属球的体积为：V30mL25mL5mL5cm3。小金属球的密度是：7.8g/cm3。14（2019随州）物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答。甲组用布
33、帘将一个滑轮组遮蔽（如图），乙组同学通过测量：滑轮组下方所挂重物重力为G，重物被匀速提升的高度为H，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F，该自由端移动的距离为h；通过3组实验（数据见下表）乙组同学探究出“布帘背后的秘密”。假设你是乙组成员请判断：动滑轮实际被使用的个数是 （选填“一个”或“两个”）；滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为 （选填“1N”、“2N”或“3N”）；当提升重物重力为G4.0N时，该滑轮组的机械效率最接近 （选填“80%”、“33%”或“25%”）；乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因： 。【答案】一个；1；80%；
34、绳与轮之间存在摩擦。【解析】（1）根据n求出绳子的有效段数，据此分析；（2）若不考虑摩擦，F，据此求解；（3）由表中数据知求出第1次实验的机械效率；因机械效率随提升物重的减小而变小，当提升重物重力为G4.0N时，该滑轮组的机械效率应略小于第1次的机械效率；（4）从绳与轮之间存在摩擦考虑。解：（1）绳子的有效段数：n3，故动滑轮实际被使用的个数是一个（若是两个，有效段数为4或5）；（2）若不考虑摩擦，则F，滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为：G动3FG2N35N1N；即滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为1N；（3）由表中数据知，第1次实验的机械效率为：83.1%，
35、因机械效率随提升物重的减小而变小，当提升重物重力为G4.0N时，该滑轮组的机械效率应略小于83.1%，故最接近80%；（4）乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，产生误差的原因：绳与轮之间存在摩擦。15(2019自贡)小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，一同学组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。（1）实验时，小明 竖直向上拉动弹簧测力计，使钩升高，弹簧测力计读数为0.5N；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表：钩码重G/N弹簧测力计提升的高度h/m有用功W有/J总功W总/J机械效率10.
36、20.10.1100%（2）小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因： 。（3）该滑轮组的机械效率实际为 。（4）在实验中，若将钩码的重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。F【答案】（1）匀速；（2）绳子自由端移动的距离应该是0.3m，不等于0.2m；（3）66.7%；（4）变大【解析】（1）小明在进行实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时绳子的拉力等于测力计示数。（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n3；已知钩码上升高度h0.1m，则测力计移动距离：snh30.1m0.3m，由表中实验
37、数据可知，测力计移动距离为0.2m，测力计移动距离错误，从而导致滑轮组效率错误。（3）滑轮组的机械效率：100%66.7%。（4）提升的钩码重增加到6N，有用功增加，有用功在总功中的比重增大，则该滑轮组的机械效率将变大。16. (2019遂宁)在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验效据如下表：实验次数钩码重G/N钩码上升高度H/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是_（选填“甲”
38、或“乙”）滑轮组。（2）在第一次实验中，当_拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为_N；该次实验滑轮组的机械效率是_（计算结果精确到0.1%）。（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是_（选填符号）。A增加所提物重 B减轻机械自重 C机械加润滑油 D增加重物上升高度【答案】甲 竖直向上匀速 0.4 41.7% D【解析】（1）由表中第一次实验数据可知，钩码上升的高度h=10cm，绳端移动的距离s=30cm，由s=nh可得，绳子的有效股数n= = =3，由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为3，乙滑轮组绳子的有效股数为4，所
39、以，第一次实验所选择的是甲滑轮组；（2）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力F=0.4N，该次实验滑轮组的机械效率100%=100%41.7%；（3）A由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行；B由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B可行；C机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据=100%=100%可知，滑轮组的机械效率越大，故C可行；D由100%可知，滑轮组机械效率与物
40、体提升的高度无关，故D不可行。故选：D。故答案为：（1）甲；（2）竖直向上匀速；0.4；41.7%；（3）D。（1）根据表中第一次实验数据可知钩码上升的高度和绳端移动的距离，根据s=nh求出绳子的有效股数，然后与甲乙装置绳子的有效股数相比较得出答案；（2）实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数；根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小，利用100%求出该次实验滑轮组的机械效率；（3）分析表格数据得出影响滑轮组的因素和利用=100%=100%、100%得出提高滑轮组机械效率的方法。本题考查了滑轮组机械效率的测量实验，涉及到实验的注意事项、弹簧测力计的读数、机械效率的计算等
41、，分析数据得出有用的信息是关键。17(2019眉山)为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：请你根据表中的数据解答下列问题：（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做_运动，该过程中木块的机械能_（选填“变大”、“不变”或“变小”）。（2）第2次实验中，斜面的机械效率为_，斜面对木块的摩擦力为_N。（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：_。（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：_。【答案】匀速直线 变大 50% 0.9 斜面越陡，其机械效率越高 盘山公路【解析】（
42、1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，动能不变，因木块高度变大，重力势能变大，该过程中木块的机械能变大；（2）第2次实验中，斜面的机械效率：= 100%=50%。在第2次实验中，有用功W有=Gh=3N0.3m=0.9J，总功W总=Fs=1.8N1m=1.8J，额外功：W额=W总W有=1.8J0.9J=0.9J，根据W额=fs可得摩擦力：f= =0.9N；（3）由表中数据可知：斜面越陡，其机械效率越高；（4）生活中利用斜面的实例：盘山公路。故答案为：（1）匀速直线；变大；（2）50%；0.9；（3）斜面越陡，其机械效率越高；（4）盘山公路。（1）实验用沿斜面向上的力拉着木
43、块在斜面上做匀速直线运动，测力计示数才恒定；动能大小与物体的质量和速度大小有关，重力势能大小与物体的质量和举高的高度有关，据此分析；（2）根据表中数据，由=100%求出第2次实验中斜面的机械效率；在第2次实验中，求出额外功，根据W额=fs可得摩擦力：（3）由表中数据得出结论；（4）生活中利用斜面的实例：盘山公路。本题为斜面机械效率的测量实验，考查了斜面摩擦力的计算、机械效率的计算、影响机械能大小的因素及数据分析能力。18(2019潍坊)李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：A取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示；B将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；C取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2，如图丙所示。（1）已知水的密度为水，则石块密度石=_（用字母
