苏科版九年级物理上册 第十一章 简单机械和功易错题Word版 含答案Word格式.docx
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【详解】
（1）[1]图甲所示的位置时，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。
[2][3]图甲中，杠杆右高左低，说明杠杆的重心偏左，应将右端的平衡螺母向右调节，使重心在支点上，让杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。
（2）[4]图中，拉力
的方向与水平杠杆不垂直，只有当力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论。
（3）[5]有用功为
W有＝Gh2＝2mgh2
总功
W总＝F1h1
则机械效率的表达式
η＝
100%＝
100%
（4）[6]钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得
F1·
OA＝G·
OB
悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得
F2·
OC
从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大。
[7]使C点上升高度仍为
，则有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次拉力做的功将小于第一次做的功。
2．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重0.5N。
（1）实验前，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__________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置半衡。
（2）在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_______个钩码。
（3）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为__________N；
若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】右31.5变大
（1）[1]杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节。
（2）[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：
FALA=FBLB，得
4G×
3L=FB×
4L
解得
FB=3G
即需在B点处挂3个钩码。
（3）[3]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件：
FALA=FCLC，得
3L=FC×
FC=3G=3×
0.5N=1.5N
[4]如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。
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272.7在刻度尺上读出OD的长度L2
（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
（3）[3]水和金属块的总体积
则金属块的体积
金属块的密度
（4）③[4][5]实验步骤：
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L2；
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
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
以上两个等式相除整理得
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：
次数
钩码所受的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
1.0
0.1
0.8
0.4
31.25%
2
0.2
3
2.0
1.2
41.67%
4
3.0
1.5
（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0.450%越大2.2C
（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
滑轮组做的总功
滑轮组的机械效率
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
代入数据可得
。
（5）[7]根据
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
（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
杠杆的右端
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．如图所示，是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
（1）实验前，杠杆右端偏高，应将两端的螺母向________调节，使杠杆在_______位置平衡；
（2）杠杆平衡后，在左侧挂两个钩码，每个钩码重1N，在右端竖直向下拉着弹簧测力计，使杠杆在水平位置重新平衡，如图所示。
此时弹簧测力计的示数F=_____________N（弹簧测力计自重不计）；
（3）当弹簧测力计处于图中的虚线位置时，若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F，应将钩码向_________（填“左”或“右”）移动适当的距离；
（4）小华想到若铁架台不是在水平桌面上，而是在略微倾斜的桌面上是否影响实验呢？
经小组分析不在水平桌面上_______（填“影响”或“不影响”）实验过程。
【答案】右水平3右不影响
（1）[1][2]实验前杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母右调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样在实验操作过程中，才能读出力臂。
（2）[3]设杠杆每一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有
2N⋅3l=F⋅2l
所以此时弹弹簧测力计的示数
F=3N
（3）[4]若使弹簧测力计处于图中虚线处，则弹簧测力计对杠杆的力的力臂变小，而弹簧测力计的示数不变，钩码的重力不变，据杠杆的平衡条件，若想让杠杆在水平位置平衡，须向右适当移动钩码。
（4）[5]铁架台放在略微倾斜的桌面上，不会影响实验过程。
即使铁架台不是水平放置，但依然可调节杠杆在水平位置平衡。
7．某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G（如图甲），再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置：
（1）如图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学在缓慢匀速提升时读数，B同学在弹簧测力计静止时读数，然后把测得各个量数值，代入机械效率的公式，计算出机械效率的值，这两位同学_______（选填“A”或“B”）操作是正确的；
（2）按照A同学的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F______（选填“大于”、“小于”或“等于”）
；
（3）实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了_________。
【答案】A
大于测量钩码和弹簧测力计移动的距离
（1）在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需使物体上升进行读数。
（2）使用滑轮组时，拉力不仅要克服物体的重力，还要克服动滑轮的重力及机械摩擦。
（3）要测滑轮组的机械效率，需测出G、h、F、s，根据公式
计算。
所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功。
（1）[1]为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数，则A
同学操作正确。
（2）[2]由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，则
，但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦，若考虑的话拉力F大于
（3）[3]为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
8．如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置，每只钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0～5N。
（1）图甲中，杠杆静止时处于______（平衡/不平衡）状态.为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向______（左/右）移。
（2）如图乙，小明保持弹簧秤竖直放置，然后认真调零后，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。
此时弹簧测力计的示数为F1，杠杆受到钩码的拉力为F2，小明发现F1×
OD≠F2×
OC，其原因是_______。
（3）接着，小明准备做图丙所示实验，实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，如图丁，他这样做的目的是______。
在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是：
_______。
【答案】平衡左杠杆自身受到的重力不能忽略对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零排除偶然结论总结发现普遍规律
（1）[1]杠杆处于静止或匀速转动的状态是平衡状态，图甲中杠杆静止时处于平衡状态；
[2]从图甲可以看到，杠杆左端翘起，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向左移；
（2）[3]杠杆除了受到钩码的拉力和弹簧测力计的拉力外，还受到杠杆自身的重力作用，导致F1×
OC；
（3）[4]实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，根据力的作用是相互的，可以比较两个弹簧秤的示数大小，从而对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零；
[5]在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是排除偶然结论总结，对于各种情况，这个平衡条件都合适，从而发现普遍规律。
9．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得第1、2组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第3、4组数据（如表所示）：
实验序号
物重G物/N
动滑轮重G动/N
动力F/N
滑轮组的机械效率η%
0.5
0.7
47.6
1.1
60.6
1.4
50.0
（1）根据“测量滑轮组机械效率实验”的过程，画出图甲中滑轮组的绕绳方法．
（_________）
（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量________匀速向上拉动弹簧测力计；
第4次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示，则其动力为________N；
第3次实验时滑轮组的机械效率约为________%．
（3）由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与________有关．
（4）在第3次实验中，若钩码升高10cm，克服摩擦所做额外功为_____________．
【答案】
竖直1.657.1动滑轮的重0.2J
本题考查滑轮组的机械效率测量的探究实验。
（1）[1]从表格的1、2次数据可得，
所以滑轮组承重绳子的根数是3根，画图如下
（2）[2]测量绳端拉力时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计，因为动滑轮相当于动力臂等于阻力臂的二倍的杠杆，其支点在滑轮的边缘（如下图）。
当动滑轮两边的绳子都竖直向上时，在忽略摩擦和绳重时，动力等于阻力的二分之一，若动力绳子不是竖直向上，那么即使忽略摩擦和绳重，动力也会大于阻力的二分之一，因为此时动力臂小于阻力臂的二倍。
[3]从图中弹簧测力计的示数可知，其动力为1.6N
[4]结合表格数据和滑轮组的绕线可知，滑轮组的承重绳根数是5根
（3）[5]比较第3、4组数据可知，物体的重力不变，动滑轮的重力变大，机械效率变小，所以同一滑轮组的机械效率与动滑轮的重有关
（4）[6]若钩码升高的高度为h=10cm=0.1m，则绳子端移动的距离
s=5h=5×
0.1m=05m
提升钩码所做的有用功
拉力所做总功
克服动滑轮所做的额外功
克服摩擦所做的额外功
【点睛】
机械效率的求法：
10．某实验小组利用图中装置探究杠杆机械效率，实验主要步骤如下:
（1）用轻绳悬挂杠杆的一端使其能绕O点转动，O点即为杠杆的_______点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用一个弹簧测力计使杠杆水平，弹簧测力计所给方向为_______向上;
（2）竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升，在此过程中，弹簧测力计的示数为F，利用刻度尺测出A、B两点上升的高度分别为h1和h2.
（3）杠杆机械效率表达式为______________（用所给物理量和符号表示）；
（4）若在杠杆的承受范围内，将A点钩码重增加，杠杆的机械效率将会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）本次实验中，若不更换杠杆，且提升钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________；
（6）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将原来的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（7）若某同学用此装置研究“杠杆平衡条件”实验，发现不挂钩码时弹簧测力计仍有示数，这是因为杠杆有_______。
【答案】支竖直
变大摩擦力的大小变大自重
（1）[1]杠杆绕固定点O点转动，所以O点为杠杆的支点；
[2]当在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用一个弹簧测力计使杠杆水平，为了保证杠杆能处于水平位置，弹簧测力计最小力的方向应该竖直向上；
（3）[3]杠杆机械效率为：
（4）[4]根据（3）得到的杠杆机械效率表达式可知，在其它条件不变时，增加A点钩码重，有用功增大，机械效率变大；
（5）[5]若不更换杠杆，且提升钩码重一定，即物体做的有用功不变，额外功影响机械效率，额外功是杠杆克服摩擦力和本身自重做的功，所以当提升钩码重一定时，摩擦力的大小是影响杠杆机械效率的主要因素；
（6）[6]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆做额外功，
，
设杠杆重心升高的距离为h1，所以
Gh1+G杠h=Fh2，
G不变，h1不变，G杠不变，钩码从A点到C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上升的角度减小，杠杆升高的距离h变小，所以Gh1+G杠h变小，所以Fh2也变小。
根据
，分母变小，分子不变，所以机械效率变大；
（7）[7]探究杠杆的平衡条件实验时，不能忽略杠杆自身的重力，在不挂钩码时，弹簧测力计也会有示数。
11．小华研究有关杠杆平衡的问题，他在已调节水平平衡的杠杆上，用弹簧测力计、钩码分别进行实验，研究过程如图所示（弹簧测力计对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力,钩码均相同且位置保持不变）,请你根据实验情况和测量结果进行分析和归纳。
（1）由______两图中动力与动力臂大小间的关系可初步看出:
阻力与阻力臂不变，当杠杆平衡时，动力臂越大，所用动力越小;
（2）根据四个图中杠杆的平衡情况与动力、阻力使杠杆转动方向的关系可知:
（a）当动力、阻力使杠杆转动方向__________时，杠杆不能平衡;
（b）当________________时，杠杆_____________（选填“一定”或“可能”）平衡。
【答案】ab相同动力、阻力使杠杆转动方向相反可能
（1）[1]观察a、b两图中弹簧秤示数变化情况可知：
在杠杆平衡时，当阻力与阻力臂不变时，阻力和阻力臂乘积不变，动力臂越长，动力越小；
（2）（a）[2]观察（c）图中杠杆不能在水平位置平衡的原因是动力和阻力使杠杆转动的方向相同。
（b）[3][4]由（a）（b）（d）得，动力和阻力使杠杆转动方向相反，杠杆可能处于水平位置平衡。
12．如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向___（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂____个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；
（3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，F×
OC____G×
OD；
（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：
________
A．将天平放在水平台面上时
B．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
C．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
D．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
E．将待测物体放在天平左侧的置物盘中
F．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的________侧（填“左”或“右”）。
【答案】右6大于ACBEFD左
第一空．杠杆静止时杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应向右调节平衡螺母；
第二空．设一个钩码的重力为G，杠杆一小格的长度为L，则由杠杆平衡条件
可得：
即需要在B点处应挂6个同样的钩码；
第三空．由图乙可知支点位置位于杠杆右侧，因此杠杆在水平位置平衡时不能排除杠杆自重的影响，因此F×
OC大于G×
第四空．A．将天平放在水平台
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