【备考2023】浙教版科学中考核心考点训练（十一）：简单机械的实验探究【word，含解析】
文档属性
| 名称 | 【备考2023】浙教版科学中考核心考点训练（十一）：简单机械的实验探究【word，含解析】 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 205.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-28 12:52:20 | ||
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文档简介
简单机械的实验探究
1.小闻利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件：
（1）如图甲所示， 若杠杆在使用前左端低、 右端高， 要使它在水平位置平衡， 应将杠杆右端的螺母向 （选填“左” 或“右”）调节至平衡， 使杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（2）下列实验步骤中， 正确的顺序是 （填字母）。
A .将杠杆放在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B .计算每次实验中F1L1和F2L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。
C .再次改变钩码的个数或位置，重复实验。
D .记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入表格中。
E .将钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。
（3）如图乙所示，如需杠杆在水平位置平衡（OA：OB＝4：3），这时应在右侧B点处添加 个相同的钩码；如图丙所示，弹簧测力计位置在C处时杠杆已水平平衡，此时将弹簧测力计位置改为D处，则其示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小闻改变钩码的个数和位置进行了多次实验， 其目的是 。
2.如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向________拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为________。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。
3.小科在“探究杠杆平衡条件”的实验中，在轻质杠杆后面安装一个以O为圆心、以OB为半径的圆盘(不影响杠杆的平衡)，如图。
步骤一：调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置静止。如图甲，在杠杆的A点挂上一重物，在B点用弹簧测力计施加竖直向下的力F1使杠杆在水平位置静止。
步骤二：将弹簧测力计从B点移到C点，拉力F2沿DC方向(CD是圆O的切线)，使杠杆再次在水平位置静止。
（1）在图甲中画出拉力F2的力臂L2
（2）判断：F1 F2。(选填“>”、“<”或“=”)
（3）在图乙中的E点施加拉力F3 ， 使杠杆仍然在水平位置静止，且弹簧测力计的示数与F1相同，则施加的作用力的方向可能是 。
A.① B.② C.③ D.④
4．用如图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慢上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数为_______,钩码总重为，钩码上升高度为，测力计移动路离为，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）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在、两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：
次数 钩码悬挂点 钩码总重 钩码移动距离 拉力 测力计移动距离 机械效率
1 点 1．5 0．10 0．7 0．30 71．4
2 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________．
5.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，利用图甲和图乙装冒进行实验，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g/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总共W总/J 机械效率
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码 ，机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重有关。
③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。
④第5次实验是利用了图 的装置完成的。
⑤利用图甲的装置，把重6N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
6.小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
实验次数 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）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，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 ，请给出一条减小此差异的建议 。
7.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率η为 。（保留一位小数）
（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 。
A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦）
8.斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中物体在斜面上做匀速直线运动，相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重 G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，倾斜角度越大，机械效率 （选填“越高”、“越低”或“不变”）；
（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是： ；
（3）小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是 ；
（4）完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面倾角θ时，斜面长1m、高0.5m，分析可知f＝ N。
9.在码头，小海看到工人利用斜面把货物推到车上，想探究“斜面的省力情况与哪些因素有关”。他用同一块木板组成如图所示的装置，拉着物体沿斜面匀速向上运动，通过比较拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力。记录的实验数据如下表：
实验次数 斜面倾角0 物块重GN 沿斜面拉力FN 拉力F与物体重力G的比值
1 30° 5.0 4.2 0.84
2 30° 3.0 2.5 0.83
3 45° 3.0 2.8 0.93
4 45° 5.0 4.6 0.92
（1）通过对比实验 中的数据可知，斜面倾角相同时，使用鞋面省力的情况与物体重力无关；
（2）通过对比实验1和4（或2和3）中的数据，得出的结论是： 。
10.小明在测滑轮组机械效率时，记录了如下实验数据（不计绳重和摩檫）
滑轮组组成 钩码重/N 钩码升高的高度/m 动滑轮重/N 绳子自由端移动距离/m
两个定滑轮，一个动滑轮 4 0.1 0.5 0.3
（1）根据表中数据画出滑轮组的绕线方式（如图中）。
（2）根据表中数据计算滑轮组的机械效率为 。
（3）若绳子承受最大拉力为20N，此滑轮组的最大效率为 。
（4）当动滑轮重为 N时，使用该滑轮组提起10N重的钩码刚好省一半的力。
（5）在实验中重物移动的速度为0.1m/s。拉绳的功率为3W，则有用功率为 。
答案及解析
1.（1）右；便于直接读出力臂的值（2）AEDCB（3）4；变小（4）避免实验的偶然性， 寻找普遍规律
【解析】（1）根据甲图可知，杠杆的右端上翘，说明右端轻，那么螺母应该向右调节。 使杠杆在水平位置平衡的目的是：便于直接读出力臂的。
（2）实验步骤如下：
A .将杠杆放在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
E .将钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。
D .记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入表格中。
C .再次改变钩码的个数或位置，重复实验；
B .计算每次实验中F1L1和F2L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。
则正确顺序为：AEDCB。
（3）根据乙图可知，A端挂3个钩码，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：3G×4L=nG×3L；
解得：n=4。如图丙所示，弹簧测力计位置在C处时杠杆已水平平衡，此时将弹簧测力计位置改为D处，那么动力臂增大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，其示数将变小。
（4）小闻改变钩码的个数和位置进行了多次实验， 其目的是：避免实验的偶然性， 寻找普遍规律。
2.（1）匀速；83.3%（2）低；3
【解析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
； 解得：G=3N。
3.（1）（2）=（3）A，B
【解析】（1）通过支点O做F2力的作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离就是它的力臂L2，如下图所示：
（2）根据图甲可知，F1和F2的方向都与这个圆相切，则两个力的作用线都与通过切点的半径垂直。根据力臂的定义可知，两个力的力臂都等于半径，即力臂相等。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，F1=F2；
（3）根据图乙可知，物体的重力竖直向下，要使杠杆保持平衡，拉力的方向必须是向上的，故④错误；
力①和②的作用线都与这个圆相切，则它们的力臂相等，即它们的大小都等于F1，故A、B正确，而C错误。 故选AB。
4．（1）0．5（1分）； 66．7； 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）做功；
（2）不能，①两次实验时，钩码没有挂在同一位置，②同时改变两组条件，数据不宜直接比较（或仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的）。
【解析】(1)由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N.在实验过程中，有用功是： =Gh=1.0N×0.1m=0.1J，总功是： =Fs=0.5N×0.3m=0.15J，所以杠杆的机械效率是：η=×100% =×100%≈66.7%，利用杠杆提升物体时，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；
(2)分析机械效率的影响因素应采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持钩码的位置不变；原实验中先后将钩码挂在A. B两点，是错误的；为避免实验的偶然性，应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论。原实验中只凭一次实验数据对比做出结论是不科学的。
5.（1）重力越大；2和3；乙；80%（2）减小接触面的粗糙程度（3）不省功；B
【解析】（1）①根据表格1和2可知，当钩码的重力从1N变成2N时，滑轮组的机械效率从56%变成67%，那么得到：在所有滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高。
③探究滑轮组的机械效率与钩码高度的关系时，需要控制其它因素相同，只改变钩码的高度，故选数据2和3；
④在实验⑤中，钩码的重力为2N，拉力F=2.1N，即拉力几乎等于钩码重力，即不省力，那么应该用的是定滑轮，故选乙。
⑤利用图甲的装置，滑轮组的机械效率为：；
（2）保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面的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；可见使用任何机械都不省功。
本实验使用了科学推理的方法。
A.焦耳定律中使用了控制变量法，故A不合题意；
B.牛顿第一定律使用了实验+科学推理的方法，故B符合题意；
C.阿基米德原理使用了实验法，故C不合题意；
D.欧姆定律使用了控制变量法，故D不合题意。
故选B。
6.（1）变小（2）动滑轮有重力；将动滑轮的重力计算在提升物体的重力中
【解析】（1）如乙图所示，如果将测力计倒过来，将吊环系在拉绳上，此时测力计的外壳会对绳子产生向下的拉力。当缓慢拉动时，绳子上的拉力等于测力计的外壳重力与弹簧测力计的示数和，因此测力计的示数会变小。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是动滑轮有重力，减小此差异的建议：将动滑轮的重力计算在提升物体的重力中。
7.（1）88.9%（2）高（3）C（4）12
【解析】（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为：；
（2）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”可知，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm（此时物重比第3次实验的物重还大），则此时滑轮组的机械效率应该大于90.9%，而它又不可能是100%，只能为92.1%，故选C；
（4）根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%；
若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 ， 即：； 解得：G=12N。
8.（1）越高（2）在其他条件相同时（在接粗面粗糙程度相同时），斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力（3）比较1、3、4几次实验，沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等（4）0.35
【解析】（1）斜面的倾斜角度越大，则斜面受到的压力减小，那么物体受到的摩擦力减小。根据W额=fL可知，斜面做的额外功减小。根据W=Gh可知，斜面做的有用功不变，根据可知，此时斜面的机械效率越高。
（2）在实验1、5、6中，其它条件都相同，只有倾斜角度不同，那么得到结论：在其他条件相同时（在接粗面粗糙程度相同时），斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力。
（3）验证猜想3，即探究斜面的省力情况与物体重力是否有关时，可以控制斜面角度和接触面的粗糙程度相同，只改变物体重力，故选实验1、3、4。计算出三组实验中拉力和重力的比值几乎都相同，那么猜想3是错误的。
（4）斜面做的总功：W总=FL=1.35N×1m=1.35J；
斜面做的有用功为：W有=Gh=2N×0.5m=1J；
斜面做的额外功：W额=W总-W有=1.35J-1J=0.35J；
则物体受到的摩擦力：。
9.（1）1、2或3、4
（2）当斜面倾角不同时，倾角越大越费力
【解析】（1）根据实验1、2或3、4可知，当斜面倾角相同而物体重力不同时，拉力F与重力G的比值相同，那么得到结论：斜面倾角相同时，使用鞋面省力的情况与物体重力无关。
（2）实验1、4或2、3中，物块的重力相同但是斜面倾角不同，即倾角越大，拉力F与重力G的比值越大，那么得到结论：当斜面倾角不同时，倾角越大越费力。
10.（1）见上图；（2）89%；（3）99%；（4）5；（5）2.95W。
【解析】（1）从表中的数据可知，细线自由端移动的距离为0.3m，钩码上升的高度为0.1m，则二者的关系是s＝3h，即由3段绳子承担物重，绕绳方法如图所示：
（2）滑轮组的机械效率为η1＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈89%；
（3）∵F＝（G+G动），∴最大物重为G2＝3F最大﹣G动＝3×20N﹣0.5N＝59.5N，
滑轮组的最大机械效率为η2＝×100%＝×100%＝×100%≈99%；
（4）∵F＝（G+G动），∴动滑轮的重力为G′动＝3F3﹣G3＝3×5N﹣10N＝5N；
（5）绳子自由端移动的速度为v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
∵P＝＝Fv，∴施加的拉力为F＝＝＝10N，
物体的重力为G＝3F﹣G动＝3×10N﹣0.5N＝29.5N，
∴拉力的有用功率为P物＝Gv物＝29.5N×0.1m/s＝2.95W
(
1
)
1.小闻利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件：
（1）如图甲所示， 若杠杆在使用前左端低、 右端高， 要使它在水平位置平衡， 应将杠杆右端的螺母向 （选填“左” 或“右”）调节至平衡， 使杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（2）下列实验步骤中， 正确的顺序是 （填字母）。
A .将杠杆放在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B .计算每次实验中F1L1和F2L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。
C .再次改变钩码的个数或位置，重复实验。
D .记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入表格中。
E .将钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。
（3）如图乙所示，如需杠杆在水平位置平衡（OA：OB＝4：3），这时应在右侧B点处添加 个相同的钩码；如图丙所示，弹簧测力计位置在C处时杠杆已水平平衡，此时将弹簧测力计位置改为D处，则其示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小闻改变钩码的个数和位置进行了多次实验， 其目的是 。
2.如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向________拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为________。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。
3.小科在“探究杠杆平衡条件”的实验中，在轻质杠杆后面安装一个以O为圆心、以OB为半径的圆盘(不影响杠杆的平衡)，如图。
步骤一：调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置静止。如图甲，在杠杆的A点挂上一重物，在B点用弹簧测力计施加竖直向下的力F1使杠杆在水平位置静止。
步骤二：将弹簧测力计从B点移到C点，拉力F2沿DC方向(CD是圆O的切线)，使杠杆再次在水平位置静止。
（1）在图甲中画出拉力F2的力臂L2
（2）判断：F1 F2。(选填“>”、“<”或“=”)
（3）在图乙中的E点施加拉力F3 ， 使杠杆仍然在水平位置静止，且弹簧测力计的示数与F1相同，则施加的作用力的方向可能是 。
A.① B.② C.③ D.④
4．用如图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慢上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数为_______,钩码总重为，钩码上升高度为，测力计移动路离为，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）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在、两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：
次数 钩码悬挂点 钩码总重 钩码移动距离 拉力 测力计移动距离 机械效率
1 点 1．5 0．10 0．7 0．30 71．4
2 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________．
5.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，利用图甲和图乙装冒进行实验，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g/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总共W总/J 机械效率
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码 ，机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重有关。
③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。
④第5次实验是利用了图 的装置完成的。
⑤利用图甲的装置，把重6N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
6.小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
实验次数 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）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，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 ，请给出一条减小此差异的建议 。
7.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率η为 。（保留一位小数）
（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 。
A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦）
8.斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中物体在斜面上做匀速直线运动，相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重 G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，倾斜角度越大，机械效率 （选填“越高”、“越低”或“不变”）；
（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是： ；
（3）小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是 ；
（4）完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面倾角θ时，斜面长1m、高0.5m，分析可知f＝ N。
9.在码头，小海看到工人利用斜面把货物推到车上，想探究“斜面的省力情况与哪些因素有关”。他用同一块木板组成如图所示的装置，拉着物体沿斜面匀速向上运动，通过比较拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力。记录的实验数据如下表：
实验次数 斜面倾角0 物块重GN 沿斜面拉力FN 拉力F与物体重力G的比值
1 30° 5.0 4.2 0.84
2 30° 3.0 2.5 0.83
3 45° 3.0 2.8 0.93
4 45° 5.0 4.6 0.92
（1）通过对比实验 中的数据可知，斜面倾角相同时，使用鞋面省力的情况与物体重力无关；
（2）通过对比实验1和4（或2和3）中的数据，得出的结论是： 。
10.小明在测滑轮组机械效率时，记录了如下实验数据（不计绳重和摩檫）
滑轮组组成 钩码重/N 钩码升高的高度/m 动滑轮重/N 绳子自由端移动距离/m
两个定滑轮，一个动滑轮 4 0.1 0.5 0.3
（1）根据表中数据画出滑轮组的绕线方式（如图中）。
（2）根据表中数据计算滑轮组的机械效率为 。
（3）若绳子承受最大拉力为20N，此滑轮组的最大效率为 。
（4）当动滑轮重为 N时，使用该滑轮组提起10N重的钩码刚好省一半的力。
（5）在实验中重物移动的速度为0.1m/s。拉绳的功率为3W，则有用功率为 。
答案及解析
1.（1）右；便于直接读出力臂的值（2）AEDCB（3）4；变小（4）避免实验的偶然性， 寻找普遍规律
【解析】（1）根据甲图可知，杠杆的右端上翘，说明右端轻，那么螺母应该向右调节。 使杠杆在水平位置平衡的目的是：便于直接读出力臂的。
（2）实验步骤如下：
A .将杠杆放在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
E .将钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。
D .记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入表格中。
C .再次改变钩码的个数或位置，重复实验；
B .计算每次实验中F1L1和F2L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。
则正确顺序为：AEDCB。
（3）根据乙图可知，A端挂3个钩码，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：3G×4L=nG×3L；
解得：n=4。如图丙所示，弹簧测力计位置在C处时杠杆已水平平衡，此时将弹簧测力计位置改为D处，那么动力臂增大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，其示数将变小。
（4）小闻改变钩码的个数和位置进行了多次实验， 其目的是：避免实验的偶然性， 寻找普遍规律。
2.（1）匀速；83.3%（2）低；3
【解析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
； 解得：G=3N。
3.（1）（2）=（3）A，B
【解析】（1）通过支点O做F2力的作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离就是它的力臂L2，如下图所示：
（2）根据图甲可知，F1和F2的方向都与这个圆相切，则两个力的作用线都与通过切点的半径垂直。根据力臂的定义可知，两个力的力臂都等于半径，即力臂相等。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，F1=F2；
（3）根据图乙可知，物体的重力竖直向下，要使杠杆保持平衡，拉力的方向必须是向上的，故④错误；
力①和②的作用线都与这个圆相切，则它们的力臂相等，即它们的大小都等于F1，故A、B正确，而C错误。 故选AB。
4．（1）0．5（1分）； 66．7； 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）做功；
（2）不能，①两次实验时，钩码没有挂在同一位置，②同时改变两组条件，数据不宜直接比较（或仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的）。
【解析】(1)由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N.在实验过程中，有用功是： =Gh=1.0N×0.1m=0.1J，总功是： =Fs=0.5N×0.3m=0.15J，所以杠杆的机械效率是：η=×100% =×100%≈66.7%，利用杠杆提升物体时，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；
(2)分析机械效率的影响因素应采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持钩码的位置不变；原实验中先后将钩码挂在A. B两点，是错误的；为避免实验的偶然性，应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论。原实验中只凭一次实验数据对比做出结论是不科学的。
5.（1）重力越大；2和3；乙；80%（2）减小接触面的粗糙程度（3）不省功；B
【解析】（1）①根据表格1和2可知，当钩码的重力从1N变成2N时，滑轮组的机械效率从56%变成67%，那么得到：在所有滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高。
③探究滑轮组的机械效率与钩码高度的关系时，需要控制其它因素相同，只改变钩码的高度，故选数据2和3；
④在实验⑤中，钩码的重力为2N，拉力F=2.1N，即拉力几乎等于钩码重力，即不省力，那么应该用的是定滑轮，故选乙。
⑤利用图甲的装置，滑轮组的机械效率为：；
（2）保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面的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；可见使用任何机械都不省功。
本实验使用了科学推理的方法。
A.焦耳定律中使用了控制变量法，故A不合题意；
B.牛顿第一定律使用了实验+科学推理的方法，故B符合题意；
C.阿基米德原理使用了实验法，故C不合题意；
D.欧姆定律使用了控制变量法，故D不合题意。
故选B。
6.（1）变小（2）动滑轮有重力；将动滑轮的重力计算在提升物体的重力中
【解析】（1）如乙图所示，如果将测力计倒过来，将吊环系在拉绳上，此时测力计的外壳会对绳子产生向下的拉力。当缓慢拉动时，绳子上的拉力等于测力计的外壳重力与弹簧测力计的示数和，因此测力计的示数会变小。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是动滑轮有重力，减小此差异的建议：将动滑轮的重力计算在提升物体的重力中。
7.（1）88.9%（2）高（3）C（4）12
【解析】（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为：；
（2）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”可知，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm（此时物重比第3次实验的物重还大），则此时滑轮组的机械效率应该大于90.9%，而它又不可能是100%，只能为92.1%，故选C；
（4）根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%；
若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 ， 即：； 解得：G=12N。
8.（1）越高（2）在其他条件相同时（在接粗面粗糙程度相同时），斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力（3）比较1、3、4几次实验，沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等（4）0.35
【解析】（1）斜面的倾斜角度越大，则斜面受到的压力减小，那么物体受到的摩擦力减小。根据W额=fL可知，斜面做的额外功减小。根据W=Gh可知，斜面做的有用功不变，根据可知，此时斜面的机械效率越高。
（2）在实验1、5、6中，其它条件都相同，只有倾斜角度不同，那么得到结论：在其他条件相同时（在接粗面粗糙程度相同时），斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力。
（3）验证猜想3，即探究斜面的省力情况与物体重力是否有关时，可以控制斜面角度和接触面的粗糙程度相同，只改变物体重力，故选实验1、3、4。计算出三组实验中拉力和重力的比值几乎都相同，那么猜想3是错误的。
（4）斜面做的总功：W总=FL=1.35N×1m=1.35J；
斜面做的有用功为：W有=Gh=2N×0.5m=1J；
斜面做的额外功：W额=W总-W有=1.35J-1J=0.35J；
则物体受到的摩擦力：。
9.（1）1、2或3、4
（2）当斜面倾角不同时，倾角越大越费力
【解析】（1）根据实验1、2或3、4可知，当斜面倾角相同而物体重力不同时，拉力F与重力G的比值相同，那么得到结论：斜面倾角相同时，使用鞋面省力的情况与物体重力无关。
（2）实验1、4或2、3中，物块的重力相同但是斜面倾角不同，即倾角越大，拉力F与重力G的比值越大，那么得到结论：当斜面倾角不同时，倾角越大越费力。
10.（1）见上图；（2）89%；（3）99%；（4）5；（5）2.95W。
【解析】（1）从表中的数据可知，细线自由端移动的距离为0.3m，钩码上升的高度为0.1m，则二者的关系是s＝3h，即由3段绳子承担物重，绕绳方法如图所示：
（2）滑轮组的机械效率为η1＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈89%；
（3）∵F＝（G+G动），∴最大物重为G2＝3F最大﹣G动＝3×20N﹣0.5N＝59.5N，
滑轮组的最大机械效率为η2＝×100%＝×100%＝×100%≈99%；
（4）∵F＝（G+G动），∴动滑轮的重力为G′动＝3F3﹣G3＝3×5N﹣10N＝5N；
（5）绳子自由端移动的速度为v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
∵P＝＝Fv，∴施加的拉力为F＝＝＝10N，
物体的重力为G＝3F﹣G动＝3×10N﹣0.5N＝29.5N，
∴拉力的有用功率为P物＝Gv物＝29.5N×0.1m/s＝2.95W
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