第7課簡(jiǎn)單機(jī)械與功實(shí)驗(yàn)專題學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)探究滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)探究斜面機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)杠桿的平衡條件杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說(shuō)杠桿平衡了。杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2?；喗M計(jì)算注意點(diǎn)如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即S=nh。繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：。斜面特點(diǎn)斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，但卻費(fèi)距離。當(dāng)斜面高度h一定時(shí)，斜面L越長(zhǎng)，越省力(即F越小)；當(dāng)斜面長(zhǎng)L相同時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力(即F越小)；當(dāng)斜面L越長(zhǎng)，斜面高h(yuǎn)越小時(shí)，越省力(即F越小)。機(jī)械效率機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計(jì)算公式：。

滑輪組的機(jī)械效率(不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r)滑輪組(豎直方向提升物體)：(G為物重，h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離)。

滑輪組(水平方向拉動(dòng)物體)：(f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離)。

斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。003探究提升知識(shí)點(diǎn)一：杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)杠桿的平衡條件杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。杠桿的平衡條件(或杠桿原理)動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，寫成公式F1l1=F2l2杠桿平衡條件的探究讓支點(diǎn)處于杠桿中央的目的：減小杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響。杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)：左高左調(diào)、右高右調(diào)。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛位置使杠桿在水平位置靜止，目的是便于測(cè)量力臂。本實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，得出普遍規(guī)律。用彈簧測(cè)力計(jì)代替杠桿一側(cè)所掛鉤碼，當(dāng)測(cè)力計(jì)由豎直方向拉變成傾斜拉，要使杠桿仍保持平衡，測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大，是因?yàn)槔Φ牧Ρ圩冃?。?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。次數(shù)動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力阻力臂阻力×阻力臂123實(shí)驗(yàn)結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂(F1L1＝F2L2)【探究重點(diǎn)】解決杠桿平衡條件的探究問(wèn)題基本要領(lǐng)是：知道杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是方便從杠桿上量出力臂。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂，寫成公式為F1l1＝F2l2。還可以利用動(dòng)力乘以動(dòng)力臂是否等于阻力乘以阻力臂來(lái)判斷杠桿平衡與否?！纠}精講】(2022·廣東省·中考真題)在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：

(1)小明安裝好杠桿后，發(fā)現(xiàn)其左端下沉，如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向______調(diào)節(jié)。

(2)如圖乙所示，杠桿調(diào)節(jié)平衡后，在A處懸掛3個(gè)鉤碼，每個(gè)鉤碼重0.5N，如果在B處施加一個(gè)拉力使杠桿在水平位置再次平衡，當(dāng)方向?yàn)開(kāi)_____時(shí)，拉力最小，大小為_(kāi)_____N。

(3)課后，小明制作了一個(gè)簡(jiǎn)易杠桿，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當(dāng)位置分別放上不同數(shù)量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂l1：l2=______，若兩邊同時(shí)各取走―枚硬幣，則杠桿的______端將下沉?！敬鸢浮坑?/p>

豎直向下

2

2:1?

右

【解析】(1)如圖甲所示，杠桿左端下沉，其右端偏高，應(yīng)將平衡螺母向上翹的右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡；

(2)根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)1L1=F2L2知要使力最小，需要使力臂最大，當(dāng)力的方向豎直向下時(shí)，力臂最長(zhǎng)，力最??；

在A點(diǎn)懸掛3個(gè)鉤碼，則由杠桿的平衡條件得：3G×4L=FB×3L，

解得：最小的力FB=4G=4×0.5N=2N；

(3)根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)1L1=F2L2

設(shè)每個(gè)硬幣的重量為G，則由圖可得，2GL1=4GL2，

則L1：L2=2：1；

【鞏固訓(xùn)練】(2022·遼寧省沈陽(yáng)市·中考真題)在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中

(1)杠桿沒(méi)掛鉤碼時(shí)需要向右調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，才能使杠桿在水平位置平衡，說(shuō)明調(diào)節(jié)前杠桿的______(選填“左”或“右”)端高；

(2)小雨通過(guò)改變鉤碼數(shù)量并移動(dòng)鉤碼位置，使杠桿在水平位置平衡，多做幾次實(shí)驗(yàn)，將得到的數(shù)據(jù)填入表中。分析表中數(shù)據(jù)，得到杠桿平衡條件是：______；次數(shù)動(dòng)力F動(dòng)力臂l阻力F阻力臂l10.5202.0521.0100.52031.5103.05

(3)如圖甲所示先在杠桿左側(cè)掛4個(gè)鉤碼，后在右側(cè)A處掛3個(gè)鉤碼，根據(jù)得到的杠桿平衡條件可以判斷出杠桿的______端會(huì)下沉；

(4)小雨想用撬棒撬動(dòng)地面上的石頭，O是撬棒的支點(diǎn)，F(xiàn)2是阻力，l2是阻力臂，如圖乙所示，為了撬動(dòng)石頭，在B點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F1的方向是______【答案】右

F1L1=F2L【解析】解：(1)若開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)左端下沉，右端上翹，可將杠桿兩端的平衡螺母向右端移動(dòng)；

(2)由表格中數(shù)據(jù)知，動(dòng)力、動(dòng)力臂的乘積等于阻力、阻力臂的乘積，可得杠桿平衡條件是：F1L1=F2L2；

(3)一個(gè)鉤碼的重力為G，設(shè)杠桿一個(gè)小格代表L，

左端：F1L1=4G×L=4GL，右端：F2L2=3G×2L=6GL，

則F1L1<F2L2，即杠桿不能在水平位置保持平衡，向右端下沉；

(4)如圖乙所示，為了撬動(dòng)石頭，最長(zhǎng)的動(dòng)力臂為OB，所以在B點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F1的方向是垂直于OB向下。

故答案為：(1)右；(2)F1L1=F知識(shí)點(diǎn)二：探究滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)【探究重點(diǎn)】原理：η=W有/W總應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S器材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。注意：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的是保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。提升重物越重，做的有用功相對(duì)就多。摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多?！纠}精講】（2023·天津西青·二模）在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：序號(hào)動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N物重G/N物體上升的高度h/cm繩端受到的拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/cm滑輪組的機(jī)械效率η/%10.51100.63055.620.52101.03066.730.541030（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖甲種畫出滑輪組的繞繩方法；______（2）第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)繩端受到的拉力為_(kāi)_____N，所做的有用功為_(kāi)_____J，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____%；（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知：隨著物重的增大，滑輪組機(jī)械效率_____（選填“變小”、“不變”或“變大”）?！敬鸢浮?.80.474.1變大【解析】（1）據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，繩子自由端移動(dòng)的距離是物體上升高度的3倍，所以動(dòng)滑輪上有三條繩（2）如乙圖所示，每個(gè)小格表示0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.8N。（2）由表可知第三次所做的有用功（2）由表可知第三次所做的總功，滑輪組機(jī)械效率（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，物重由1N增大到4N，其他條件不變時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率由55.6%增大到74.1%，故可得出隨著物重的增大，滑輪組機(jī)械效率變大?！眷柟逃?xùn)練】（2021·陜西漢中·八年級(jí)期末）在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表，第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)的拉力如圖所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼所受的重力G/N鉤碼上升的高度h/cm拉力F/N繩自由端移動(dòng)的距離s/cm機(jī)械效率12100.83024101.530②3610①30③（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼上升。（2）表格中編號(hào)①的數(shù)據(jù)應(yīng)為_(kāi)_____；編號(hào)②的數(shù)據(jù)應(yīng)為_(kāi)_____，編號(hào)③的數(shù)據(jù)應(yīng)為_(kāi)_____。（后兩空結(jié)果均保留到0.1%）（3）比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越______。（4）若忽略繩重和摩擦，由第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得動(dòng)滑輪的重力為_(kāi)_____N。【答案】

勻速

2.2

高

0.4【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼上升，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測(cè)力計(jì)示數(shù)大小才等于拉力大小。（2）[2][3][4]由圖知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為，拉力為；第2次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為（3）[5]實(shí)驗(yàn)選用的同一滑輪組，動(dòng)滑輪的重力不變，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高。（4）[6]根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在第一次實(shí)驗(yàn)做的總功做的有用功做的額外功因忽略繩重和摩擦，故所做額外功是克服動(dòng)滑輪重力所做的功，則動(dòng)滑輪的重力為知識(shí)點(diǎn)三：探究斜面效率實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)【探究重點(diǎn)】斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，但卻費(fèi)距離。當(dāng)斜面高度h一定時(shí)，斜面L越長(zhǎng)，越省力(即F越小)；當(dāng)斜面長(zhǎng)L相同時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力(即F越小)；當(dāng)斜面L越長(zhǎng)，斜面高h(yuǎn)越小時(shí)，越省力(即F越【例題精講】（2021·河南鄭州·八年級(jí)期末）小明和同學(xué)利用斜面搬運(yùn)物體的過(guò)程中，提出了一個(gè)問(wèn)題：“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有沒(méi)有關(guān)系？”針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，他通過(guò)在斜面上拉動(dòng)物體進(jìn)行了探究（如圖所示），測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面的傾斜程度物體重G/N物體上升高度h/m沿斜面拉力F/N物體移動(dòng)距離s/m有用功W有/J總功W總/J機(jī)械效率1較緩5.00.101.60.500.500.8063%2較陡5.00.152.20.500.751.1068%3最陡5.00.253.10.501.55（1）沿斜面拉動(dòng)物體時(shí)，應(yīng)使其做______運(yùn)動(dòng)；（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求出第3次實(shí)驗(yàn)中拉力所做的有用功為_(kāi)_____J，克服摩擦力所做的額外功為_(kāi)_____J，斜面的機(jī)械效率是______；（3）通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越緩，越______；（4）通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)斜面機(jī)械效率的問(wèn)題可獲得的初步結(jié)論是：在其它條件不變的情況下，______；（5）實(shí)驗(yàn)完成后，小紅提出了自己的猜想，斜面的機(jī)械效率還可能和斜面的______有關(guān)?！敬鸢浮?/p>

勻速直線

1.25

0.3

80.6%

省力

斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高

粗糙程度【解析】（1）[1]為了保證彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的穩(wěn)定，便于讀數(shù)，應(yīng)讓物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（2）[2][3][4]根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，第3次實(shí)驗(yàn)中拉力所做的有用功為故第3次實(shí)驗(yàn)中拉力所做的有用功為；從表格中可知，總功為1.55J，則克服摩擦力所做的額外功為克服摩擦力所做的額外功為；機(jī)械效率為機(jī)械效率為。（3）[5]縱向比較表中數(shù)據(jù)，物體的重力均為5N，三次實(shí)驗(yàn)中沿斜面拉力都小于5N，但斜面越緩，沿斜面拉力越小，即越省力。（4）[6]實(shí)驗(yàn)中，使用同一斜面，控制了物重相同，斜面的傾斜程度不同，機(jī)械效率不同，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高。（5）[7]拉動(dòng)物體的過(guò)程中，需要克服摩擦力做功，所以斜面的機(jī)械效率還可能和斜面的粗糙程度有關(guān)?！眷柟逃?xùn)練】（2021·河南商丘·八年級(jí)期末）如圖，一木箱重480N，用沿斜面向上的拉力F將木箱勻速拉到高處，如圖甲所示。已知拉力F做的功W與木箱沿斜面運(yùn)動(dòng)距離s的關(guān)系如圖乙所示。整個(gè)過(guò)程的額外功是240J，則拉力=______，斜面的機(jī)械效率=______?！敬鸢浮?50

60%【解析】[1]由圖乙可知，拉力總共做功600J，木箱沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離是4m，因此拉力大小為[2]整個(gè)過(guò)程的額外功是240J，有用功為W有=W-W額=600J-240J=360J斜面的機(jī)械效率為00601強(qiáng)化訓(xùn)練（2021·湖北隨州·八年級(jí)期末）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定杠桿的機(jī)械效率；實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升；（1）實(shí)驗(yàn)中，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為_(kāi)_____N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，若OC＝30cm，OC＝3OA，則杠桿的機(jī)械效率為_(kāi)_____%；（2）實(shí)驗(yàn)中若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是______；（3）若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至B，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將______（填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

0.5

66.7%

杠桿的重力

變大【解析】（1）[1]由圖知道，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N。（2）[2]在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有用功是W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J總功是W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J所以杠桿的機(jī)械效率是（3）[3]有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機(jī)械效率的因素主要是有用功和總功所占的比例；提升的鉤碼重一定說(shuō)明有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力。（4）[4]鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OA＝F?OB；懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OB＝F?OC，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，由OA到OB力臂變大，所以拉力F也變大，如果仍使鉤碼提升相同的高度，那么杠桿提升的高度就會(huì)減小，額外功減小，所以，杠桿的機(jī)械效率變大。（2021·陜西榆林·八年級(jí)期末）在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小剛用如圖所示滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，其中動(dòng)滑輪重0.5N，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表；實(shí)驗(yàn)序號(hào)物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N機(jī)械效率η①40.301.874.1%②60.302.676.9%③80.303.3（1）本實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量工具有______和彈簧測(cè)力計(jì)；（2）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體緩緩上升；（3）第③次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____；（結(jié)果保留至0.1%）（4）在第②次實(shí)驗(yàn)中，做的額外功為_(kāi)_____J；（5）通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：同一滑輪組提升的物重增大，額外功將______，機(jī)械效率將______。（均選填“增大”、“減小”或“不變”）【答案】

刻度尺

勻速

80.8%

0.54

增大

增大【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量物體的重力、拉力以及物體上升的高度，因此實(shí)驗(yàn)中需要彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺。（2）[2]實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體緩緩上升，保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定。（3）[3]根據(jù)圖示可知，動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)為3，第③次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率η＝×100%≈80.8%（4）[4]第②次實(shí)驗(yàn)時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝3h＝3×0.3m＝0.9m有用功W有2＝Gh＝6N×0.3m＝1.8J總功W總2＝F2s＝2.6N×0.9m＝2.34J額外功為W額2＝W總2﹣W有2＝2.34J﹣1.8J＝0.54J（5）[5][6]該實(shí)驗(yàn)中，自由端移動(dòng)的距離s＝3h＝3×0.3m＝0.9m第①次實(shí)驗(yàn)時(shí)，有用功W有1＝G1h＝4N×0.3m＝1.2J總功W總1＝F1s＝1.8N×0.9m＝1.62J額外功W額1＝W總1﹣W有1＝1.62J﹣1.2J＝0.42J第②次實(shí)驗(yàn)時(shí)，由（4）可知額外功W額2＝0.54J；第③次實(shí)驗(yàn)時(shí)，有用功W有3＝G3h＝8N×0.3m＝2.4J總功W總3＝F3s＝3.3N×0.9m＝2.97J額外功W額3＝W總3﹣W有3＝2.97J﹣2.4J＝0.57J根據(jù)上述計(jì)算和表中數(shù)據(jù)可知，同一個(gè)滑輪組提升不同物體時(shí)，物體越重，額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越高。（2021·河北滄州·八年級(jí)期末）小明同學(xué)對(duì)“斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)”這一課題提出了一些值得探究的猜想，斜面的機(jī)械效率跟：A斜面的傾斜程度有關(guān)；B．斜面的粗糙程度有關(guān)；C．物體受的重力有關(guān)．小剛同學(xué)為了證實(shí)其中的部分猜想是否正確，設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了探究，下表反映了他的探究過(guò)程．（參看如圖，表中①、③兩次實(shí)驗(yàn)所用斜面是相同的，設(shè)物體在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)）實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面斜面粗糙程度物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長(zhǎng)s/m有用功W有/J總功W總/J機(jī)械效率η（%）①37°粗糙20.61.711.21.7____②37°較光滑20.61.411.2____86③45°粗糙20.71.811.41.878（1）請(qǐng)你替小剛在上表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)．（2）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想_____（填寫字母）．（3）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率的值越_____．（4）若要驗(yàn)證猜想C，應(yīng)控制斜面的傾斜程度和_____不改變．【答案】

70.6

1.4

B

大

粗糙程度【解析】（1）在實(shí)驗(yàn)①中，斜面的機(jī)械效率為η＝＝＝70.6%；在實(shí)驗(yàn)②中，W總＝Fs＝1.4N×1m＝1.4J；（2）觀察表格可知：斜面的傾斜程度相同（都是37°），斜面的粗糙程度不同，斜面的機(jī)械效率也不同；根據(jù)控制變量法的思想，可看出實(shí)驗(yàn)①②是在研究斜面機(jī)械效率與粗糙程度的關(guān)系．（3）對(duì)照實(shí)驗(yàn)①③可看出，當(dāng)斜面的傾斜程度增大時(shí)（由37°增大到45°），斜面的機(jī)械效率在增大；故的結(jié)論斜面的傾斜程度越大，機(jī)械效率越大；（4）根據(jù)此實(shí)驗(yàn)的研究方法——控制變量法，在驗(yàn)證猜想C時(shí)，應(yīng)控制斜面的傾斜程度和粗糙程度不變，只改變物體的重力．（2022·廣東·佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）小明利用實(shí)驗(yàn)室的器材測(cè)一塊礦石的密度，他選用的器材有：天平（最大稱量為200g）、量筒、燒杯、杠桿、彈簧測(cè)力計(jì)（量程為0~5N）、細(xì)線、水。（g＝10N/kg）（1）小明同學(xué)首先進(jìn)行估測(cè)，他感覺(jué)礦石比一瓶500mL的礦泉水還沉，于是他沒(méi)有直接用天平來(lái)測(cè)礦石的質(zhì)量，他的理由是______。（2）小明用如圖甲所示的方法借助杠桿來(lái)測(cè)量礦石質(zhì)量：①實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，他應(yīng)將平衡螺母向______調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”），若未調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，就進(jìn)行測(cè)量，則質(zhì)量的測(cè)量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值。②小明用已調(diào)節(jié)好的杠桿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀出的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.8N，則該礦石的質(zhì)量m＝______kg。（3）接著他用如圖乙所示的方法測(cè)量礦石的體積，他的做法是：①將礦石放入燒杯，往燒杯中加入適量的水，讓礦石浸沒(méi)，在水面到達(dá)的位置做上標(biāo)記；②取出礦石，用量筒量取150mL水，倒入燒杯，直至達(dá)到標(biāo)記位置為止，量筒中剩余的水如圖丙所示，則礦石的體積V＝______cm3，礦石的密度ρ＝______kg/m3。【答案】礦石的質(zhì)量超過(guò)了天平的最大稱量值

左

大于

0.54

120

4.5×103【解析】（1）[1]礦泉水的體積V＝500mL＝500cm3由可得，礦泉水的質(zhì)量m＝ρV＝1g/cm3×500cm3＝500g因?yàn)榈V石的質(zhì)量大于500g，而天平的最大稱量為200g，因此不使用天平是因?yàn)榈V石的質(zhì)量超過(guò)了天平的最大稱量值。（2）①[2][3]如圖甲，實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，杠桿右端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向左調(diào)節(jié)；未調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，就進(jìn)行測(cè)量，因杠桿右端下沉，杠桿重心偏右，杠桿重力的力臂不為零，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與物體對(duì)杠桿的拉力和杠桿重力使杠桿水平平衡，根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算出的物體重力偏大，測(cè)量出的物體質(zhì)量偏大。②[4]由杠桿平衡原理F1L1＝F2L2及圖甲可知L1：L2＝3：1又知F1＝1.8N，所以礦石重力礦石的質(zhì)量（3）②[5][6]由圖丙可知，量筒中液體的凹液面的底部與30mL刻度線相平，所以礦石的體積V＝150mL﹣30mL＝120mL＝120cm3礦石的密度（2021·內(nèi)蒙古包頭·八年級(jí)期末）包頭市建筑工地上矗立的塔吊，是用電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)滑輪組提升重物的設(shè)備。如何提高滑輪組機(jī)械效率，節(jié)約電能呢？為此同學(xué)們進(jìn)行了“影響滑輪組機(jī)械效率因素”的實(shí)驗(yàn)探究，用到的裝置如圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向___________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實(shí)驗(yàn)是用___________圖所示裝置來(lái)完成的；（3）通過(guò)比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度___________（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）；（4）通過(guò)比較___________（填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高；（5）通過(guò)比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：不同滑輪組提升相同重物，_________越重，機(jī)械效率越??；（6）為提高滑輪組機(jī)械效率節(jié)約電能，根據(jù)以上結(jié)論和生活經(jīng)驗(yàn)，你建議可采取的措施有__________。A．減輕動(dòng)滑輪重

B．增加所提物體重

C．機(jī)械加潤(rùn)滑油

D．增加重物上升高度【答案】

勻速

乙

無(wú)關(guān)

1、3

動(dòng)滑輪

ABC【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣才能讓滑輪組處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用。（2）[2]第4次實(shí)驗(yàn)中，繩子自由端移動(dòng)的距離是鉤碼上升高度的5倍，那么滑輪組承重繩子的根數(shù)為5根，用的是丙圖的裝置。（3）[3]1、2組數(shù)據(jù)中，繩端移動(dòng)距離都是鉤碼上升高度的3倍，即所用的是同一裝置。實(shí)驗(yàn)中，鉤碼重相同，提升的高度不同，但機(jī)械效率相同，這說(shuō)明使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度無(wú)關(guān)。（4）[4]由表格數(shù)據(jù)知，實(shí)驗(yàn)1、2、3次實(shí)驗(yàn)所用的是同一裝置，而1、3兩次實(shí)驗(yàn)中，將物重分別為2N和4N的物體提升相同的高度，兩次的機(jī)械效率分別為55.6%和70.2%，這說(shuō)明同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高。（5）[5]3、4兩次實(shí)驗(yàn)中，所用的滑輪組不同，將相同重物提升相同高度，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越小。（6）[6]由以上實(shí)驗(yàn)中，提升的物體越重，機(jī)械效率越高，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低，所以減輕動(dòng)滑輪的重、增加物重都可提高機(jī)械效率，機(jī)械加潤(rùn)滑油，在所做有用功不變時(shí)，可減小克服摩擦所做的額外功，可以提高機(jī)械效率，起到節(jié)能作用，而增加重物上升高度對(duì)機(jī)械效率沒(méi)有影響，故ABC正確。（2021·陜西寶雞·八年級(jí)期末）學(xué)習(xí)了機(jī)械效率知識(shí)后，某物理興趣小組的同學(xué)對(duì)“斜面的機(jī)城效率跟什么因素有關(guān)”這一課題提出了一些猜想：A．跟斜面的粗糙程度有關(guān)；B．跟斜面的傾斜程度有關(guān)；

C．跟物體的重力有關(guān)；D．跟斜面的長(zhǎng)度有關(guān)。為了證實(shí)其中的部分猜想是否正確，小明同學(xué)設(shè)計(jì)方案并用相同材料的斜面和物塊進(jìn)行探究。下表反映了他的探究過(guò)程。實(shí)驗(yàn)次數(shù)傾角粗糙程度重力G/N高度h/m沿拉力F/N長(zhǎng)s/m有用功W有/J總功W總/J機(jī)械效率η/%①30°粗糙10.50.710.5A___________71②30°稍光滑10.50.610.50.683③45°粗糙10.70.910.70.9B___________（1）請(qǐng)你替小明在表中兩個(gè)空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。（2）通過(guò)對(duì)比___________兩次（填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào)）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想A。（3）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)①③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：當(dāng)其它條件一定時(shí)，斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效越___________。（4）若要驗(yàn)證猜想C，應(yīng)控制不變的量是：斜面長(zhǎng)、斜面的傾斜程度和___________，需要改變的量是___________。【答案】

0.7

78

①、②

高

粗糙程度

物體重力【解析】（1）[1]①次的總功W總=Fs=0.7N×1m=0.7J[2]②次的機(jī)械效率（2）[3]要想驗(yàn)證猜想A，應(yīng)控制斜面的傾角、物體的重力和斜面的長(zhǎng)度不變，而改變斜面的粗糙程度來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，由表格可知①②兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合要求。（3）[4]比較①③可知，斜面傾斜角不同，所用拉力不同，其機(jī)械效率也不同，說(shuō)明當(dāng)其它條件一定時(shí)，斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高。（4）[5][6]若要驗(yàn)證猜想C、跟物體的重力有關(guān)，應(yīng)控制斜面的長(zhǎng)、斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不改變而改變物體的重力。（2022·福建泉州·一模）小明所在的課外興趣小組需要密度為1.15g/cm3的鹽水。（1）為檢驗(yàn)配制的鹽水是否合格，小明設(shè)計(jì)了如下方案：①將天平放在水平桌面上，將游碼移至稱量標(biāo)尺左端的“0”刻度線上，發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖甲所示，則需將平衡螺母向______調(diào)節(jié)；②往燒杯中倒入適量鹽水，測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為_(kāi)_____g（如圖乙所示）；③將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中，讀出鹽水的體積（如圖丙所示）；④測(cè)出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量為15g；⑤計(jì)算出鹽水的密度為_(kāi)_____g/cm3。（2）為配制合格的鹽水，需要繼續(xù)向鹽水中_______（選填“加鹽”或“加水”）；（3）喜愛(ài)實(shí)驗(yàn)探究的小明巧妙利用輕質(zhì)塑料袋?？潭瘸咭约笆瘔K（石頭的密度石）測(cè)鹽水的密度，實(shí)驗(yàn)如圖所示：A．用細(xì)線將一直桿懸掛，調(diào)節(jié)至水平平衡，將一重物懸于支點(diǎn)O左側(cè)的P點(diǎn)；B．保持重物的懸點(diǎn)P不變，將石塊掛在支點(diǎn)O的右側(cè)并移動(dòng)至直桿水平平衡，用刻度尺測(cè)得該點(diǎn)到O的距離l2；C．在溢水杯中裝滿鹽水，將石塊緩慢浸沒(méi)鹽水中，溢出的鹽水全部裝入輕質(zhì)塑料袋中；D．保持重物的懸點(diǎn)P不變，將裝鹽水的輕質(zhì)塑料袋掛在支點(diǎn)O的右側(cè)并移動(dòng)至直桿水平平衡，用刻度尺測(cè)得該點(diǎn)到O的距離l1；則鹽水密度鹽水=______（用字母石、L1、L2，表示）實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)樗芰洗旧碇亓浚瑫?huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏______?！敬鸢浮?/p>

左

59.8

1.12

加鹽

小【解析】（1）[1]由圖得，游碼移至稱量標(biāo)尺左端的“0”刻度線上，指針指向分度盤右邊，為了使天平在水平位置平衡，需將平衡螺母向左調(diào)節(jié)。[2]由圖乙得，標(biāo)尺的分度值為0.2g，讀數(shù)為4.8g，燒杯和鹽水的總質(zhì)量為[3]由圖丙得，量筒的分度值為10mL，量筒中鹽水的體積為40mL。依題意得，量筒中鹽水的質(zhì)量為鹽水的密度為（2）[4]計(jì)算出的鹽水的密度小于1.15g/cm3，因此為配制合格的鹽水，需要繼續(xù)向鹽水中加鹽。（3）[5]由杠桿平衡條件得，石塊的重力為由得，石塊的質(zhì)量為由得，石塊的體積為在溢水杯中裝滿水，將石塊緩慢浸沒(méi)鹽水中，溢出的鹽水全部裝入輕質(zhì)塑料袋中，塑料袋中鹽水的體積與石塊的體積相等，則由杠桿平衡條件得，鹽水的重力為由得，鹽水的質(zhì)量為鹽水的密度為[6]因?yàn)樗芰洗旧碇亓?，?dǎo)致鹽水的重力偏大，使l2偏小，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小。（2021·河南南陽(yáng)·八年級(jí)期末）測(cè)量如圖所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力鉤碼上升高度拉力繩端移動(dòng)距離機(jī)械效率11.051521.550.81532.051.01542.0101.030(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做__運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，為_(kāi)_N。(2)第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為_(kāi)_J，滑輪組的機(jī)械效率是__。(3)分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越__（選填“大”或“小”，滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度__（選填“有關(guān)“或“無(wú)關(guān)”。(4)結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是__。A．增大繩重B．減輕動(dòng)滑輪重C．加快物體提升的速度【答案】勻速

0.6

0.075

大