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杠杠实验：
【例1】 实验台上有如下实验器材：一个带支架且有刻度的杠杆如图 25 所示，一个量程为 0～5N 的弹簧测力计、6 个质量均为 50g 的钩码和两段细线。请利用上述实验器材设计一个实验，证明“当杠杆在水平位置平衡时，如果阻力臂和动力臂保持不变，则动力与阻力成正比”。
（1） 本实验的因变量是 ；应控制不变的量是 。
（2） 本实验改变自变量的方法是 。答案：（1）动力 阻力臂和动力臂 （2）改变钩码个数

【例2】 实验台上有如下实验器材：1 个带支架的杠杆（相邻刻线间距均为 5cm）如图 23 所示、1 个量程为 0~5N 的弹簧测力计、六个重为 0.5N 的钩码和两段细绳。请利用上述实验器材设计一个实验，证明：当杠杆平衡时，阻力和阻力臂保持不变，动力臂越长作用在杠杆上的动力就越小。
（1） 写出主要实验步骤。
（2） 画出实验数据记录表格。



答案：实验步骤：
①用细绳做成两个绳套，分别拴牢在杠杆的左端第 2、4 个刻线某处，调节杠杆使其在水平位置平衡。将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位置。
②在杠杆支点左侧第 2 个刻线处挂 4 个，然后在同侧第 4、5、8 个刻线处依次竖直向上拉弹簧测力计，分别使杠杆在水平位置平衡并记录弹簧测力计示数在表格中。

动力臂 L/cm
动力 F/N



【例3】 实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计 1 个，所受重力为 1N 的钩码 2 个， 带支架的杠杆 1 个。杠杆上相邻刻度间距离均为 0.05m，
刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图 23 所示。请利用上述实验器材设计一个实验证明：“杠杆在水平位置平衡时，如果动力臂 L1 保持不变，则 F1=kF2L2”，式中 F1 表示动力，k 是常量，F2 表示阻力，L2 表示阻力臂。请写出实验步骤，画出实验数据记录表格。
答案：实验步骤：
①将带支架的杠杆放在水平桌面上,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
②将重为 1N 的钩码（阻力 F）挂在支点右侧 0.05m 处（阻力臂 L），将弹簧测力计的挂钩钩在支点右侧的 0.1m 处。竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡， 读出弹簧测力计的示数（动力 F1）。将 F2、L2、F1 的数据记在表格中。
③弹簧测力计的挂钩位置保持不变，将重力为 1N 的钩码依次挂在支点右侧0.lm.0.15m、0.2m.0.25m 处，仿照步骤圆再做 4 次实验，将 F2、L2、F1 的相应数据记在表格中。
④弹簧测力计的挂钩位置保持不变，将两个重为 1N 的钩码挂在支点右侧 0.05m 处， 竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡。将 F2、L2、F1 的数据记在表格中。
⑤根据实验数据计算出 F2 与 L2 的乘积，并记录在表格中。实验数据记录表
F2/N
L2/m
F2L2/N·m
F1/N



【例4】 工人用扳手拧松工件上一个紧固的螺栓，尽管他使出了浑身力气，却没能成功，如图 22 甲所示。于是他想出了一个新点子：在其它条件不变的情况下，取来一根绳子，将绳的一头拴在扳手柄的上端，再次使出浑身力气拉绳的另一头，如图 22 乙所示。可还是没能扳动螺栓，这是为什么呢? 请分析其中的原因。说出你认为可行的一种办法？


甲 乙
图 22



答案：前后两种做法力臂没有改变，所以力的作用效果没有改变，故不能扳动螺栓。
可行做法是，换用长把扳手，增加力臂，可将螺栓拧松。（或给扳手套入一截较长的钢管，或增加滑轮组等设施。）



【例5】 小明乘坐地铁时发现：乘客中有很多“低头族”，他们长时间低着头看手机。他记起物理课上老师讲过：长时间低头会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零；当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。
为了探究“颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系”，小明跟课外小组的同学们制作了一个头颅模型来模拟实验。如图 20 甲所示，把人的颈椎简化成支点 O，头颅模型的质量为 1kg，头颅模型在重力作用下可绕支点 O 转动，A 点为头颅模型的重心，B 点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在 B 点，用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于 OB，如图 20 乙所示，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验同学们记录了低头角度 θ 与细线拉力 F 的数据， 如下表：

θ/ ° 0 15 30 45 60
F/N 0 7.3 14.0 20.2 25.0

（1） 若头颅质量为 6kg，当低头角度为 60°时，根据实验表中数据及相关物理知识推测：颈部肌肉承受的拉力为 N。
（2） 请通过实验数据记录分析：人低头的角度越大，颈部肌肉的拉力 ， 其主要原因是： 。
（3） ） 根据实验，请你关于“ 预防和延缓颈部肌肉损伤” 提出一个合理化 的建议： 。
答案：（1）150 （2）越大 低头角度越大，重力 G 的力臂 L 越长，重力 G
和肌肉拉力 F 的力臂OB 不变，根据杠杆平衡条件 G?L=F?OB，因此肌肉的拉力 F 越大
（3） 不要长时间低头。
【例6】 如图所示，一根均匀木尺放在水平桌面上，它的一端伸出桌面的外面，伸到桌面外面的部分长度是木尺长的 1/4，在木尺末端的 B 点加一个作用力 F，当力 F＝3N 时，木尺的另一端A 开始向上翘起，那么木尺受到的重力为（ ） A．3N B．4N C．12N D．9N
答案：A
【例7】 密度均匀的直尺 AB 放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分 OB 是全尺长的三分之一，当 B 端挂 5N 的重物户时，直尺的 A 端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺




【例8】 某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量．
（1） 将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的 ；
（2） 如图所示，将质量为 m 的物体挂在刻度尺左边某一位置，向 （选填“左”或“右”）移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡．记录物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的 到支座的距离；
（3） 根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量 m= （用题目中所给物理量表示）．




答案：（1）重心 （2）右 重心 （3） M1 L1
L2
【例9】 小明想测量一块石头的密度，但是由于石头的质量和体积比较大，无法用托盘天平、量筒和水完成测量。小阳同学建议他用弹簧测力计、大烧杯、水、轻质细线和杠杆来进行实验，请你将实验过程补充完整：
（1） 将如图 29 甲所示的装置放在水平桌面上，发现杠杆的左端高于右端，则应 调节杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）移动，直到杠杆水平平衡；
（2） 杠杆水平平衡后，如图 29 乙所示，将石头用细线系好悬挂在杠杆 A 点，则应该用弹簧测力计通过细线套在 （选填“B”、“C”或“D”）点施加竖直向上的拉力，使杠杆水平平衡；读出测力计的示数 F1，将 F1 记录在表格中；
（3） 如图 29 丙所示，在大烧杯内装入适量的水，石块的位置不变，将石块浸没在水中（石块不接触烧杯），测力计的位置也不变，依然对杠杆施加竖直向上的拉力，使杠杆水平平衡，读出测力计的示数 F2，将 F2 记录在表格中；
（4）已知水的密度为水，利用测量出的物理量和水计算石块的密度 = ，并将计算结果记录在表格中。






答案：（1）左 （2）B （4）
F1 水
F1 F2



【例10】小莉利用轻质杠杆、刻度尺、金属块甲、小石块乙、圆柱形塑料容器、细线和适量的水测量未知液体的密度，实验装置如图 23 所示。以下是小莉设计的实验步骤， 请你按照她的实验思路，将实验步骤补充完整。
（1）将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆 A 和 D 端，用细线做好的绳套系住杠杆某处后，移动绳套到O 点时，杠杆恰好在水平位置平衡。
（2）将小石块乙完全浸没在水中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至 B 点， 杠杆再次在水平位置平衡。用刻度尺测出 AB 间的距离为 l1。


（3）将小石块乙完全浸没在待测液体中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至
C 点，杠杆再次在水平位置平衡。 。
（4）用水的密度水及测量出的物理量写出待测液体的密度液的表达式： 液
= 。




答案：（3）用刻度尺测出 AC 间的距离为 l2
（4） l2
l1





【例11】小丽设计的测量液体密度的装置如图 12 所示。轻质杠杆 AB 可绕支点 O 自由转动，调节两侧螺母使杠杆在水平位置平衡。在杠杆左侧距离 O 点10cm 的 C 点用细绳悬挂一个质量为 100g、容积为 80cm3 的小桶；在杠杆右侧用细绳悬挂一个质量为 50g 的钩码。在一次测量液体密度时，小丽
向小桶中加满待测液体，并改变 O 点右侧钩码的悬挂位置，当钩码悬绳移至距 O 为 40cm 的D 点时，杠杆在水平位置平衡。则待测液体密度为 g/cm3。答案：1.25



【例12】某学生制作了直接测量液体密度的“密度天平”．其制作过程和原理如下：
如图 1 所示，选择一根长杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡；在左侧离支点 10cm 的位置用细线固定一个质量为 110g、容积为 50ml 的容器．右侧用细线悬挂一质量为 50g 的钩码（细线的质量忽略不计）．




【测量过程】将下列实验空白处补充完整：
（1） 调节杠杆平衡时，发现杠杆左端下沉，须将平衡螺母向 调节；
测量液体时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度．
（2） 该“密度天平”的“零刻度”应标在支点 O 的右侧 cm 处；
（3） 若测量某种液体密度时，钩码在距离支点右侧 30cm 处，则此种液体的密度为 g/cm3．
（4） 若此“密度天平”的量程不够大，应采用 方法增大量程．
【拓展应用】若杠杆足够长，用此“密度天平”还可以测量固体的密度．
先在容器中加满水，再将待测固体轻轻浸没在水中，溢出部分水后，调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，测出钩码离支点O 的距离为 56cm；
用量筒测出溢出水的体积如图 2 所示，待测固体的体积为 cm3． 则此固体的密度为 g/cm3．（已知 ρ =1.0g/cm3）
答案：（1）右 （2）22 （3）0.8 （4）增加杠杆的长度 20 7


【例13】学习了力学知识后，小强认为：“先后作用在同一物体上的两个力，它们的大小和方向都相同，则这两个力的作用效果就相同”。现有已调平的轻质杠杆（如图 25 所示）、钩码一盒。请你选用上述实验器材设计一个实验，说明小强的观点不正确。要求：简述实验步骤和实验现象。
答案：
[方法一]①在支点的两侧同时挂钩码，使杠杆平衡；
②只改变一侧钩码的悬挂点，杠杆失去平衡。
[方法二]将相同质量的钩码先后挂在支点的两侧，观察到两次杠杆转动方向不同。




【例14】小阳利用图 20 所示的实验装置来探究动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力是否有关，细绳的重力和滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计，下列说法中正确的是 （ ）
A．实验可以通过利用两个重力不相等的动滑轮来分别提升同一个物体B．动滑轮提升物体的高度将会影响动滑轮的机械效率
C．实验可以通过利用同一个动滑轮两次提升两个重力不同的物体D．实验时需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计
答案：AD



【例15】小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验。实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同。请分析自由端拉力不同的原因可能是
（ ）
A．滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上D．钩码被提升的高度不同
答案：ABC
【例16】小阳利如图 22 所示的滑轮组做探究“滑轮组的机械效率与被提升物体重力的关系” 的实验。实验数据记录如下表。
序号 钩码总重G（N） 钩码上升高度h（m） 测力计拉力F（N） 测力计移动距离s（m） 机械效率η（%）
1 2 0.1 0.8 0.3 83.3
2 5 0.1 1.8 0.3 92.6
3 8 0.1 2.8 0.3

（1） 在实验过程中，小阳应 拉动弹簧测力计。
（2） 第三次实验滑轮组的机械效率为：η= %（保留一位小数）。
（3） 根据实验数据可得出：使用同一滑轮组提升越重的物体时，机械效率 。
（4） 用此滑轮组匀速提起重为 G 的物体升高 h，所用时间为 t。拉力的大小为 F， 则拉力 F 的功率 P= 。（用该题中已知字母表示）



答案：（1）竖直向上匀速 （2）95.2 （3）越高 （4）
3Fh t



【例17】实验台上有组装好的实验装置，如图 18 所示。另外还有质量均为 50g 的钩码一盒
（十个）、质量不同的滑轮三个（图中未画出）。小丽用上述实验装置和器材进行实验，实验数据如下表三、表四所示。
表三：

序号 动滑轮重G 动/N 钩码重G/N 钩码上升高度 h/m 绳的拉力F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率η/%
1 0.1 0.5 0.2 0.34 0.4 73.5
2 0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3
3 0.1 2 0.2 1.1 0.4 90.9


表四：


图 18





（1） 分析表一中数据，小丽认为：对于同一动滑轮，所提升的钩码越重，机械效率越 。
（2） 分析表二中数据，你的结论是：提升相同钩码时， 。
（3） 分析表中数据可知，F≠ G动 G ，排除测量因素的影响，主要原因之一
2
是： 。
答案：高 所用动滑轮重力越大，机械效率越低 滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力
【例18】图 24 甲是某小组的同学测量动滑轮的机械效率的
示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，



将重为 2.5N 的物体从 A 位置匀速提升到 B 位置， 同时弹簧测力计从图中的A＇位置上升到 B＇位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图24 乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：
（1） 该动滑轮的机械效率 η 是 %；
（2） 若想提高动滑轮的机械效率，请你写出一条 可行的方法： 。
N
0 0

1 1

2 2
3 3
4 4

5 5
甲 乙
图 24




答案：（1）62.5 （2）增加钩码个数（或换用更轻的滑轮等）



【例19】小明用如图 19 所示的装置探究用动滑轮匀速提升物体时，加在绳子自由端的拉力 F 与所被提升物体重力 G 的关系。在实验过程中，小明将实验数据记录在了表格中。请你认真分析表格中的数据，归纳出拉力 F 与重力 G 的关系式是 。
G/N 1 2 3 4 5 6
G 动/N 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
F/N 0.9 1.4 1.9 2.4 2.9 3.4

答案：F=0.5G+0.4N
【例20】实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮 2 个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。小华选用这些器材，探究“动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关”。小华的主要实验步骤如下：
①用调好的弹簧测力计测出一个钩码、一个动滑轮所受的重力，分别用 G、G 动表示。组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F 表示，绳子自由端移动的距离用 s 表示，钩码上升的高度用 h 表示。用弹簧测力计测出 F，用刻度尺分别测出 s、h。并把测量数据记录在表格中。
②用弹簧测力计测出分别测出两个钩码的重力 G、另一动滑轮所受重力 G 动，仿照步骤①分别测量对应的 F、s、h。并把测量数据记录在表格中。



③利用公式 W有
W总
Gh ，计算两次实验动滑轮的机械效率 η，并将 η 值记录在
Fs



表格中。
（1） 小华的探究过程中存在的问题： 。
（2） 请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施：
。答案：（1）步骤②中改变了物体的重力
（2） ②中保持提升的物体不变，取另一个滑轮仿照步骤①重复进行实验，并记录数据
【例21】实验台上有组装好的实验装置，如图 27 所示，其中弹簧测力计的量程为 0~5N。另外还有质量均为 100g 的钩码六个（图中未画出）。小轩计划用这些器材探究：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。
小轩的主要实验步骤如下：
①在动滑轮挂钩上挂 1 个钩码，钩码的质量用 m 表示，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，弹簧测力计的示数用 F 表示，绳子自由端移动的距离用 s 表示，钩码上升的高度用 h 表示。将 m、F、s、h 测量数据记录在表格中；



②保持绳子自由端移动的距离 s 不变，依次改变动滑轮所挂钩码个数，仿照步骤（1）再做 5 次实验，将测量数据记录在表格中。
③利用 W 总＝F s，计算出各次的总功，用 W 有用＝G h=mgh，计算出各次的有用功，并将各次的 W 总、W 有用记录在表格中。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1） 小轩探究过程中存在的问题是：
；
（2） 请你针尖对小轩探究过程中存在的问题，写出改进措施：
。答案：（1）改变了钩码的重力，使控制变量动滑轮的机械效率
也发生变化，没有改变绳子自由端的距离 s，来改变自变量 W 总
（2）保持钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离 s


图 27



【例22】实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮 3 个，滑轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。请选用上述实验器材证明：动滑轮越重，动滑轮的机械效率越低。要求：
（1）写出实验步骤；（2）画出实验数据记录表格。答案：（1）实验步骤：
①用调好的弹簧测力计分别测出一个钩码、一个动滑轮所受重力，用 G、G 动表示。如图 3 所示组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用 F 表示，绳子自由端移动的距离用 s 表示，钩码上升的高度用 h 表示。用弹簧测力计测出 F，用刻度尺分别测出 s、h。并把测量数据记录在表格中。
②用弹簧测力计分别测出另外两个动滑轮所受重力 G 动， 保证所挂钩码不变，再做两次实验，每次实验更换动滑轮，仿照步骤①分别测量对应的 F、s、h。把测量数据记录在表格中。



③利用公式 W有
W总
Gh ，计算 3 次实验动滑轮的机械 图 3
Fs



效率 η，并将 η 值记录在表格中。
（2）实验数据记录表：

G 动/N G/N F/N h/m s/m η/%






【例23】实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮 2 个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。请选用上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与所挂物体的重力有关。（1）写出实验步骤； （2） 画出实验数据记录表格。
答案：（1）实验步骤
①如图用重力为 G1 的动滑轮组装实验器材，用弹簧测力计拉住细绳端，竖直向上匀速缓慢拉动，使质量为 m 的钩码匀速上移一段距离，读出弹簧测力计的示数为 F1，用刻度尺测出绳端移动距离 s 和钩码移动距离 h，记录 G1、F1、m、s、h 在实验记录表格中。
②再悬挂一个钩码，仿照步骤①再做一次，记录 G1、F1、m、s、h 在实验记录表格中。



③利用公式 G=mg、 W有
W总
Gh 分别计算两次滑轮组的
Fs



机械效率
（2）实验数据记录表格

G 动/N
m/kg
G/N
h/m
F/N
s/m
η/%




【习1】 图 10 是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB 为一可绕固定点 O 转动的轻质杠杆，已知OA:OB=1:2，A 端用细线挂一空心铝球，质量为 2.7kg。当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加 3.5N 的竖直向下的拉力时，杠杆恰好在水平位置平衡。（ρ 铝＝2.7×10 3kg/m3，g=10N/kg)下列结果正确的是（ ）
A. 该铝球空心部分的体积为 1×10 -3m3
B. 该铝球的体积为 3×10 -3m3 C．该铝球受到的浮力为 20N D．该铝球受到的浮力为 40N 答案：C
【习2】 小阳为了测量某金属块的密度，他找来一根均匀的直硬棒，用细线系在 O 点吊起， 硬棒在水平位置平衡，然后将金属块 B 挂在硬棒左端 C 处，另外找一个重物A 挂在硬棒右端，调节重物 A 的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物 A 挂在硬棒上的位置为 E，如图 23 所示。下面是小阳测出金属块 B 密度的部分实验步骤，请你按小阳的思路，将实验步骤补充完整。
（1） 用刻度尺测出 OE 的长度 L0。
（2） 把金属块 B 浸没在水中，把重物 A 从E 处移动到D 处时，硬棒再次在水平位置平衡。
（3） 。
（4） 利用上述测量出的物理量和题中的已知量， 计算B 物体的密度的表达式是：ρB＝ 。



答案：用刻度尺测量出 OD 的长度 L1
L0

L L 水



0 1

【习3】 小李想测量食用油的密度 ρ 油，他手边的测量工具只有刻度尺。小李利用身边的器材设计出一个实验方案。找来一根均匀轻质直硬棒，用细线系在 O 点吊起，硬棒在水平位置平衡，将一密度未知另外找一个重物 A
挂在硬棒右端，调节重物A 的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为 D，如图18 所示。下面是小李测出 ρ 油 的部分实验步骤，请你按照小李的实验思路，将实验步骤补充完整。
（1） 用刻度尺测出 OD 的长度 Lo；
（2） 将适量水倒入烧杯（水的密度为 ρ 水 为已知），金属块 B 没入水中且不碰烧杯，把重物 A 从 D 处移动到 E 处时（ E 点未标出）， 硬棒再次在水平位置平衡， ，将金属块B 取出；



（3） 将适量油倒入另一烧杯，金属块 B 没入油中且不碰烧杯，将重物 A 从 E 处移动到 F 处时，硬棒再次在水平位置平衡， ，将金属块 B 取出， 用抹布擦干；
（4） 利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算的表达式为： 。
答案：（2）用刻度尺测出 OE 的长度 l1
（3） 用刻度尺测出OF 的长度 l2




（4） ρ
= l0 l2




l l 水
0 1

【习4】 实验桌上有一个带支架的杠杆、（杠杆的支点为 O，杠杆上每一刻度间距均为 5cm）一个量程满足要求的弹簧测力计、质量为 200g 的钩码一个和两段细绳。请利用上述实验器材设计一个实验证明：“在杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂保持不变，动力臂越大则动力越小”。
（1） 在你所设计的实验中，如果用点 A 表示钩码作用在杠杆上的位置，用点 B、C 和 D 表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置，请在图 21 中的杠杆上标出点 A、B、C 和 D 的位置；
（2） 写出主要实验步骤；
（3） 画出实验数据记录表格。答案：（1）如图 1 所示
（2） 实验步骤：
①在A、B 两点分别把两段细线系好，调节杠杆水平平衡，把质量为 200g 的钩码挂在A 点，在B 点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当杠杆水平平衡时，读出动力臂 L 和弹簧测力计的拉力 F，把 L 和 F 记录在数据表格中；
② 在A、C 两点分别把两段细线系好，调节杠杆水平平衡，把质量为 200g 的钩码挂在 A 点，在 C 点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当杠杆水平平衡时，读出动力臂 L 和弹簧测力计的拉力 F，把 L 和 F 记录在数据表格中；
③在 A、D 两点分别把两段细线系好，调节杠杆水平平衡，把质量为 200g 的钩码挂在 A 点，在 D 点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当杠杆水平平衡时，读出动力臂 L 和弹簧测力计的拉力 F，把 L 和 F 记录在数据表格中。
（3） 实验数据记录表：

L/cm
F/N




【习5】 小阳采用了如图 16 所示的绕线方法组装了滑轮组。他通过滑轮组用
2N 的拉力 F 将重 4.2N 的物体匀速提升了 0.1m 的距离，则有用功为
J，此滑轮组的机械效率为 。


答案：0.42 70%


【习6】 用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小明采用了如图 19 甲所示的绕线方法组装滑轮组，小乐采用另一种绕线方法组装滑轮组。
（1） 请帮助小乐在图 19 乙中画出滑轮组的绕线。
（2） 实验中他们得到的数据如下表所示。
小明第 1 次实验中，有用功为 J，此滑轮组的机械效率为 。
（3） 综合分析小明和小乐的实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 。（选填“高”或“低”）
答案：0.4 87.0% 高
【习7】 小明探究用滑轮匀速提升物体时，加在绳子自由端的拉力 F 与所提升物体重力 G 的关系。在实验过程中，小明将实验数据记录在了表格中。请你认真分析表格中的数据，归纳出拉力 F 与重力G 的关系。则力 F 与重力G 的关系式是 。
G/N 1 2 3 4 5 6
F/N 1.1 1.6 2.1 2.6 3.1 3.6
答案： F 0.5G 0.6N
【习8】 小宁想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，小宁保持阻力为 3 N， 阻力臂为 0.2m 不变，然后改变动力臂 L1 和动力 F1，并保持杠杆水平平衡，分别测量出动力臂 L1 和动力 F1 的数据如下表所示。请你根据实验条件和实验数据帮助小宁归纳出动力 F1 跟动力臂 L1 的关系：在 的条件下，F1= 。
L1/m 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
F1/N 2 2.4 3 4 6 12



答案：杠杆平衡时，当阻力与阻力臂的乘积保持不变时， F1
0.6N m


L1





第十三讲 机械效率

第十二讲 力学实验

图 25

O

O

图 23

，

甲

图 20

乙

F

受到的重力是（ ）
A．2.5N C．10N答案：C B．5N D．无法确定


A

B C

O

D

甲

乙

水 液体

图 23

水

A

C O

D B

图 12

水

图 20

F

图 22

序号 动滑轮重G 动/N 钩码重G/N 钩码上升高度 h/m 绳的拉力F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率η/%
1 0.1 2 0.2 1.1 0.4 90.9
2 0.15 2 0.2 1.15 0.4 87
3 0.2 2 0.2 1.2 0.4 83.3


B＇

A＇
B A

图 10

图 23



油

图 21

O

O

A B C D

图 1

F

图 16

F

实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度 h/m 绳的拉力F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率η
小明 1 4 0.1 2.3 0.2
2 6 0.1 3.4 0.2 88.2%
小乐 3 5 0.1 1.9 0.3 87.7%
4 7 0.1 2.6 0.3 89.7%


甲

乙

图 19

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