题目内容

3．用如图所示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缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%（保留一位小数）．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功．
（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A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次数钩码
悬挂点		钩码总重
G/N		钩码移动距离
h/m		拉力
F/N		测力计移动距离
s/m		机械效率
η
1A点1.50.100.70.3071.4%
2B点2.00.151.20.3083.3%
根据表中数据，不能得出“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？理由：①两次实验时，钩码没有挂在同一位置；②根据一次对比实验所得结论是不可靠的．
若将同一重物先后挂在A、B两个悬挂点，提升相同高度，测得杠杆机械效率分别为ηA、ηB，则ηA＜ηB（填＜/=/＞）．

分析 （1）由弹簧测力计读出拉力的大小，注意分度值；先计算出有用功（W有用=Gh）和总功（W总=Fs）；再由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$算出机械效率；由额外功产生的原因解答；
（2）通过探究实验时，应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论；分析机械效率的影响因素采取控制变量法；将钩码的悬挂点从A点移至B点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，克服杠杆重做功减小，有用功不变，额外功减小，总功减小，机械效率增大．．

解答 解：（1）弹簧测力计的分度值是0.1N，读数是：0.5N；
有用功为：W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J；
总功为：W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J；
则机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$≈66.7%；
因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功，就有了额外功；
（2）根据表中数据，不能得出“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；
理由是：
①分析机械效率的影响因素采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持钩码悬挂的位置不变；
②应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论．只凭一次实验数据做出结论是不科学的．
钩码从A点到B点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，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η=$\frac{G{h}_{1}}{F{h}_{2}}$×100%，分母变小，分子不变，所以η变大，即ηA＜ηB．
故答案是：（1）0.5；66.7%；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功；（2）①两次实验时，钩码没有挂在同一位置；②根据一次对比实验所得结论是不可靠的；＜．

点评 此题主要考查的是学生对有用功、总功、额外功、机械效率计算公式的理解和掌握，同时考查根据实验数据分析实验结论的能力．

练习册系列答案
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（1）玻璃板即将离开水面时，弹簧秤的示数最大，可推测玻璃板此时除了受到重力外还受到一个大小约1N、向下方向的力．
（2）关于这个力的来历，小明开展了探究：一开始小明猜想所受的力是大气压力，但他很快否定了自己的想法，这是因为据计算玻璃板上表面所受的大气压力约为1000N，且上、下表面受到的大气压力相互抵消．那么，这个力是沾在玻璃板下表面的水分子和水槽中的水分子之间存在相互作用的引力．
10．某兴趣小组设计了如图所示电路，AB为裸导线，CD、EF是材料、粗细完全相同的均匀裸电阻丝，其电阻与长度成正比．AB、CD平行放置，并用导线与电流表、开关S1和电源相连，电源电压U=20V，EF垂直放置在AB、CD的中点间，且接触良好，CD=2EF，A、C两点间有开关S2．现只闭合开关S1，电流表示数I1=1A；若把EF从两中点间向左边移动一段距离后，电流表的示数为I2=$\frac{4}{5}$I1；若把EF从两中点间向右边移动一段距离后，电流表示数为I3=1.6I1．求：
　 （1）在上述EF向左、向右移动过程中，电路总电阻的变化量大小△R左、△R右各为多少？
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7．关于公示ρ=m/V，下列说法中正确的是（　　）
A．对于不同的物质，m越大，ρ越大B．对于同一种的物质，V越小，ρ越大
C．对于同一种的物质，ρ与m、V无关D．对于不同的物质，ρ与m、V有关
14．液体压强的影响因素

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（3）如何检查气密性用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中液体能灵活升降，则说明装置不漏气
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（5）实验结论：①液体的压强随着深度的增加而增加；
②同一深度，液体的密度越大，压强越大；
③液体的压强与容器的形状无关；
（6）实验表格．
8．下列实验中用来研究电流产生磁场的是（　　）
A．B．C．D．
15．常用温度计是利用了液体的热胀冷缩性质制成的．人体的正常温度约是37℃．
12．同学们在做电学实验时经常发现用两节干电池对外提供电压达不到3V，经过上网查找资料发现实际的电源是有内阻的，相当于一个电压为U的理想电源和电阻r串联，其等效电路如图甲所示；在如图乙所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1=20Ω，只闭合开关S时，电流表示数为0.5A；当开关S和S1同时闭合时，电流表示数为0.75A．灯泡标有“12V，4.8W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响．试求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源的内阻r和电源电压U；
（3）电源输出功率是指电源外部电路消耗的功率，要使此电源的输出功率最大，外部电路的总电阻R’应该是多少？
13．在测量小灯泡正常发光时的电功率的实验中，提供的器材有：数控电源、标有“2.5V”的小灯 泡、滑动变阻器 R、电阻箱 R0[可在 0～999.9（900+90+9+0.9）Ω调节阻值]、电流表、电压 表、开关及导线若干．

（1）琳琳按图甲电路图正确连接电路，闭合开关，灯泡不亮，此时电压表示数为 0.1V，电流表 示数为 0.04A，则小灯泡电阻为2.5Ω，他下一步的正确操作是向左移动滑动变阻器滑片P，增大电流和电压，观察灯泡的亮度；
（2）实验中，电流表出了故障，同组的玥玥又找来两个开关 S2、S1 和一个电阻箱 R0 设计了图乙 所示的电路． ①正确连接电路后，将电阻箱阻值调到最大值．
②闭合开关 S1 和 S3，断开 S2，当电阻箱的旋钮调到图丙所示位置时，灯泡恰好正常发光，则电阻箱接入电路的阻值 R0=17.5?．此时，电压表的示数为 2.5V，小灯泡正常发光，其额定功率为2.5W．
③接着断开 S3，闭合 S1 和 S2，此时电压表示数为20V．

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