内容正文:
2023-2024下学期八年级第二次质量检测
注:g取10N/kg
一.填空题(每空1分,共16分)
1. 浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它向上和向下的 _____。
2. 阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的_____,大小等于它排开的液体所受的_____,它同样适用于_____。
3. 如图是生活中常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是______(填写字母符号),其中属于费力杠杆的是______(填写字母符号)。
A. B.C.D.
4. 人的密度跟水差不多,约为1×103kg/m3。已知一成年男子的质量为70kg,该男子的体积约为________m3,当该男子漂浮在海面时,受到的海水的浮力为________N。(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
5. 如图是某地群众端午节赛龙舟的场面,比赛中选手一手撑住桨的末端(视为支点),另一手用力划桨,此时船桨属于_____________杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”).当运动员向后划水时,龙舟就向前运动,这是利用了________________________的知识.
6. 将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图),在冰块浸入的过程中,台秤的读数将________ (选填“增大”、“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将________ (选填“上升”、“下降”或“不变”),(已知:冰的密度为0.9×103kg/m3 , 酒精的密度为0.8×103kg/m3;整个过程中无液体溢出.)
7. 将乒乓球用细线固定在杯子底部,向杯中注水使细线拉直,杯子外面用细线系一小铁球,然后将杯子右端慢慢抬起,在杯底垫一木块,整个系统静止时如图所示,小球受到重力、拉力和_______力的作用,两根细线始终相互平行,说明浮力方向_______。
8. 生活中的“吹”字蕴含着丰富的物理知识。图甲中,小朋友们持续用力吹气,将气球吹得鼓起来,说明力可以使物体发生__________;图乙中,对着B管吹气,水滴会从A管管口喷出,因为在气体流速越大的位置,压强越__________。
二.选择题(共16分,9-14题为单选,每题2分;15-16题为双选,每题2分,选对一个得1分,选错不得分。)
9. 端午节那天,小明发现煮熟后的咸鸭蛋有的沉在水底,有的浮在水面(如图所示)。若甲的体积比乙小,则下列分析合理的是( )
A. 甲的质量比乙大 B. 甲受到的浮力等于重力
C. 甲的密度比乙大 D. 乙受到的浮力大于重力
10. 如图所示,一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉,使蜡烛能直立漂浮在水面上,露出长度为L,当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分( )
A. 还会重新露出水面 B. 不会重新露出水面
C. 以上两种可能都有 D. 无法判断是否会重新露出水面
11. 如图,在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码,下列操作中能使杠杆在水平位置重新平衡的是( )
A. 在位置2挂6个相同钩码 B. 在位置4挂2个相同的钩码
C. 在位置4挂4个相同钩码 D. 在位置6挂2个相同的钩码
12. 如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,当A端挂重物G1,B端挂重物G2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则( )
A. G1>G2 B. G1<G2 C. G1=G2 D. 无法判断
13. 如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1500N,且AB=1m,AD=0.5m,CD=0.3m,则要撬动该石块所用的最小的力是( )
A. 900N B. 750N C. 300N D. 150N
14. 一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是( )
A. 动滑轮,能省力 B. 动滑轮,能改变力的方向
C. 定滑轮,能省力 D. 定滑轮,能改变力的方向
15. 同一支密度计分别放在甲、乙两种不同的液体中,静止后如图所示,密度计受到的浮力分别为、,液体的密度分别为、,则( )
A. = B. > C. = D. >
16. 用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组,滑轮自身重力为20N,分别用其将重力都为100N的A、B两个物体在10s时间内匀速提升3m高度,两次的拉力为F1、F2,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )。
A. F1=60N
B. F2=80N
C. 甲滑轮组绳子端移动距离
D. 乙滑轮组绳子端的速度
三.作图题(共4分,每小题2分)
17. 如图所示,一木块漂浮在水面上静止,请画出木块的受力示意图。
18. 画出图中F1的力臂l1,并在A点画出阻力F2的示意图。
四.实验探究题(共17分,19题4分,20题7分,21题6分)
19. 如图所示,这是小伟做“探究影响液体内部压强大小的因素”实验。
(1)实验中使用的U形管压强计 __(选填“是”或“不是”)连通器。小伟在调试压强计时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U形管两边液面几乎没有变化,说明该压强计__(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)调试好压强计后进行实验,由甲、乙两图可知,在同种液体内部,液体压强随着深度的增加而增大;在乙图中,保持探头在液体中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中液面高度差不变,说明在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 __。
(3)取另外一种液体A,使探头在水和液体A中深度相同,实验现象如乙、丙两图所示,可以判断出液体A的密度ρA__ρ水(选填“>”“=”或“<”)。
20. 某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。其中,铜块和铝块的体积相等。
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是______N;
(2)由①③④⑤四个步骤可知,浮力的大小与______有关,与______无关;
(3)比较①④⑦三幅图可得出的结论是浮力的大小跟______有关;
(4)要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选取①④和______进行对比分析;
(5)探究完浮力大小的影响因素后,同学们想进一步探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系,又进行了如下实验操作:
此实验操作的正确顺序是______(用a、b、c、d表示),通过分析数据并进行比较发现:______(用图中符号G1、G2、G3、G4表示),从而得出结论:浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小。
21. 如图1所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个;
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉;此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持______并静止,达到平衡状态;这样做的好处是:______;
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡;于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:______;他这样得出的结论是否合理?______;为什么?______;
(3)实验结束后,小明提出了新探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图2所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符;其原因是:______。
五.计算题(共17分,22题9分,23题8分)
22. 如图,边长为10cm的正方体木块轻放入水中,静止时漂浮且有的体积浸入水中,已知,g=10N/kg,求:
(1)木块所受的浮力;
(2)木块底部受到的水的压强;
(3)木块的密度。
23. 如图是小明做俯卧撑时的示意图,他的质量为56kg,身体可视为杠杆,O点为支点,A点为重心,已知OB=1.0m,BC=0.4m,g取10N/kg。求:
(1)小明所受重力。
(2)如图所示小明静止时,地面对小明双手的竖直向上的支持力。
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2023-2024下学期八年级第二次质量检测
注:g取10N/kg
一.填空题(每空1分,共16分)
1. 浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它向上和向下的 _____。
【答案】压力差
【解析】
【1题详解】
浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
2. 阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的_____,大小等于它排开的液体所受的_____,它同样适用于_____。
【答案】 ①. 浮力 ②. 重力 ③. 气体
【解析】
【2题详解】
[1][2][3]浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理。该原理同样也适用于物体浸在气体中受到的浮力问题。
3. 如图是生活中常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是______(填写字母符号),其中属于费力杠杆的是______(填写字母符号)。
A. B.C.D.
【答案】 ①. BD ②. AC
【解析】
【详解】[1][2]A.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
B.道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
D.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
所以属于省力杠杆的是:BD,属于费力杠杆的是:AC。
4. 人的密度跟水差不多,约为1×103kg/m3。已知一成年男子的质量为70kg,该男子的体积约为________m3,当该男子漂浮在海面时,受到的海水的浮力为________N。(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【答案】 ①. 0.07 ②. 700
【解析】
【详解】[1]成年男子的质量m=70kg、ρ≈ρ水=1.0×103kg/m3,该男子的体积约为
[2]成年男子的重力
G=mg=70kg×10N/kg=700N
因为成年男子漂浮,浮力大小等于重力,则
F浮=G=700N
5. 如图是某地群众端午节赛龙舟的场面,比赛中选手一手撑住桨的末端(视为支点),另一手用力划桨,此时船桨属于_____________杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”).当运动员向后划水时,龙舟就向前运动,这是利用了________________________的知识.
【答案】 ①. 费力 ②. 力的作用是相互的
【解析】
【详解】[1][2]划桨时,以桨的末端为支点时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;划桨时,桨给水一个向后的力,因力的作用是相互的,水同时给桨一个向前的力,推动龙舟向前运动。
6. 将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图),在冰块浸入的过程中,台秤的读数将________ (选填“增大”、“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将________ (选填“上升”、“下降”或“不变”),(已知:冰的密度为0.9×103kg/m3 , 酒精的密度为0.8×103kg/m3;整个过程中无液体溢出.)
【答案】 ①. 增大 ②. 下降
【解析】
【分析】在冰块浸入的过程中,由于在酒精中又增加了冰块对水产生了压力,据此判断台秤的读数的变化;在冰块熔化过程中,根据水的密度大于冰的密度,冰块熔化后体积变小,判断容器内液面的变化即可.
【详解】将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精时,由于在酒精中又增加了冰块对水产生了压力,所以,台秤的读数将增大;在冰块熔化过程中,由于水的密度大于冰的密度,冰块熔化后体积会变小,所以,容器内液面将下降.
7. 将乒乓球用细线固定在杯子底部,向杯中注水使细线拉直,杯子外面用细线系一小铁球,然后将杯子右端慢慢抬起,在杯底垫一木块,整个系统静止时如图所示,小球受到重力、拉力和_______力的作用,两根细线始终相互平行,说明浮力方向_______。
【答案】 ①. 浮 ②. 竖直向上
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,乒乓球的下部有水,所以此时小球受到重力、拉力和水对它的浮力作用,两根细线始终相互平行,说明浮力方向竖直向上。
8. 生活中的“吹”字蕴含着丰富的物理知识。图甲中,小朋友们持续用力吹气,将气球吹得鼓起来,说明力可以使物体发生__________;图乙中,对着B管吹气,水滴会从A管管口喷出,因为在气体流速越大的位置,压强越__________。
【答案】 ①. 形变 ②. 小
【解析】
【详解】[1]甲图中,用手指压气球,气球的形状发生变化,说明力可以使物体发生形变。
[2]对着B管吹气,A管管口流速快,根据流体压强与流速的关系可知,A管管口压强小,在大气压的作用下水滴会从A管管口喷出。
二.选择题(共16分,9-14题为单选,每题2分;15-16题为双选,每题2分,选对一个得1分,选错不得分。)
9. 端午节那天,小明发现煮熟后咸鸭蛋有的沉在水底,有的浮在水面(如图所示)。若甲的体积比乙小,则下列分析合理的是( )
A. 甲的质量比乙大 B. 甲受到的浮力等于重力
C. 甲的密度比乙大 D. 乙受到的浮力大于重力
【答案】B
【解析】
【详解】C.甲漂浮,乙沉在水底,甲的密度小于水的密度,乙的密度大于水的密度,所以乙的密度大于甲的密度,C不正确;
B.甲漂浮,由物体漂浮时浮力等于重力,所以甲受到的浮力等于重力,B正确;
D.乙沉在水底,故乙受到的浮力小于重力;故D错误;
A.因为甲的体积小于乙的体积,所以甲受到的浮力小于乙受到的浮力,甲的重力等于所受到的浮力,乙的重力大于所受到的浮力,所以乙的重力大于甲的重力即乙的质量大于甲的质量;故A错误。
故选B。
10. 如图所示,一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉,使蜡烛能直立漂浮在水面上,露出长度为L,当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分( )
A. 还会重新露出水面 B. 不会重新露出水面
C. 以上两种可能都有 D. 无法判断是否会重新露出水面
【答案】A
【解析】
【详解】第一次漂浮时,物体重力分为三部分:铁钉重G铁、水面以下的蜡烛重G1、水面以上的蜡烛重G2,浸入水中的体积设为V1,此时物体受到总浮力为F1=ρ水gV1,此时浮力等于重力,则
F1=G铁+G1+G2
切掉G2后放入水中,假设完全浸没,则所受浮力
F2=ρ水gV1=F1>G铁+G1
物体将上浮,所以物体不会被浸没,将有一部分露出水面。
故选A。
11. 如图,在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码,下列操作中能使杠杆在水平位置重新平衡的是( )
A. 在位置2挂6个相同的钩码 B. 在位置4挂2个相同的钩码
C. 在位置4挂4个相同的钩码 D. 在位置6挂2个相同的钩码
【答案】B
【解析】
【详解】从图中可以看出,杠杆左端力的大小为G,力臂为8L,杠杆平衡条件为;
A.在位置2挂6个相同的钩码,其作用力为6G,力臂为2L,则,故A不符合题意;
B.在位置4挂2个相同的钩码,其作用力为2G,力臂为4L,则,故B符合题意;
C.在位置4挂4个相同的钩码,其作用力为4G,力臂为4L,则,故C不符合题意;
D.在位置6挂2个相同的钩码,其作用力为2G,力臂为6L,则,故D不符合题意。
故选B。
12. 如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,当A端挂重物G1,B端挂重物G2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则( )
A. G1>G2 B. G1<G2 C. G1=G2 D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】因为OA=OB,两边拉力的方向均竖直向下,所以左边力臂大于右边力臂,如图所示
根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,左边的拉力小于右边的拉力,故G1<G2,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
13. 如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1500N,且AB=1m,AD=0.5m,CD=0.3m,则要撬动该石块所用的最小的力是( )
A. 900N B. 750N C. 300N D. 150N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知,杠杆C点受到石块的压力为F压=1500N,为杠杆阻力,方向垂直于杠杆向下,由杠杆原理可知,要使得动力最小,则对应的动力臂l1应尽量大,而阻力臂l2应尽量小,当支点为B点时,此时BC=0.2m为对应的阻力臂l2,AB=1m为对应的动力臂l1,此时动力臂最大,故由杠杆原理有
解得动力为
故要撬动该石块所用的最小的力为300N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
14. 一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是( )
A. 动滑轮,能省力 B. 动滑轮,能改变力方向
C. 定滑轮,能省力 D. 定滑轮,能改变力的方向
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,该滑轮能随物体一起移动,所以他安装的是动滑轮,根据动滑轮的特点可知,此时人所施加的拉力为汽车所受阻力的一半,即能够省力。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15. 同一支密度计分别放在甲、乙两种不同的液体中,静止后如图所示,密度计受到的浮力分别为、,液体的密度分别为、,则( )
A. = B. > C. = D. >
【答案】AD
【解析】
【详解】密度计都漂浮在液体中,故有,,则;由图可知,密度计在甲中的排水体积小于乙中排水体积,根据可得,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
16. 用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组,滑轮自身重力为20N,分别用其将重力都为100N的A、B两个物体在10s时间内匀速提升3m高度,两次的拉力为F1、F2,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )。
A. F1=60N
B. F2=80N
C. 甲滑轮组绳子端移动距离
D. 乙滑轮组绳子端的速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.不计绳重和摩擦,则图甲中F1大小为
故A正确;
B.不计绳重和摩擦,则图乙中F2大小为
故B错误;
C.甲图中,,物体上升高度为3m,则甲滑轮组绳子端移动距离为
故C错误;
D.乙图中,,物体上升高度为3m,则乙滑轮组绳子端移动距离为
乙滑轮组绳子端的速度
故D正确。
故选AD。
三.作图题(共4分,每小题2分)
17. 如图所示,一木块漂浮在水面上静止,请画出木块的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】木块漂浮在水面上静止,由物体沉浮条件可知,漂浮时浮力等于重力,重力从重心竖直向下画,浮力从重心竖直向上画,标出符号G和F,两个力示意图的长度相等,如下图所示:
18. 画出图中F1的力臂l1,并在A点画出阻力F2的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】作出F1的作用线,过支点作动力作用线的垂线段,即为动力臂l1;动力F1的作用是使杠杆沿逆时针方向转动,而阻力F2的作用是阻碍其转动,所以F2的方向垂直于刀口向下。如图所示:
四.实验探究题(共17分,19题4分,20题7分,21题6分)
19. 如图所示,这是小伟做的“探究影响液体内部压强大小的因素”实验。
(1)实验中使用的U形管压强计 __(选填“是”或“不是”)连通器。小伟在调试压强计时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U形管两边液面几乎没有变化,说明该压强计__(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)调试好压强计后进行实验,由甲、乙两图可知,在同种液体内部,液体压强随着深度的增加而增大;在乙图中,保持探头在液体中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中液面高度差不变,说明在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 __。
(3)取另外一种液体A,使探头在水和液体A中的深度相同,实验现象如乙、丙两图所示,可以判断出液体A的密度ρA__ρ水(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 ①. 不是 ②. 漏气 ③. 相等 ④. >
【解析】
【详解】(1)[1]微小压强计只有一端开口,并非两端都开口,所以不属于连通器。
[2]用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U形管两边液面几乎没有变化,说明该微小压强计气密性不好,漏气。
(2)[3]使探头处在同一深度的各个方位时,U形管液面的高度差不变,即液体压强不变,说明:同种液体,同一深度各个方向的压强大小相等。
(3)[4]探头所处的深度相同,探头在A液体中U形管液面的高度差大,即压强大,说明A液体的密度大于水的密度。
20. 某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。其中,铜块和铝块的体积相等。
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是______N;
(2)由①③④⑤四个步骤可知,浮力的大小与______有关,与______无关;
(3)比较①④⑦三幅图可得出的结论是浮力的大小跟______有关;
(4)要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选取①④和______进行对比分析;
(5)探究完浮力大小的影响因素后,同学们想进一步探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系,又进行了如下实验操作:
此实验操作的正确顺序是______(用a、b、c、d表示),通过分析数据并进行比较发现:______(用图中符号G1、G2、G3、G4表示),从而得出结论:浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小。
【答案】 ①. 1.2 ②. 排开液体的体积 ③. 浸入液体的深度 ④. 液体的密度 ⑤. ②⑥ ⑥. dabc ⑦. G1-G2=G3-G4
【解析】
【详解】(1)[1]由图①知,铜块的重力为9N,由图②知,铜块浸没在盐水中弹簧测力计的示数为7.8N,铜块此时受到的浮力
F浮盐=G铜-F1=9N-7.8N=1.2N
(2)[2][3]由①③④⑤知,铜块浸入水中深度不同,未浸没前,随着深度增加,铜块排开水的体积变大,弹簧测力计的示数变小,说明所受的浮力变大;浸没后,随着深度的增加,铜块排开水的体积不变,弹簧测力计的示数不变,说明所受的浮力不变。所以浮力的大小与排开液体的体积有关,与浸入的深度无关。
(3)[4]由①④⑦知,铜块浸没在水和盐水的同一深度,排开水和盐水的体积相同,弹簧测力计的示数不同,铜块所受的浮力不同,在盐水中受到的浮力大于在水中所受的浮力,说明浮力的大小与液体的密度有关。
(4)[5]要探究物体所受的浮力的大小与物体的密度的关系,应将密度不同、体积相同的物体浸没在同种液体中,即将体积相同的铜块和铝块分别浸没在水中,所以①④和②⑥进行对比分析。
(5)[6]要探究浮力的大小与物体排开液体所受的重力的关系,应先测量小桶的重力,再测量物体的重力,然后将物体浸入水刚好到溢水口的容器中,用小桶接住溢出的水,最后测出小桶与排开的水的总重力,所以正确的操作顺序是:d、a、b、c。
[7]由实验操作知,物体浸入水液体中所受的浮力
F浮=G1-G2=2N-1.5N=0.5N
排开的液体的重力
G排=G3-G4=1N-0.5N=0.5N
所以
G1-G2=G3-G4
得出的结论是:浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。
21. 如图1所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个;
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉;此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持______并静止,达到平衡状态;这样做的好处是:______;
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡;于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:______;他这样得出的结论是否合理?______;为什么?______;
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图2所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符;其原因是:______。
【答案】 ①. 左 ②. 水平 ③. 便于测量力臂 ④. ⑤. 不合理 ⑥. 只通过一次测量,数据具有偶然性,不具有普遍性
⑦. 杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响
【解析】
【详解】(1)[1][2]杠杆右端下沉,应将平衡螺母(左端和右端的平衡螺母调节方向一致)向左调节, 使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
[3]力臂等于支点到力作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[4]由题意知,设杠杆每个刻度值为L,每个钩码重力为G,当杠杆上A点处挂4个钩码,B点处挂6个钩码,可得
由此可得出,杠杆平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂或
[5][6]只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验具有偶然性,不具有普遍性,要多进行几次实验,避免偶然性。
(3)[7]图2中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
五.计算题(共17分,22题9分,23题8分)
22. 如图,边长为10cm的正方体木块轻放入水中,静止时漂浮且有的体积浸入水中,已知,g=10N/kg,求:
(1)木块所受的浮力;
(2)木块底部受到的水的压强;
(3)木块的密度。
【答案】(1)8N;(2)800Pa;(3)800kg/m3
【解析】
【详解】解:(1)木块排开水的体积
所受的浮力
(2)木块底部浸入水的深度
木块底部受到的水的压强
(3)木块漂浮时,所受浮力等于自身重力,木块的质量
答:(1)木块所受的浮力为8N;
(2)木块底部受到的水的压强为800Pa;
(3)木块的密度为800kg/m3。
23. 如图是小明做俯卧撑时的示意图,他的质量为56kg,身体可视为杠杆,O点为支点,A点为重心,已知OB=1.0m,BC=0.4m,g取10N/kg。求:
(1)小明所受重力。
(2)如图所示小明静止时,地面对小明双手的竖直向上的支持力。
【答案】(1)560N;(2)400N
【解析】
【详解】解:(1)小明所受重力
G=mg=56kg×10N/kg=560N
(2)地面对双手的支持力为杠杆的动力。由杠杆平衡条件得
即
答:(1)小明所受重力是560N;
(2)地面对双手支持力为400N。
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