第十一章《简单机械和功》实验题19题 2024-2025学年苏科版物理九年级上册

第一次月考复习——第十一章《简单机械和功》实验题19题 一、了解杠杆的平衡条件 1.(23-24九年级上 江苏连云港 阶段练习)在“探究杠杆平衡条件的实验”中: (1)如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;实验过程中也要使杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是为了 。 (2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,应在B点挂 个相同的钩码。 (3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉,其示数大小将 。 (4)探究过程中必须多次实验才能得出结论,这是为了 。 2.(23-24九年级上 江苏无锡 阶段练习)小明在“探究杠杆的平衡条件”的实验中所用的实验器材有,刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个; (1)如图A所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 (左/右)调节,直到杠杆在 位置平衡,这样做的好处是 ; (2)小明同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图B所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂,阻力F2=1N,阻力臂 = m,根据上组数据分析后就得出了“动力 动力臂=阻力 阻力臂”的结论,小华同学认为他的做法不合理,理由是 ; (3)另一同学按如上图(a)所示进行实验,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N; (4)如图(b),保持A点所挂砝码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F (选填“变大”、“变小”或“不变”); (5)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图(c)所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 3.(23-24九年级上 江苏常州 阶段练习)小明有一件重约15N的工艺品,用细线悬挂两端点A、B处于静止状态,如图甲所示。他想用平衡的知识,通过计算在A、B连线上找出O点的位置,以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来,静止时如图乙所示,并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计(0~10N)、一把刻度尺和若干细线,他设计了如下实验,请完成以下实验步骤: (1)取下工艺品,用刻度尺测出工艺品长度LAB= cm,如图丙所示; (2)用弹簧测力计拉住A端,B端用细线悬挂,平衡时如图丁所示,此时弹簧测力计读数F1=8.0N; (3)交换弹簧测力计和细线的位置,平衡时工艺品的位置也如图丁所示,弹簧测力计读数F2=6.0N; (4)由此可以计算出该工艺品的重力G= N; (5)计算出O点到端点A间的距离LOA= cm。 二、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤 4.(23-24九年级上 江苏苏州 阶段练习)如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 (1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡,这样操作的主要目的是 ; (2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的 端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,可将右侧的钩码悬挂位置向 移动; (3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为 (小李/小王)的实验方案更好。 (4)实验中小王发现,如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时 (能/不能)影响到杠杆的平衡?请说明理由 。 5.(23-24九年级上 江苏宿迁 阶段练习)小明在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码重0.5N。 (1)杠杆在如图甲的位置静止时 (选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态; (2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。这样做的目的是为了消除 对实验的影响; (3)小明按图乙进行实验后,又做了两次实验并将数据记录在下表中,分析数据可知,杠杆的平衡条件是 ; 实验次数 动力/N 动力臂/m 阻力/N 阻力臂/m 1 1.0 0.15 1.5 0.1 2 0.5 0.2 1.0 0.1 3 3.0 0.1 2.0 0.15 (4)如图丙,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为 N。当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 6.(23-24九年级上 江苏徐州 阶段练习)小飞用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,弹簧测力计的量程为0~5 N,杠杆上每一格长 10 cm. 实验次序 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 动力臂l1/cm 动力F1/N 1 4 33 30 2 4 18 30 2.4 3 4 7.5 30 1.0 (1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿竖直方向拉杠杆,并使之在 位置平衡 .其好处是 。 (2)保持F2和l1不变而改变l2,所获得的实验数据如表所示,第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则| F1= N,此时杠杆的类型与 (筷子/老虎钳)相同。 (3) 若实验中弹簧测力计没有竖直拉动,而是有点斜着拉的,则其示数会 (选填偏大/偏小/不变/)。 (4) 第3次实验中,左侧最多可以悬挂 N的钩码,弹簧测力计仍可以保持平衡。 三、设计实验探究定滑轮的特点 7.(23-24九年级上 江苏无锡 阶段练习)小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,实验装置如图所示。 实验次数 物重G/N 使用动滑轮时测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.9 3 2.00 1.15 (1)在研究定滑轮特点时,按图甲操作,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 (选填“大于”、“等于”或“小于”)物体的重力,其原因是 (不计绳重及摩擦); (2)在研究动滑轮特点时,按图乙操作,记录数据如表,分析表中的数据发现,测力计的示数F大于物重G的一半,其原因是 。如果不更换动滑轮,为了使测出的拉力接近物重的一半,请提出一条合理的建议 。 四、设计实验探究动滑轮的特点 8.(23-24九年级上 江苏常州 阶段练习)如图1所示是“探究动滑轮工作特点”的实验装置。 (1)实验时,应竖直拉动,使钩码 上升; (2)小宋记录的数据如表,分析数据可得:使用动滑轮可以 ; 实验次数 1 2 3 钩码重/N 2 4 6 钩码上升的距离/cm 5 5 5 测力计示数/N 1.1 2.1 3.1 绳端移动的距离/cm 10 10 10 (3)小宋继续实验,并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图像,如图2所示,分析图像可知:钩码越重,拉力F与钩码重的比值越接近 (填数值)。由此他推断得出:在不计动滑轮重时,使用动滑轮可以省 的力,第3次实验中,提升钩码所做的功为 J,作用在绳端上的力做的功为 J,说明使用机械 省功。 五、探究定滑轮和动滑轮的特点 9.(23-24九年级上 江苏宿迁 阶段练习)在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时,小明用同一个滑轮做了四次实验,前两次按图甲、乙进行,后两次按图丙进行,并将测得的数据记录在表格中。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 (1)分析第1、2次的数据,可以得出结论:使用定滑轮 (选填“能”或“不能”)省距离;用图乙进行实验时,若小明将绳子的自由端从如图位置向右下方匀速拉,拉力的大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”); (2)第3、4次实验时,弹簧测力计需沿 方向匀速拉动;分析3、4次实验数据时发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这是因为 ;(写出一条即可) 10.(23-24九年级上 江苏盐城 阶段练习)同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点: (1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:使用定滑轮可以 ,但不可以 ; (2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示。据此可知,使用动滑轮可以 ,但不可以 ; (3)他们组装滑轮组时,他们想:利用滑轮组提升重物能否省力呢?为此,他们进行的实验如丙图所示,物体的重力为2N,测力计的示数为0.8N,由图可知,利用滑轮组提升重物能 ,如果物体被提升的速度是0.2m/s,绳子自由端移动的速度是 m/s。 六、功的计算和估算 11.(23-24九年级上 江苏盐城 阶段练习)一根金属棒AB置于水平地面上,今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,请根据图像解答下列问题。 (1)该金属棒的长度l= m; (2)在B端拉起的过程中,当x1=0.4m时,测力计的示数为F1= N;当x2=1.5m时,测力计的示数F2= N。 12.(20-21九年级上 江苏盐城 阶段练习)阅读短文回答问题 家用小轿车 建国70年以来,国富民强,人们的生活水平的不断提高,轿车已进入千家万户。如图甲是一款家用小轿车,轿车外形设计成流线型从而减小行驶阻力,图丙所示为该轿车在水平路面上启动过程中的速度图象,OA为过原点的倾斜直线,BC为水平直线,AB是与OA和BC都相切的曲线。已知0~5s内汽车的牵引力恒为F=4000N,t=5s时,汽车的功率达到额定功率40kW,且在之后的运动过程中保持该功率不变。假设汽车行驶中所受的阻力大小恒为f=1000N。(汽车行驶时牵引力F、功率P和速度v的关系为P=Fv) (1)如图乙为小轿车的方向盘,方向盘属于 (杠杆/滑轮/轮轴); (2)t=5s时汽车速度v1= m/s; (3)求t=35s时汽车速度v2= m/s; (4)在图丁中作出0~35s内牵引力的功率P随时间t变化的图象 ; (5)5~35s内牵引力所做的功 J。 七、功率的测量 13.(23-24九年级上 江苏盐城 阶段练习)小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上的运动时的功率,如图所示。 (1)需要的测量工具:体重计、秒表、 。 (2)小云采用了合适的方法,记录数据,请帮他在空格处补上相应的数据。(g=10N/kg) 臂长L/m 质量m/kg 拉上去的 次数 总时间 t/s 拉一次克服 重力所做的 功W/J 功率P/W 0.6 50 5 12 14.(23-24九年级上 江苏泰州 阶段练习)引体向上是同学们经常做的一项健身运动,如图所示,该运动的规范动作是两手正握单杠,由悬垂开始,上提时,下颚须超过杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂。这样上提下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。小熙同学能连续做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测小熙同学做16个规范动作时的功率。 (1)所需要的测量器材有磅秤、 和 ; (2)请你完成课外活动小组设计的实验记录表格(在表格中补充需要测量的物理量以及符号、单位,不需要填写数据); 小熙的质量m/kg ① ② 功率P/W (3)写出计算小熙同学做引体向上时功率的表达式:P= (利用以上测量的物理量符号表示); (4)若小熙同学在做的过程中逐渐体力不支,每做一个引体向上需要用的时间变长,则他做引体向上的功率会 (变大/不变/变小)。 八、测量滑轮组的机械效率 15.(23-24九年级上 江苏徐州 阶段练习)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示 . 实验次序 钩码重/N 钩码上升的高度/m 绳端的拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 (1)实验中应沿 方向缓慢匀速拉动弹簧测力计; (2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止时读数,你认为他的想法 (正确/不正确),因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响; (3)用图丁装置进行实验,得出表中第4次实验数据,则表中的机械效率为 ; (4)通过比较 (填序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子绕法无关 ; (5)比较3和4 两次实验数据可知滑轮组的机械效率主要与 有关。 16.(23-24九年级上 江苏泰州 阶段练习)如图所示,是小明“测滑轮组机械效率”的实验装置,测得的实验数据如下表: 实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 4 0.1 1.8 0.3 (1)实验过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计; (2)第三次实验中滑轮组的机械效率是 (精确到0.1%); (3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重 ,滑轮组的机械效率越高; (4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为 W; (5)根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功 (选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是 ; (6)小华也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于小明的测量值,则小华测量值偏大的原因可能是 (填字母)。 A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方 B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升 C.所使用的动滑轮重力比小明使用的小 17.(23-24九年级上 江苏连云港 阶段练习)在做“测滑轮组机械效率”的实验中,小强和同学们组装了如图所示的甲,乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同,不计摩擦和绳重); (1)对于甲图所示的滑轮组,如果没有刻度尺,只要测出钩码重G,然后竖直向上 拉动弹簧测力计使钩码升高,从弹簧测力计上读出拉力值F,即可算出该滑轮组的机械效率 = ; (2)比较甲,乙两滑轮组的机械效率,可知 甲 乙(选填“>”、“<”或“=”); (3)实验后小强猜想,对于同一滑轮组(例如图乙),它的机械效率也可能不是固定的,于是他用实验进行了探究,并证明自己的猜想是正确的,你认为小强应采用的正确方法是什么?答: ; (4)实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,有同学认为应静止时读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑 对滑轮组机械效率的影响。 九、测量杠杆的机械效率 18.(23-24九年级上 江苏无锡 阶段练习)在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:质量均匀分布的杠杆、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,杠杆静止在如图a所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,若要杠杆在水平位置平衡应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。实验时,使杠杆在水平位置平衡,主要是为了便于测量 的大小; (2)杠杆平衡后,若在图b的B位置挂3个钩码,则应在A位置挂 个相同的钩码,才能使杠杆保持在水平位置平衡; (3)如图c所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉; (4)如图d所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,要使拉力大小不变,杠杆继续在水平位置处于平衡,则应 (选填“增大”或“减小”)悬挂的钩码总质量; (5)如图e所示,实验小组进一步“探究杠杆的机械效率”,实验时,将总重为G的钩码挂在杠杆A处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,不计摩擦,若将钩码移动到B处,仍将其匀速提升h的高度,则弹簧测力计的示数F将 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),杠杆的机械效率 将 。 19.(23-24九年级上 江苏宿迁 阶段练习)某小组同学在“探究杠杆的平衡条件”的实验中: (1)在做实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”),下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。实验时,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了 ; (2)小组同学用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升: ①实验中,弹簧测力计的示数F为 N,缓慢提升过程中,弹簧测力计的示数大小 (变大/变小/不变); ②若只将钩码的悬挂点由A点移至B点,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将 (变大/变小/不变); ③若将同一物体悬挂在A点,弹簧测力计分别挂在B点和C点时,竖直向上匀速使物体提高相同高度时的机械效率分别为n1和n2,则n1 n2(“>”、“=”或“<”)。 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案: 1. 右 方便测量力臂 6 变大 使实验结论具有普遍性 【详解】(1)[1][2]实验前要使杠杆在水平位置平衡,这样更方便读出力臂,图中杠杆右侧高于左侧,即向左偏,说明左侧较重,所以应将杠杆的平衡螺母向右调,即“左偏右调、右偏左调”。 (2)[3]假设杠杆上每格的长度为d,单个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件有 故应在B点悬挂6个钩码。 (3)[4]根据丙图可知,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,拉力的力臂会变小,但是阻力和阻力臂的乘积保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数将会变大。 (4)[5]该实验室探究规律的实验,目的是得到物理规律,所以多次测量的目的是避免实验的偶然性,得到普遍规律。 2. 右 水平 便于测量力臂 0.15 根据一次实验数据获得的结论具有偶然性 1.5 变大 不变 【详解】(1)[1][2][3]实验前,杠杆左端下沉,左端重,则应将左端的平衡螺母向右移动;直到杠杆在水平位置平衡,这样作用力是竖直方向的,力臂可以直接读取。 (2)[4][5]如图B所示,动力臂为0.1m,一共2格,故每一格为0.05m,阻力臂为3格,故阻力臂为 根据一次实验数据获得的结论具有偶然性,不具普遍性。 (4)[6]如上图(a)所示,动力为1N,动力臂为0.15m,阻力臂为0.1m,故弹簧测力计的示数为 (5)[7]如图(b),保持A点所挂砝码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置,动力与动力臂的乘积不变,阻力臂变小,故阻力变大,故弹簧测力计的示数变大。 (6)[8]根据杠杆平衡原理可知 使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,力臂之比不变,故阻力与动力之比不变,动力的大小不变,故阻力的大小不变。 3. 35.0 14 15 【详解】(1)[1]丙图所示刻度尺的分度值为1cm,则工艺品的长度为 (4)(5)[2][3]当以A端为动力作用点时,B点为支点,根据杠杆平衡条件知 即 -① 当以B端为动力作用点时,A为支点,根据杠杆平衡条件知 即 ……② 由①②解得 ,。 4.(1) 右 便于测量力臂 (2) 左 右 (3)小李 (4) 不能 该力的力臂为0 【详解】(1)[1]杠杆静止的位置如图甲所示,杠杆右端上翘,则应将平衡螺母向右调节,使杠杆水平平衡。 [2]杠杆水平平衡时,可以直接在杠杆上读出力臂的大小,便于测量力臂。 (2)[1]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,杠杆左右力和力臂的乘积大小关系 则杠杆左端下沉。 [2]要使杠杆重新在水平位置平衡,可将右侧的钩码悬挂位置向右移动一格,此时左右力和力臂的乘积相等,杠杆平衡。 (3)由图丙可知,弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直,根据力臂的定义,支点与动力作用点的距离等于力臂大小,力臂在杠杆上便于测量,图丁的力不与杠杆垂直,力臂不方便测量,小李的方案好。 (4)[1][2]如果杠杆在O点受到一个向上的力,这个力过杠杆的支点,力臂为零,这个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。 5. 是 右 杠杆自重 F1L1=F2L2 1.5 变大 【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡,故杠杆在如图甲的位置静止时是处于平衡状态。 (2)[2][3]如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小,并消除杠杆自重对实验的影响。 (3)[4]由表格中数据可知,第一次实验中 1.0N 0.15m=1.5N 0.1m=0.15N m 第二次实验中 0.5N 0.2m=1.0N 0.1m=0.1N m 第三次实验中 3.0N 0.1m=2.0N 0.15m=0.3N m 故可得出杠杆的平衡条件为 (4)[5]若杠杆每一个小格长L,根据杠杆的平衡条件可得 2 0.5N 3L=F 2L 所以此时弹簧测力计的示数F=1.5N。 [6]当弹簧测力计改为斜拉时,拉力的力臂减小,根据杠杆的平衡条件,则弹簧测力计的示数将变大。 6. 水平 便于直接测量力臂大小 4.4 筷子 偏大 20 【详解】(1)[1][2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离;当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时,拉力作用点到支点的距离就是其力臂,这样便于从杠杆上直接读出力臂。 (2)[3][4]如图乙所示,测力计的分度值为0.1N,示数为4.4N,则;由表格知道,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,而筷子是费力杠杆,老虎钳是省力杠杆,故筷子与此时的杠杆类型相同。 (3)[5]若实验中弹簧测力计没有竖直拉动,而是有点斜着拉的,则对应的动力臂会变小,而阻力和阻力臂不变,根据,弹簧测力计的示数会变大。 (4)[6] 第3次实验中,动力臂和阻力臂不变,测力计示数最大为5N,根据,左侧最多可以挂的钩码重力 7. 小于 测力计有重力 动滑轮有重力 增加物重 【详解】(1)[1][2]测力计倒过来使用时,弹簧测力计受力情况是:受到向上绳子的拉力,受到向下的重力和手的向下拉力,这时测力计测量的是手向下的拉力,大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差,所以在匀速拉动时,根据二力平衡条件可知,实验会造成测量值会小于钩码的重力。 (2)[3]人在提升重物时把动滑轮也提起了,所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因;由于转轴之间有摩擦,绳也有一定重量,导致拉力增大。 [4]如果不更换动滑轮,为了使测出的拉力接近物重的一半,可以换用轻质动滑轮或提升重力更大的物体。 8. 匀速直线 省力 0.5 一半 0.3 0.31 不 【详解】(1)[1]实验时,为了使实验结果准确,应竖直匀速拉动,使钩码匀速直线上升。 (2)[2]根据表中数据可知,测力计示数小于钩码中,说明拉力较小,使用动滑轮可以省力。 (3)[3][4]如图2,分析图象可知:钩码越重,拉力F与钩码重的比值就越接近0.5;由此推理得出,在不计动滑轮重时,使用动滑轮可以省一半的力。 [5][6]第3次实验中,提升钩码所做的功为 作用在绳端上的力做的功为 说明使用机械不省功。 9. 不能 不变 竖直 滑轮有重力 【详解】(1)[1][2]第1、2次的数据中拉力不变,拉力大小等于钩码的重力大小,则说明使用定滑轮不能省力,也不能省距离;但能改变力的方向,所以若小明将绳子的自由端从如图位置向右下方匀速拉动,拉力的大小将不变。 (2)[3]用图丙进行实验时,一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端,物体受力才平衡。 [4]实际在实验时,动滑轮自身的重量、动滑轮与绳子之间存在摩擦力等,都会影响实验的结果,所以拉力大小并不等于钩码重力的一半的原因是动滑轮自身受到重力。 10. 改变力的方向 省力 省力 改变力的方向 省力 0.6 【详解】(1)[1][2]由甲图知道,三种拉力情况,每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向,观察测力计的示数都为1N,等于物重,故得出结论:定滑轮可以改变力的方向,但不省力。 (2)[3][4]在图乙中,拉力 F=0.6N<G=1N 说明使用动滑轮时省力,但不能改变力的方向。 (3)[5]由图丙知道,物体的重力为2N,测力计的示数为0.8N,故利用滑轮组提升重物能省力。 [6]物体上升10cm,绳子自由端上升30cm,故绳子自由端移动的速度为重物移动速度的3倍,故绳子自由端移动的速度 v′=3v=3 0.2m/s=0.6m/s 11. 1 6 8 【详解】(1)[1]由图乙可知,x<1m时,W与x等比例增加,x=1m时,W与x比例发生变化,说明此时金属棒刚好离开地面,故l=1m。 (2)[2][3]图乙可知,x<1m时,W与x成正比,比值为k 当x1=0.4m时 F1的示数为 x>1m时,W与x成正比,但k值不同 同理可知 12. 轮轴 10 40 1.2 106 【详解】(1)[1]汽车方向盘本质是一个轮轴,使用的好处是可以省力,便于转向。 (2)[2]t=5s时,由可知,汽车速度 (3)[3]t=35s时,汽车作匀速运动,由二力平衡知,牵引力 故汽车的速度为 (4)[4]0~5s内,v与t成正比关系,F=8000N,根据得,P与t成正比关系;0~35s内,功率保持额定功率不变。故牵引力的功率P随时间t变化的图象如图所示。 (5)[5]5~35s内牵引力所做的功是 13. 刻度尺 300 125 【详解】(1)[1]引体向上是克服自身重力做功的,所以需要知道每次引体向上身体上升的高度,需要使用刻度尺进行测量。 (2)[2][3]通过表格分析可知,完成一次引体向上时,升高的距离为0.6m,重力为 拉一次克服重力所做的功为 5次所做的功为 功率为 14. 刻度尺 秒表 下放时下鄂距单杠的高度h/m 总时间t/s 变小 【详解】(1)[1][2]做引体向上运动,需要克服重力做功,求出小熙的重力,及做动作时通过的高度和时间,据可求功率,器材磅秤可测质量,据G=mg求重力,测量高度需要用刻度尺,测量时间需要秒表。 (2)①[3]作引体向上运动时,为求克服重力所做的功,需要知道运动通过的距离,上提和下放时的高度相同,所以测出下放时下颚距单杠的高度h,即为上提时的高度,单位为m。据W=Gh求做一个引体向上时,克服重力做的功。 ②[4]还需要测量16个动作上提时的总时间t,对应单位为s。 (3)[5]做引体向上时功率 (4)[6]每做一个引体向上需要用的时间变长,总时间变长,而克服重力所做的功不变,据知,功率变小。 15. 竖直 不正确 摩擦力 80% 1、2 动滑轮重 【详解】(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数。 (2)[2][3]小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,他的想法不正确;静止读数时,滑轮组轮与轴之间、绳与轮之间不存在摩擦力,而拉动物体时各种摩擦是存在的,因次没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。 (3)[4]丁图中,绳子的有效段数为4,绳端移动距离 机械效率 (4)[5]甲、乙、丙、丁实验中绳子的有效段数分别为2、3、3、4,甲、乙、丙实验装置相同,研究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系,要控制其它因素相同,只改变绳子的段数,故通过比较1、2两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子绕法无关。 (5)[6]通过比较3、4两次实验数据可知,滑轮组提升的物重相同,提升高度相同,做的有用功相同;滑轮组连接的动滑轮个数不同,提升物体过程中做的额外功不同,两组装置做的总功不同,滑轮组的机械效率不同,得出结论:不同滑轮组提升相同的重物到同一高度时,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率越低。 16. 匀速 74.1% 越大 0.54 变大 绳子与轮之间和轮与轴之间的摩擦变大 C 【详解】(1)[1]实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,力等于测力计示数。 (2)[2]第三次实验中滑轮组的机械效率是 (3)[3]纵向分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高。 (4)[4]若在第三次实验中,F=1.8N,物体上升的速度为0.1m/s,则绳子自由端的速度 v=3 0.1m/s=0.3m/s 则拉力F的功率为 (5)[5][6]根据表格中的数据分析可知,三次实验的额外功分别为 W额外1=W总1-W有用1=F1s1-G1h1=0.6N 0.3m-1N 0.1m=0.08J W额外2=W总2-W有用2=F2s2-G2h2=1.0N 0.3m-2N 0.1m=0.1J W额外3=W总3-W有用3=F3s3-G3h3=1.8N 0.3m-4N 0.1m=0.14J 故随着物重的增大,额外功变大;原因是随着物重的增大,绳子与轮之间和轮与轴之间的摩擦变大。 (6)A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,拉力测量大了,机械效率变小,故A不符合题意; B.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升,拉力变大,机械效率变小,故B不符合题意; C.使用的动滑轮的重力小于小明小组,克服动滑轮做的功减小,额外功减小,机械效率变大,故C符合题意。 故选C。 17. 匀速 < 使用同一滑轮组,改变被提升钩码的个数,分别测出机械效率并比较 不正确 摩擦 【详解】(1)[1]利用二力平衡的条件可知,只有让钩码匀速上升,此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力,测力计的示数才等于拉力的大小。 [2]由甲图可知,此滑轮组有5段绳子与动滑轮接触,所以此滑轮组由5段绳子承担物重,所以s=5h,其机械效率为 (2)[3]两滑轮组提升物体的重力相等,甲的动滑轮多,所以做的额外功多,根据 可知,甲的额外功大于乙的额外功,有用功相同,所以甲的机械效率低。 (3)[4]滑轮组的机械效率与被提升物体的重力也有关系,所以可以通过改变提升物体的重力来测量滑轮组的机械效率进行比较,所以正确的方法是使用同一滑轮组,改变被提升钩码的个数,分别测出机械效率并比较。 (4)[5][6]在弹簧测力计静止时读出了数据,由于不会克服绳与轮之间的摩擦,所以测得的拉力偏小,所以他的想法是不正确的,因为他没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。 18. 平衡 右 力臂 6 右 减小 变大 变大 【详解】(1)[1]图a中杠杆保持静止,说明杠杆受力平衡,即杠杆处于平衡状态。 [2]杠杆左端下沉,说明左侧偏重,由杠杆平衡条件可知,应将平衡螺母向右调,直至杠杆水平平衡。 [3]为了直接从杠杆上读出力臂大小,要将杠杆调节至水平平衡。 (2)[4]由图可知,B点的力臂是A点的两倍,由杠杆平衡条件可知,A点的力应是B点的两倍,在图b的B位置挂3个钩码,则应在A位置挂6个相同的钩码。 (3)[5]在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则 所以杠杆右端下沉。 (4)[6]当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,拉力的力臂减小,阻力力臂不变,要使拉力大小不变,杠杆继续在水平位置处于平衡,则应减小悬挂的钩码总质量,即减小阻力。 (5)[7]将钩码移动到B处,阻力臂变大,而动力臂及阻力大小均不变,由可知,拉力F将变大。 [8]将钩码移动到B处,仍将其匀速提升h的高度,说明有用功不变,在提升物体时,额外功是克服杠杆重力做功,将钩码从A处移至B处,在物体上升高度相同时,杠杆上升高度变小,则克服杠杆重力所做的额外功减小,所以机械效率变大。 19. 平衡 右 消除杠杆自重的影响以及便于测量力臂的大小 0.5 不变 变大 = 【详解】(1)[1]当物体处于静止状态或者匀速运动状态时,物体处于平衡状态。因此在做实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆平衡。 [2][3]如图甲所示,因杠杆左端下沉,杠杆的重心在杠杆支点的左端,下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向右调节。实验时,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了消除杠杆自重的影响以及便于测量力臂的大小。 (2)①[4]测力计的分度值是0.1N,所以它的示数是0.5N。 [5]缓慢提升过程中,弹簧测力计做匀速运动,弹簧测力计的示数大小不变。 ②[6]只将钩码的悬挂点从A点移至B点,仍将钩码提升相同的高度,由 W有=Gh 可知,有用功不变;但杠杆转动的角度变小,杠杆重心上升的高度减小,由 W额=G杠杆h杠杆 可知,额外功减小,因总功等于有用功加上额外功,所以总功减小,根据机械效率公式可知,杠杆的机械效率变大。 ③[7]若将同一物体悬挂在A点,弹簧测力计分别挂在B点和C点时,竖直向上匀速提高相同高度时,所做的有用功相同,额外功也相同,故总功相同,根据机械效率公式可知,机械效率相同,即n1=n2。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$