实验题(2)简单机械——2025年中考物理一轮复习题型
2025-01-16
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内容正文:
实验题(2)简单机械——2025年中考物理一轮复习题型
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.在“测定动滑轮机械效率”的实验中,同学们用如图所示的装置提升钩码,并做出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关;
(1)为了验证猜想一,准备器材如下:一个滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和 ;
(2)用弹簧测力计 并匀速拉动绳子,提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如下表所示;
实验
序号
动滑轮重
G动/N
钩码重
G/N
钩码上升高度
h/cm
拉力
F/N
绳端移动的距离
s/cm
①
0.2
1.0
20.0
0.65
40.0
②
0.2
2.0
20.0
1.20
40.0
③
0.2
3.0
20.0
1.75
40.0
(3)分析表中数据并通过计算可知:第②次实验时,测得动滑轮的机械效率为 ;对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将 ;(选填“增大”、“减小”或“不变”)可能的原因是 ;
(4)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 。
2.在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中:
实验次序
①
②
1
2
3
(1)在探究定滑轮工作的特点时,如图乙所示,使用弹簧测力计的操作方法是 (填序号)。①随意拉动钩码②拉着钩码保持静止③匀速向下拉动;
(2)在探究定滑轮工作的特点时,按照图乙操作,觉得读数不方便,于是把弹簧测力计倒过来,即弹簧测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,弹簧测力计的示数会 (变大/不变/变小),其理由是 ;
(3)在探究动滑轮工作的特点时,先测出 的总重力,然后按照图丙组装动滑轮,实验时, 拉弹簧测力计,使钩码 上升,读出弹簧测力计的示数。根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整① ② (不要求填入实验记录数据);该实验至少要测量三组数据的目的是 ;此次实验 (能/不能)直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论;
(4)在探究动滑轮工作的特点时,测出钩码的重力G=1N,上升的高度h=20cm,施加的拉力F=0.8N,那么此时拉力所做的功W总= J,克服重力所做的功W有= J,机械效率η= 。
3.小新和小佳同学在做“探究杠杆平衡条件”实验:
(1)实验前,他们把杠杆中心支在支架上,杠杆在图(a)中所示位置静止时 处于平衡状态(选填“是”或“不是”);小新将右端的平衡螺母向右调,小佳认为也可以将左端的平衡螺母向 调(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验中,他们多次在杠杆两端加挂钩码,并调节钩码位置,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,这样做的目的是 ;
(3)如图(b)所示,杠杆始终保持在水平位置平衡,小新将弹簧测力计从位置②移动到位置①时,测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.阅读短文,回答问题
如图是一种草坪喷水器,它是通过向外喷水而使自身转动的.小明和小芳为了探究草坪喷水器的旋转速度与哪些因素有关,设计了如下实验:在离可乐罐底1cm的罐体上,用如图所示的方法打一个孔,将细绳系在可乐罐的罐顶中心,把可乐罐浸入水中,灌满水后,快速把可乐罐提到水面上方,如图所示,将可乐罐在10s内旋转的圈数记入下表中.改变孔的大小和数目,重复上述实验,得到下表数据。
(1)通过分析表中第 次的实验记录,可以得出:孔的数量一样时,孔越大,转速越 ;
(2)通过分析表中第1、2、3次的实验记录,可以得出:孔的 一样时, ;
(3)实验中,在可乐罐上打孔时,钉子戳入罐体后,要以罐体的直径为基准旋转90°,这样做的目的是 ;
5.小华用图中的一个实验装置测滑轮组的机械效率,得到的数据如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
钩码的重力G/N
1.0
1.5
2.0
2.0
钩码上升的高度h/cm
5
5
5
10
拉力F/N
0.6
0.8
1.0
1.0
绳自由端移动的距离s/cm
15
15
15
30
机械效率
55.6%
66.7%
66.7%
(1)实验中要竖直向上 (选填“匀速”或“加速”)拉动物体,目的是使物体处于平衡状态,便于准确读数;
(2)根据表格中数据可知,小华采用的是 (选填“甲”或“乙”)实验装置;
(3)如果在第1次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重力为 N;
(4)第2次实验时的机械效率为 ;
(5)分析实验的数据可知,为了提高滑轮组的机械效率,下列措施不可行的是 (选填字母);
A.增大钩码的重力 B.增加钩码上升的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油 D.换用质量更小的动滑轮
(6)现多次只改变钩码的重力G并测出滑轮组的机械效率η,则η与G的关系可能符合下列图像中的 (选填字母);
A. B.
C. D.
(7)为了探究滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力是否有关,还需增加的实验器材是 。
6.用如图所示器材测滑轮组的机械效率。
(1)在图上画出滑轮组最省力的绕线方式;( )
(2)安装好实验器材后,记下钩码和拴住弹簧测力计的线端原先的位置;
(3)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m,钩码重1.5N,其他被测数据如下表:
拉力F/N
拉弹簧测力计的线端通过距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率
0.6
0.6
请根据已知和所测数据,计算出表中空格中未填数据,并填入表格中相应的空格内;
(4)若不考虑装置摩擦的影响,用上述装置提起重1.5N的钩码,机械效率为ŋ1;提起重3N的钩码,机械效率为ŋ2,则ŋ1 ŋ2(填“>”、“<”或“=”)。
7.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。小霞想利用上述实验器材探究:“动滑轮的机械效率与提升物体所受重力的关系”。
实验步骤如下:
①用调好的弹簧测力计测出1个钩码所受的重力G,如图所示组装实验器材;
②用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,使钩码上升的高度h为5cm,读出此时绳子自由端所受拉力F。绳子自由端移动的距离,记录测量数据;
③保持动滑轮和所挂钩码不变,改变钩码上升的高度分别为10cm、15cm,仿照步骤②再做2次实验,并把各次的测量数据记录在表格中;
④利用公式计算各次动滑轮的机械效率η,并将计算值记录在表格中。
在这个实验中:
(1)小霞准备探究的问题的因变量是: ;
(2)小霞实验过程中存在的问题: ;
(3)请你针对小霞实验过程中存在的问题,写出改进措施: 。
8.如图甲所示,用弹簧秤将重为3.9 N的物块从斜面的底端匀速拉至顶端,则物块所受拉力为 N,已知斜面的高为4 m,长为8 m,斜面的机械效率为 .若用图乙所示装置匀速提升900 N重物上升0.5 m,当其机械效率与斜面机械效率相同时,该过程所做的额外功为 J.该滑轮组提升物体越重,机械效率越 (填“高”或“低”).
9.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”时,先调节杠杆在水平位置平衡。在A处挂三个相同的钩码,要使杠杆重新水平平衡,可以在B处挂 个相同的钩码。拿去B处的钩码,若改在C处用弹簧测力计拉,则施加在C处的最小拉力F为 N,同时请在图中画出施加在C处的最小力F的示意图。(每个钩码的质量均为50g,g取)
( )
10.小明同学用图甲、丙滑轮组探究滑轮组机械效率的影响因素,实验数据记录如表;
次数
钩码重/
N
钩码上升
距离/cm
弹簧测力
计示数/N
弹簧测力计
上升距离/cm
机械
效率
1
2
10
30
66.7%
2
3
10
1.4
30
71.4%
3
3
10
1.1
40
(1)第1次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示,拉力是 ;
(2)第1次、第2次实验选用的是如图的甲滑轮组,请根据表中的数据画出其绕线;
(3)由1、2两次实验可知:同一滑轮组, ,机械效率越高;
(4)第3次实验选用的是如图的丙滑轮组,其动滑轮总重大于甲滑轮组动滑轮重,请根据表中的数据,得出机械效率为 %;
(5)小组的其他同学在实验过程中发现竖直向上匀速拉动弹簧测力计时读数很不方便,他便在测力计静止时读数,小明同学指出他这样测出的数据是错误的,原因是 ;
(6)结合生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中可提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
11.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,此时杠杆处于 状态(“平衡”或“不平衡”),则应将左端的平衡螺母向 调节,也可把右端的平衡螺母向 调节,或者同时调左右两端平衡螺母,直到 ,目的是 ;
(2)如图乙,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码:当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,此时杠杆在水平位置 (“能”或“不能”)保持平衡;
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将 ;小明经过多次实验,分析实验数据后得出了杠杆的平衡条件 ;(文字描述)
(4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每个小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时拉力F的力臂大小为 cm,弹簧测力计示数大小为 N。
12.某实验小组在探究“杠杆平衡条件”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,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,出现如图(1)所示的情况,此时,应把杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆保持 并静止,这样做的目的是:便于在杠杆上直接测量 ;
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂上4个钩码,如图(2)所示,在B点处挂上3个钩码,杠杆在原位置平衡,于是小明得出杠杆的平衡条件为: 。他这样得出的结论是否合理? 。为什么? ;
(3)同组的小亮在实验后又进行了如图(3)所示的实验,发现在不同位置测出拉力的大小与杠杆平衡条件都不符,其原因是 。
13.在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)小明安装好杠杆后,小华说最好调节杠杆在水平位置平衡,请你分析这样做的好处 。这时发现杠杆左端下沉,如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N;需要在B处悬挂 个钩码,杠杆在水平位置再次平衡;接着小明把左右两边的钩码同时向支点移动相同的距离,放手后 端下沉;
(3)改变动力F1和动力臂l1的大小,相应调节阻力F2和阻力臂l2,在做几次实验,实验数据如下表所示。分析表中的数据得到杠杆的平衡条件: (用F1、l1、F2、l2表示)。第3次实验漏填了一个数据,应该是 m。
次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.5
0.2
1
0.5
2
1.5
0.4
2
0.3
3
3
1.5
0.2
4
0.5
0.4
1
0.2
(4)完成上述实验后,小明想用弹簧测力计代替右边钩码开展实验如图丙,当杠杆平衡时,弹簧测力计的示数 (选填“等于”“大于”或“小于”)2N,请分析原因: 。
14.小明计划用图甲的装置探究“探究杠杆平衡的条件”。
(1)杠杆在如图甲的位置静止时 (选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的;
(2)此时若将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,可使杠杆在水平位置平衡,以便实验过程中 ;
(3)小军初步设计了下表所示的实验及数据收集方案,小明认真思考后发现小军的实验设计有一定的特殊性,不利于找到普遍规律。请你指出小军组实验方案的特殊之处: ;
实验序号
小军组
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
3
3
2
2
2
3
1
1
(4)最后,小明又利用弹簧测力计按图乙的操作进行实验,结果发现每次所测得的拉力的大小和通过课本上的“杠杆平衡条件”计算所得的结果均不太一致。经检查力臂的测量无误,结合其操作示意图、联系弹簧测力计使用的注意事项,你认为出现这一情况的原因很可能是 。
15.数据表格:小李和小红同学研究“使用动滑轮缓慢提起重物时所需竖直向上的拉力F与哪些因素有关”。他们用如图所示装置,将不同物体缓慢提起,分别测出物体所受重力和所需拉力F的大小,并将数据记录在表一中。然后,他们更换滑轮,重复实验,将相关数据记录在表二、表三中。
表一 牛
表二 牛
表三 牛
实验序号
(牛)
F(牛)
实验序号
(牛)
F(牛)
实验序号
(牛)
F(牛)
1
2.0
1.5
5
2.5
2.3
9
4.0
3.5
2
2.5
1.8
6
3.0
2.5
10
5.0
4.0
3
3.0
2.0
7
3.5
2.8
11
6.0
4.5
4
4.0
2.5
8
4.0
3.0
12
7.0
5.0
(1)分析比较表一、表二或表三中F与的变化关系及相关条件,可得出的初步结论是: 。
(2)分析比较实验序号 中的F与 的变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮缓慢提起重物,物体的重力相同,滑轮的重力越大,所需竖直向上的拉力F越大。
(3)小李同学分析比较各组数据中 的大小关系及相关条件,得出结论:使用动滑轮沿竖直方向缓慢提起重物,可以省力。
(4)小红同学认为小李同学的实验结论,不具有普遍规律,原因在于 。
试卷第1页,共3页
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《实验题(2)简单机械——2025年中考物理一轮复习题型》参考答案
1.(1)弹簧测力计
(2)竖直向上
(3) 83.33% 增大 滑轮间有摩擦
(4)重力不同的动滑轮
【详解】(1)由于实验中需要测量钩码的重力、动滑轮的重力、绳端的拉力,所以实验中需要测量力的工具弹簧测力计。
(2)为了使绳端的拉力等于弹簧测力计的示数,需要用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子,减小测量误差。
(3)[1]分析表中数据可知,第②次实验时,测得动滑轮的机械效率
[2]分析表中数据可知,使用同一动滑轮,提升钩码的重力越重,机械效率越大,所以对于同一动滑轮,所提升物体的重力增大,机械效率将增大。
[3]由于实验中,滑轮与绳子之间有摩擦力,绳子有重力,所以
(4)为了验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,由控制变量法可知,应控制钩码的重力不变,换重力不同的动滑轮进行多次实验。
2.(1)③
(2) 变小 忽略了弹簧测力计的重力
(3) 钩码和动滑轮 竖直向上 匀速 钩码和动滑轮的总重力G/N 弹簧测力计的示数F/N 寻找普遍性规律,避免实验结论的偶然性 不能
(4) 0.32 0.2
【详解】(1)在探究定滑轮工作的特点时,要匀速向下拉动弹簧测力计,此时钩码受力平衡,故选③。
(2)[1][2]因为测力计自身有重力,所以倒过来拉时,左侧拉力等于右侧拉力加测力计的重力,所以测力计示数会变小。
(3)[1]在探究动滑轮工作的特点时,由于绳子拉起动滑轮和物体,故先测出钩码和动滑轮的总重力,然后按照图丙组装动滑轮。
[2][3]实验时,应匀速竖直向上拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,读出弹簧测力计的示数。
[4][5]实验中需要测量钩码和动滑轮的总重力和绳子的拉力,故第一行为“钩码和动滑轮的总重力G/N”和“弹簧测力计的示数F/N”。
[6]实验至少要测量三组数据的目的是为了得到普遍的规律,防止偶然性的发生。
[7]“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮重力和摩擦的理想情况下才成立的,在实际实验中,动滑轮的重量和摩擦是客观存在的,动滑轮的重力可以尽量减小,但不可能为零。所以此次实验不能直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。
(4)[1][2][3]拉力所做的功为
克服重力所做的功为
机械效率为
3. 是 右 寻找普遍规律 变小
【详解】(1)[1][2]只要杠杆处于静止状态或者匀速转动,即为杠杆平衡,如图(a)杠杆左边下沉,说明左边重,故需要将平衡螺母向右调。
(2)[3]多次实验得到多组数据,目的是从多组数据中寻找普遍规律,避免偶然性。
(3)[4]小新将弹簧测力计从位置②移动到位置①时,力臂越变越大,根据可知,不变,变大,那么弹簧测力计的示数变小。
4. 1、4、6(或2、5、7) 快 大小 孔的数量越多可乐罐的转速越快 使罐体受到的作用力的力臂最大
【详解】(1)[1][2]根据题意可知,问题是孔的数量一样时,孔的大小与转速的关系,故我们要找出孔的数量一样的数据:有1、4、6(或2、5、7),通过分析我们发现,当孔变大时,单位时间内转过的圈数多,即转速快。
(2)[3][4]根据题意,分析1、2、3可得,孔的大小一样,而孔的数量越多可乐罐的转速越快。
(3)[5]根据题意,为了使罐体转动,应让水的作用力沿切线方向,即使罐体受到的作用力的力臂最大。
5. 匀速 甲 0.8 62.5% B B 几个重力不同的动滑轮
【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速缓慢拉动物体,目的是使物体处于平衡状态,弹簧测力计的示数稳定,便于准确读数。
(2)[2]由表中数据可知,绳子自由端移动的距离是钩码上升的高度的3倍,因此n=3,可知小华采用的是甲实验装置。
(3)[3]由可知,动滑轮的重力
(4)[4]第2次实验时的机械效率
(5)[5]分析实验的数据可知,为了提高滑轮组的机械效率
A.增大钩码的重力,由1、2、3组数据可知,同一滑轮组,提升的高度相同时,提升的钩码的重力越大,滑轮组的机械效率越高,故A不符合题意;
B.由3、4两组数据可知,增加钩码上升的高度,不能提高滑轮组的机械效率,故B符合题意;
C.在滑轮转轴处涂润滑油,可以减小摩擦力,即可以减少额外功,有用功不变,可以提高机械效率,故C不符合题意;
D.换用质量更小的动滑轮,即可以减少额外功,有用功不变,可以提高机械效率,故D不符合题意。
故选B。
(6)多次只改变钩码的重力G并测出滑轮组的机械效率η,则η与G的关系
当G增大时,机械效率η增大,但机械效率与物体的重力不成正比,
A.如图,机械效率与提升物体的重力不成正比,故A不符合题意;
B.如图,机械效率随重力的增大而增大,但不成正比,故B符合题意;
C.如图,机械效率不随提升物体重力的变化而变化,故C不符合题意;
D.如图,机械效率随提升物体重力的增加而减小,故D不符合题意。
故选B。
(7)[7]为了探究滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力是否有关,还需增加的实验器材是几个重力不同的动滑轮,换用不同的动滑轮,把同一物体提升相同的高度,比较机械效率,得出结论。
6. 0.3 0.36 83.3% <
【详解】(1)[1]吊起动滑轮的绳子股数越多越省力,一个动滑轮上最多可用3股绳吊起,此时最省力,如下图所示:
(3)[2]有用功为
[3]总功为
[4]机械效率为
(4)[5]若不考虑装置摩擦的影响,同一滑轮组额外功相同,吊起重物越重,有用功越大,机械效率越大,故选填<。
7. 动滑轮的机械效率 没有改变提升物体的重力 保持滑轮组装不变,在钩码下加挂钩码进行测量
【详解】(1)[1]根据控制变量法,要探究“动滑轮的机械效率与提升物体所受重力的关系”,需要控制动滑轮的重力不变,改变被提升物体所受的重力,所以自变量是被提升物体所受的重力,因变量是动滑轮的机械效率。
(2)[2]研究动滑轮的机械效率与物体所受重力有关,应使用同一装置,控制动滑轮的重力不变,只改变物体的重力,而步骤中没有改变物体的重力,改变的是钩码物体上升的高度。
(3)[3]步骤中应保持滑轮组装不变,在钩码下加挂钩码来改变物体的重力,然后进行测量。
8. 2.6 75% 150 高
【详解】由图示可知,物块所受的拉力为2.6N,有用功W有=Gh=15.6J,总功为W总=Fs=20.8J,所以斜面的机械效率η=W有/W总=15.6J/20.8J=0.75=75%;滑轮组所做的有用功为900N×0.5m=450J,则滑轮组所做总功为450J/75%=600J,所以额外功为600J-450J=150J;滑轮组提升的物体越重,机械效率越高.
9. 4(或四) 6
【分析】由杠杆平衡条件,可计算出所挂钩码的多少;根据杠杆的平衡条件可知,用弹簧测力计在C点竖直向上拉时,其力臂最大,则所需拉力最小,据此计算出用弹簧测力计在C点竖直向上拉着杠杆使其水平平衡时的拉力;知道力的作用点为C,画出力的示意图。
【详解】[1]在A处距支点4个格,B处距支点3个格,A处挂有3个钩码,根据杠杆平衡原理,则B处应挂4个钩码。
[2]根据可得,A处钩码的重力
根据杠杆的平衡条件可知,用弹簧测力计在C点竖直向上拉时,其力臂最大,则所需拉力最小,设OA=4,则OC=1,由杠杆的平衡条件可知
解得
[3]作用在A点的力竖直向下,则作用在C点的拉力竖直向上,作该力的示意图如下:
10. 1N 见解析
68.2 见解析
B
【详解】(1)[1]第1次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示,分度值为0.2N,示数为1N,拉力是1N。
(2)[2]第1次、第2次实验选用的是如图的甲滑轮组,绳子的有效段数为
其绕线如下所示:
(3)[3]由1、2两次实验可知:第2次钩码更重,机械效率更高,所以可得:同一滑轮组,提升钩码的重力越大,机械效率越高。
(4)[4]第3次实验的滑轮组绳子的有效段数
选用的是如图的丙滑轮组,根据表中的数据,得出机械效率为
(5)[5]在实验过程中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小,若在测力计静止时读数,样测出的数据是错误的,原因是:没有考虑机械之间的摩擦,测出的拉力偏小。
(6)[6]A.增大绳重,增大了额外功,有用功不变,根据
知有用功与总功的比值变小,机械效率变小,故A不符合题意;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,根据
知,有用功与总功的比值变大,机械效率大,故B符合题意;
C.结合本实验,若物体上升的速度为v,则拉绳的速度为3v,由
可知机械效率与物体提升的速度无关,故C不符合题意。
故选B。
11. 平衡 右 右 杠杆在水平位置平衡 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 6 不能 变大 动力×动力臂=阻力×阻力臂 4 3
【详解】(1)[1]当物体处于平衡状态时,总保持静止或匀速运动状态不变,所以杠杆静止时运动状态没有改变,所以处于平衡状态。
[2][3][4][5]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母要向上翘的右端移动,可以向右调节左端的平衡螺母,也可以向右调节右端的平衡螺母,或者同时向右调节调左右两端平衡螺母,才能使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆的重心在支点上,可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[6]设杠杆每个格的长度为,每个钩码的重力为,根据杠杆的平衡条件可得
解得,需挂个钩码。
[7]若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧的力与力臂的乘积为
右侧的力与力臂的乘积为
因为
杠杆不能平衡,右端下降。
(3)[8]保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力F将变大。
[9]分析实验数据后可知,杠杆左侧的力与力臂的乘积等于右侧的力与力臂的乘积,所以杠杆的平衡条件为
动力×动力臂=阻力×阻力臂
(4)[10]当弹簧测力计在C点斜向上拉与水平方向成角杠杆,由数学知识,拉力F的力臂大小为
[11]根据杠杆的平衡条件可得
弹簧测力计示数大小为
12. 右 水平平衡 力臂大小 不合理 一次实验得出结论具有偶然性 实验结果受杠杆自重的影响
【详解】(1)[1][2][3]如图1所示,杠杆处于静止状态,此时左端下沉,即左端更重,应该将平衡螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡。而当杠杆在水平位置平衡时,支点到悬挂点的距离就是力臂,所以这样做的目的是便于测量力臂。
(2)[4][5][6]设杠杆上每一小格的长度为L,每个钩码的重力为G,则有
即得出杠杆的平衡条件为:,他得到该结论是不合理的,因为一次实验得出结论具有偶然性,不具有普遍性。
(3)[7]图3中,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身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,测出的拉力的大小与杠杆平衡条件都不符。
13. 便于测力臂,同时消除自重对实验的影响 右 4 左 0.1 大于 见解析
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态是指静止状态或匀速转动状态,杠杆在水平位置平衡,是为了杠杆的重心在支点上消除自重对实验的影响;且支点到两侧力的悬挂点的距离为力臂,便于力臂的测量。
[2]由图甲可知,杠杆右端上翘,故应将螺母向右移动。
(2)[3]设杠杆上一个小格的长度l,由杠杆平衡条件可知,B处的作用力
所以为了杠杆在水平位置再次平衡,需要在B处悬挂4个钩码。
[4]小明把左右两边的钩码同时向支点移动相同的距离,由杠杆平衡条件可知
所以放手后杠杆的右端会上翘,左端会下沉。
(3)[5]由表格数据可知,在1、2、4次实验中,动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积相等,即杠杆的平衡条件是。
[6]由杠杆平衡条件可知,第3次实验中动力臂
(4)[7][8]杠杆左侧的力和力臂的大小不变,由图丙可知,弹簧测力计向右倾斜,则杠杆右侧的力臂会减小,由杠杆平衡条件可知,当杠杆平衡时,右侧力的大小会增大,即弹簧测力计的示数大于2N。
14. 是 右 便于测量力臂 三次实验中,动力和阻力的大小均相等 见解析
【详解】(1)[1]杠杆静止,说明杠杆受力平衡,所以杠杆处于平衡状态。
(2)[2][3]图中杠杆左端下沉,说明左侧偏重,由杠杆平衡原理可知,应将平衡螺母向右调,使杠杆在水平位置平衡,此时拉力与杠杆相垂直,力臂的长度可以从杠杆上直接读出。
(3)[4]由表中数据可知,三次实验中,每一次实验的动力与阻力大小分别是相同的,实验结果具有偶然性。
(4)[5]测量过程中,弹簧测力计都是倒置、倾斜使用的,很可能忘记了校零,所以导致每次所测得的拉力的大小和通过课本上的“杠杆平衡条件”计算所得的结果均不太一致。
15. 使用同一动滑轮提起物体,物体的重力越大,拉力越大 2、5或3、6或4、8、9 动滑轮重力 拉力与提起的物体重力 只研究了大于的情况,没研究小于等于的情况
【详解】(1)[1]由表一、表二或表三中数据可知,动滑轮的重力相同,被提升的物重不同,且提升的物体重力G物越大,拉力F越大,可得出的初步结论是:使用同一动滑轮提起物体,物体的重力越大,拉力越大。
(2)[2][3]由序号2、5的数据可知,提升的物体重力相同时,动滑轮重力不同,拉力不同,物体的重力G物相同,滑轮的重力G滑轮越大,所需竖直向上的拉力F越大,选择实验序号3、6或4、8、9的实验数据也可以得出这样的结论。
(3)[4]分析表中每一次实验的拉力与提起的物体重力的关系:
F<G物
所以得出结论:使用动滑轮沿竖直方向缓慢提起重物,可以省力。
(4)[5]小李只研究了G物大于G滑轮的情况,没研究G物小于等于G滑轮的情况,所以不具有普遍性。
答案第1页,共2页
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