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.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 ( 选填“平衡”或“非平衡”) 状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”) 侧调节;
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆 (选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”);
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 ;
(4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立? 于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码向下的拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1l1总是大于 ,其原因可能是 ;
(5)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”) 杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例: 。
2.如图(a)所示的实验装置可以探究杠杆受多个力时的平衡条件。在已调节好的杠杆两端挂上不同数量的钩码,并适当移动钩码的位置,使杠杆水平平衡,记下钩码的数量和位置。通过改变钩码的数量和位置,按照同样的方法再做两次,将实验得到的数据填在表中。表中数据是以一个钩码的重力为力的单位,以杠杆的每小格为长度的单位。
实验次数
动力F1
动力臂l1
阻力F2
阻力臂l2
阻力F3
阻力臂l3
1
1
5
1
1
2
2
2
2
6
1
2
2
5
3
3
7
1
5
4
4
(1)若实验开始前杠杆右端低左端高,需要将 向 调节使杠杆水平平衡,分析表中的数据,可得杠杆的平衡条件是 ;(填写关系式)
(2)在农村还广泛使用的杆秤就利用了上述原理。图(b)是一根杆秤的示意图。小明用刻度尺测量杆秤上的主要刻度的示数m到提扭O的距离x,并做出m-x关系图像,如图(c)所示。接着用刻度尺测量挂钩到提扭O的距离l为5厘米。由上述条件可知,该杆秤自身的重心在O点的 侧。设杆秤质量为m0,重心到提扭的距离l0,秤砣质量为M。则当杆秤平衡时,m0、l0、M、x、m和l之间满足关系式: 。根据上述关系式,代入图(c)中的数据后可知该秤砣的质量M为 千克。
3.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:
次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
第1次
2
5
1
15
66.7%
第2次
4
5
1.7
15
\
第3次
6
5
\
15
83.3%
(1)在实验操作中应该使钩码竖直 上升;
(2)进行第2次测量时滑轮组的有用功 ,总功 ,械效率约为 (保留一位小数);
(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,滑轮组做的有用功是 J;
(4)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与 有关。
4.天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件,小明同学利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材进行了如下探究。
(1)实验前杠杆状态如图甲所示,应当向 调节平衡螺母使杠杆呈水平状态,其目的是 ;
(2)如图乙所示,在A处挂4个钩码,则应在B处挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;保持B点钩码数量和力臂不变,当杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂l1和动力F1的数据绘制了l1-F1的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当l1为0.6m时,F1为 N;
(3)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,如图丁所示,此杆秤有两个提纽,使用它称量较重的物体时,常选用离秤钩较 (选填“近”或“远”)的提纽。
5.在探究杠杆的平衡条件实验中,所用的实验器材有:每小格等长的均质杠杆、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为的钩码。
(1)铁架台放置于水平桌面,为了便于测量力臂,要将如图甲杠杆调节在 位置平衡,此时应将平衡螺母适当往 (选填“左”或“右”)调。
(2)杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁,以左右两边钩码的重力分别为动力和阻力,对应的力臂为和,由此可得杠杆的平衡条件是 (选填“A”或“B”)。
A.
B.
(3)实验中进行多次实验的目的是 (选填“A”或“B”)。
A.取平均值减少误差
B.使实验结论具有普遍性
(4)将如图丁杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆 (选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”)。
(5)如图戊,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为 N;若将细绳转到虚线位置,仍要保持杠杆在水平位置平衡,则拉力F大小将 (选填“保持不变”、“减小”或“增大”)。
6.如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置,每只钩码重为0.5N,钩码个数若干,弹簧测力计量程为0~5N。
(1)图甲中,杠杆静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移。
(2)图乙中,小明实验时始终使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计竖直向下拉时其示数是 N,若将弹簧测力计斜向下拉,则其示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”),若钩码和测力计的位置保持不变,则在A点最多可挂 只钩码。
(3)小明用如图丙装置进行探究,发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件,其原因是 。
7.在“研究杠杆平衡条件”的探究活动中:
(1)实验前,发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 调节;
(2)实验中,应调节杠杆在水平位置平衡,这样做是为了 ;
(3)如表是小明实验的过程记录,请把表格中空缺部分补充完整。
次数
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1.96
0.04
3.92
0.02
2
0.49
0.06
0.98
0.03
3
2.45
0.03
1.47
(4)若某次操作出现如图甲所示情况,发现F1×OB与F2×OA两者并不相等,这是由于 ;
(5)小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉,结果杠杆转至竖直位置。如图乙所示,小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F,却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡。你认为原因是 ;
(6)他们认为(5)问中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不变,OA长为L,将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中,拉力F做功为 。(选填“A”、“B”或“C”)
A.0 B.FL C.
8.为探究滑轮组机械效率的影响因素,小华提出了以下几种猜想并使用相同的滑轮和钩码设计了如图所示的a、b、c、d四种实验装置。
猜想1:滑轮组的机械效率与动滑轮上承重的绳子段数有关,需用 两组装置进行实验;
猜想2:滑轮组的机械效率与悬挂物体的重力大小有关,需用 两组装置进行实验;
(1)验证猜想1和2时使用的物理研究方法叫做 法。小华对同一个猜想进行反复实验的目的是 ;
(2)除了小华提出的猜想,请你对如何提高滑轮组机械效率提出一条合理的建议: 。
9.小明利用如图所示的实验装置“探究杠杆的平衡条件”,请你完成下列内容。
(1)杠杆未挂钩码前,在图1所示的位置静止时,此杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态:为使杠杆在水平位置平衡,可将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,此时调节杠杆在水平位置平衡是为了 ;
(2)多次实验并记录数据如下表,总结数据得出杠杆的平衡条件是: ;(用字母表示)
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
0.1
2
0.05
2
2
0.15
1.5
0.2
3
3
0.05
1.5
0.1
(3)第2次实验所挂钩码的个数和位置如图2所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 ;(选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”)
(4)如图3所示,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂为 cm;在测力计逐渐向右倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,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。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 时,拉力最小,大小为 N;
(3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂 。若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的 端将下沉。
11.如图是探究杠杆的平衡条件的装置。
(1)在杠杆上挂钩码前,调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持 并静止,达到平衡状态;
(2)该小组在实验中操作规范,由于不知道钩码的重力大小,记录的数据如下表所示。
实验次数
动力/钩码个数
动力臂
阻力/钩码个数
阻力臂
1
6
20
4
30
2
4
10
2
20
3
2
30
3
4
1
25
5
5
…
…
…
…
…
分析数据后,初步总结出杠杆的平衡条件:动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数。显然,钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件 (选填“有”或“没有”)影响。根据此结论,表中第3次实验数据的阻力臂为 cm;
(3)为明确钩码的重力大小,该小组找来天平测其质量。调整天平横梁平衡时,要先把游码移到标尺左端的 处。测量钩码质量,当天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图乙所示,则质量为 g,即可求出重力大小;
(4)杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图丙,当秤盘不放物品时,秤砣悬挂在0kg刻度线处杆秤刚好平衡(简称“调零”)。某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,导致杆秤不能调零,继续使用该杆秤,测量结果将 。该小组在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将 。(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)
12.“探究杠杆的平衡条件”的实验中;
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 平衡状态(是/不是),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调,此时调节杠杆水平位置平衡的目的是 ;
(2)如图乙所示,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;
(3)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(不考虑杠杆重心位置的变化),如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (变大/变小/不变);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点 (顺时针/逆时针)方向转动一个小角度;
(5)如图丁,用支点使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,其重力分别为GA、GB,由杠杆原理可知GA GB(大于/小于/等于)。
13.利用手边材质均匀的刻度尺和长方体橡皮可以做小实验:
(1)甲图中,橡皮的长度为 cm;
(2)乙图中,用力越大,刻度尺形变越大,说明力的作用效果与力的 有关;
(3)丙图中,刻度尺的中间位置紧贴桌子边缘,将橡皮放在刻度尺上,其右端与桌子边缘齐平。若橡皮的质量为m1,刻度尺的质量为m2,橡皮的长为l,当水平向右缓慢推动刻度尺的距离超过 (用m1、m2、l表示)时,刻度尺会翻倒。
14.图是小强“探究杠杆的平衡条件”的实验示意图.
(1)实验前,小强发现杠杆的位置如图甲所示,则接下来应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在水平位置平衡.实验过程中,每次实验时都应使杠杆重新在水平位置平衡,其目的是 .
(2)小强记录的实验数据如下表.图乙中,阻力臂为 cm.
(3)分析表中数据可得出杠杆的平衡条件为 (用、、、表示).
次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1.0
0.5
16.0
2
1.5
10.0
1.5
10.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
(4)第3次实验的杠杆类型是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,请列举一个生活中这类杠杆的实例 .
(5)如图丙所示,小强用始终与杠杆垂直的力F将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,这个过程中力F的大小将_________.(选填字母序号)
A.不变 B.变小 C.变大
15.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据如表所示。
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
1
0.2
1
0.2
乙
1
0.2
1
0.2
丙
1
0.2
0.55
0.4
(1)比较甲、乙两图及实验数据,可得到的初步结论是:使用定滑轮 ;
(2)比较甲、丙两图及实验数据,可得到的初步结论是: ;
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可得到的初步结论是:使用动滑轮可以省 ;但费 ;
(4)如果要得到正确的结论,还必须进行多次测量,目的是
A.从三次实验中选取最准确的数据
B.三次测量取平均值,减小误差
C.从特殊现象中得到普遍规律
D.利用控制变量法
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. 平衡 左 左端下沉 寻找普遍规律 2.3 杠杆自重对杠杆平衡有影响 费力 见解析
【详解】(1)[1][2]杠杆在图甲所示的位置静止,只要杠杆处于静止或者匀速转动时均为平衡状态;如图所示,右端下沉,右边重,需要将平衡螺母向左调节。
(2)[3]图乙是一个平衡的杠杆,阻力与阻力臂的乘积不变,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),则右侧悬线对杠杆的拉力变为斜向下,右侧拉力的力臂会变小,拉力不变,这时杠杆右侧拉力与力臂的乘积变小,小于左侧拉力与力臂的乘积,所以杠杆的左端下沉。
(3)[4]在探究过程中,进行多次实验的目的是寻找普遍规律。
(4)[5][6]如图丁所示,分度值为0.1N,故读数为2.3N;当杠杆水平平衡时,总是大于 ,原因是杠杆自重对杠杆平衡有影响。
(5)[7][8]图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,故此杠杆属于费力杠杆;生活中的钓鱼杆钓鱼时是费力杠杆。
2. 平衡螺母 左 F1l1=F2l2+F3l3 左 Mx=m0l0+ml 0.5
【详解】(1)[1][2]实验开始前杠杆右端低左端高,说明杠杆右端偏重,需要将平衡螺母向左调节使杠杆水平平衡。
[3]将数据中的各自的力和力臂相乘,结果如下表:
实验次数
动力F1
动力臂l1
F1 l1
阻力F2
阻力臂l2
F2 l2
阻力F3
阻力臂l3
F3 l3
1
1
5
5
1
1
1
2
2
4
2
2
6
12
1
2
2
2
5
10
3
3
7
21
1
5
5
4
4
16
分析表中的数据可知
F1l1≠F2l2≠F3l3
而是
F1l1=F2l2+F3l3
可得杠杆的平衡条件是
F1l1=F2l2+F3l3
(2)[4]当x=5cm时,m=0,此时杠杆平衡,而秤砣在O点右侧,所以此杆秤自身的重心在O点的左侧。
[5]根据杠杆平衡的条件
F1l1=F2l2+F3l3
则m0、l0、M、x、m和l之间满足关系式为
Mgx=m0gl0+mgl
即
Mx=m0l0+ml
[6]如图(c)所示,当m=0时,x=5cm,可得
M×5cm=m0l0
当m=1kg时,x=15cm,可得
M×15cm =m0l0+1kg×5cm
通过以上二式联立求得:M=0.5kg。
3. 匀速 0.2J 0.225J 78.4% 2.4 0.3 物体的重力
【详解】(1)[1]在实验中,为了方便读数,应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直匀速上升。
(2)[2]由表格数据可知,进行第2次测量时滑轮组的有用功
[3]总功
[4]机械效率
(3)[5][6]第3次测量时,滑轮做的有用功为
由可知,总功
弹簧测力计示数为
(4)[7]由实验数据可知,钩码上升的高度相同,所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的。钩码重力不断增大,机械效率不断提高,得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与物体的重力(或钩码重)有关。
4. 左 消除杠杆自重对实验的影响 3 0.5 近
【详解】(1)[1][2]如图中,杠杆右端下沉,说明右端杠杆的重心向右偏,应向左调节平衡螺母,才能让杠杆在水平位置平衡,使杠杆在水平位置平衡可以消除杠杆自重对实验的影响,也有利于测量力臂。
(2)[3]设衡量上一格为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡的条件可得
GA×3L=GB×4L
即
4×G×3L=nG×4L
解得n=3。
[4]由图像可知,动力F1为1N时,l1为0.3m,则根据杠杆平衡条件,力与力臂的乘积是一定,因此当l1为0.6m时,F1为
(3)[5]由图可知,提纽是杆秤的支点,假设称量的重物对杆秤的力为阻力,当提纽离秤钩较近时,阻力臂变小,如秤砣的悬挂位置不变,则动力不变,动力臂变长,根据杠杆的平衡原理可知,此时可以称量重物的重更大。
5. 水平 左 A B 左端下沉 1 增大
【详解】(1)[1][2]杠杆的位置如图甲所示,为了便于测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,此时杠杆的右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,故应将平衡螺母向左调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁所示,以两边钩码的重力分别为动力和阻力,对应的力臂为和,由此可得杠杆的平衡条件为
故选A。
(3)[4]经过本实验,通过分析得到的实验数据得出杠杆的平衡条件,所以实验中进行多次实验的目的是使实验结论具有普遍性。
故选B。
(4)[5]若一个钩码重G,每个小格长L,如图丁所示的杠杆两边钩码各撤掉1个,支点左侧
支点右侧
,所以此时杠杆左端下沉。
(5)[6]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为,根据杠杆的平衡条件可得
解得
[7]保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F向左倾斜时,此时F的力臂变短,阻力、阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件,拉力增大。
6. 平衡 左 2 增大 7 杠杆自身有重力
【详解】(1)[1][2]图甲中实验前没挂钩码时,杠杆处于静止的平衡状态;发现杠杆左端上翘,右端下沉,调节时应将平衡螺母向左移,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示,在刻度线A处挂两个钩码(每个钩码为0.5N),在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置时,根据杠杆的平衡条件
每个钩码为,每小格为L,则
[4]将弹簧测力计斜向左拉或将弹簧测力计斜向右拉,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位置平衡时,拉力增大。
[5]已知弹簧测力计的最大测量值是5N,若钩码和测力计的位置保持不变,根据杠杆的平衡条件,则在A点最多可挂
故最多可挂钩码的个数
故最多可挂个钩码;
(3)[6]利用如图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
7. 左 便于测量力臂 0.05 F2的力臂不等于OA 水平位置时动力臂为零,杠杆无法平衡 C
【详解】(1)[1]实验前,调节杠杆在水平位置平衡的方法是:左高向左调,右高向右调。现杠杆左端偏高,所以要将右端的平衡螺母向左调节。
(2)[2]杠杆在水平位置平衡时,由于钩码对杠杆的拉力方向竖直向下,力臂等于力的作用点到支点的距离,这样可以很方便的测出力臂。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2,第三次的阻力臂为
(4)[4]如图甲,阻力F2的方向斜向左下方,与水平位置的杠杆不垂直,阻力臂并不等于OA的长度,所以F1×OB与F2×OA两者不相等。
(5)[5]假如把杠杠拉到水平位置时,动力F的作用线过支点,此时动力臂为零,则动力与动力臂的乘积为零,杠杆不能平衡,所以无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡。
(6)[6]直角三角形30°角所对的边是斜边的一半,拉力F水平向右移动的距离为 ,所以拉力F做的功为
故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
8. ac ab 控制变量 寻求普遍规律,避免偶然性 减小滑轮与绳子之间的摩擦
【详解】[1][2]a、b两图中动滑轮承重绳子段数均为2段,c、d两图中动滑轮承重绳子段数均为3段,但a、c悬挂物为2个钩码,b、d悬挂物为3个钩码,所以a、c或b、d可用来研究滑轮组机械效率与动滑轮承重绳子段数的关系,a、b或c、d可用来研究滑轮组机械效率与悬挂物体重力大小的关系。
(1)[3][4]验证猜想1和2时使用的物理研究方法,这种研究方法控制了变量的单一性,为控制变量法。实验是为探究影响滑轮组机械效率的因素,总结规律,所以多次实验的目的是寻求普遍规律,避免偶然性。
(2)[5]可以提高滑轮组机械效率的方法:增大悬挂的物重,减小绳子与滑轮间摩擦即减小额外功,减小动滑轮的重力等。
9. 平衡 右 便于测量力臂 右端下沉 25 变大
【详解】(1)[1][2][3]如图1所示,杠杆处于静止状态,所以此时杠杆处于平衡状态;杠杆的右端上翘,说明右端轻,应平衡螺母向上翘的右端调节,给右端增重,使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆和力臂重合,便于测量力臂。
(2)[4]实分析表格中数据可知,杠杆平衡条件是。
(3)[5]若一个钩码重G,每一个小格长L,如图2所示,将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,则左侧
4G×2L=8GL
右侧
3G×3L=9GL
因为8GL<9GL所以杠杆不能平衡,右侧下降。
(4)[6]图3中,杠杆水平位置平衡,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂此时落在杠杆上,测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度,由于每一格的长度为5cm,共5个格,所以动力臂的长度为
l1=5cm×5=25cm
[7]在测力计逐渐向右倾斜到虚线位置的过程中,拉力的力臂变小,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件得到拉力变大,弹簧测力计示数变大。
10. 右 竖直向下 2 2:1 右
【详解】(1)[1]由图甲知,杠杆的左端下沉,应向右调节平衡螺母才能让杠杆在水平位置平衡。
(2)[2][3]在B处施加的动力方向竖直向下时,对应的动力臂最大。据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变时,动力臂最大,对应的动力最小。杠杆在水平位置平衡时,有
3×0.5N×4l=F1×3l
解得最小拉力
F1=2N
(3)[4]由图示知,左边对杠杆的作用力为2个硬币的重力,右边对杠杆的作用力为4个硬币的重力,设每个硬币的重力为G,则有
G1:G2=2G:4G=1:2
据杠杆的平衡条件有
l1:l2=G2:G1=2:1
[5]在两边同时取走一枚硬币,则左边和右边分别是
(2G-G)×l1=G×l1=2Gl2
(4G-G)×l2=3Gl2
所以杠杆的右端下沉。
11. 水平 没有 20 0刻度 50.2 偏小 不受影响
【详解】(1)[1]为了便于测量力臂,在杠杆上挂钩码前,调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。
(2)[2]根据题意知道“动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数”,即
由数学知识知道,此结论也可以表述为,说明钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件没有影响。
[3]根据“动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数”知道,表中第3次实验数据的阻力臂
(3)[4]调节天平横梁平衡时,应先将游码调至标尺的0刻度线处,然后按“左偏右调”的方法调节。
[5]由图乙知道,砝码的总质量为50g,标尺的分度值为0.2g,游码示数为0.2g,则钩码的质量为
50g+0.2g=50.2g
(4)[6]由于某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,在测量时需要多放物品去不足缺口处的质量,所以,在不变时,测量结果偏小。
[7]该小组在秤盘底粘一块橡皮泥,则补足了因缺口而减小的秤盘的质量,所以使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将不变。
12. 是 左 便于测量力臂 1.5 不变 顺时针 大于
【详解】(1)[1][2][3]静止和匀速运动的物体都处于平衡状态,此时杠杆处于静止状态,所以杠杆是平衡状态;此时杠杆左端上翘,所以平衡螺母应该向左调,使杠杆在水平位置平衡,以便后期方便测量力臂。
(2)[4]设杠杆一格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得
F=1.5N
即测力计示数为1.5N。
(3)[5]由题意及丙图可得,动力臂和阻力臂都变小,但由三角形相似原理可得,动力臂与阻力臂的比值不变,而A点所挂钩码的重力也不变,由杠杆平衡条件可得,弹簧测力计的示数不变。
(4)[6]由上述分析可得,要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,则需要增大动力臂,由几何关系可知,当测力计拉力与杆垂直时,动力臂最大,故测力计要顺时针转动。
(5)[7]由题意可得,萝卜的力臂如下图所示:
由图可知,,结合杠杆平衡条件可得,。
13. 4.00 大小
【详解】(1)[1]由图甲可知,刻度尺的分度值是1mm,物体A的长度
l=7.90cm-3.90cm=4.00cm
(2)[2]用力越大,刻度尺形变越大,说明力的作用效果与力的大小有关。
(3)[3]当刻度尺刚刚没有翻倒时,则以桌子边缘为支点,由于橡皮和刻度尺的重心在物体的几何中心上, 则水平向右缓缓推动刻度尺的距离为刻度尺重力的力臂L2,橡皮重力的力臂
根据杠杆的平衡条件可得
G1L1=G2L2
即
解得
14.(1) 左 便于测量力臂
(2)8.0
(3)
(4) 费力 食品夹
(5)B
【详解】(1)[1]由图知杠杆右端下沉,右端重,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节。
[2]杆在水平位置平衡,这样力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
(2)由图乙可知,尺子的分度值为1cm,所以动力臂为8.0cm。
(3)由表中数据可知,每次实验中,动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积均相等,所以得出杠杆的平衡条件为。
(4)[1][2]第3次实验中,动力臂小于阻力臂,所以杠杆类型属于费力杠杆,生活中使用的食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
(5)从支点到动力作用线的距离为动力臂,F始终与杠杆垂直,则动力臂始终为F作用点到支点的距离,所以动力臂大小不变,阻力为绳子对杠杆竖直向下的拉力,阻力始终等于物块的重力,阻力大小不变,在转动过程中,阻力臂逐渐变小,由杠杆平衡条件可知,F的大小将变小,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
15. 不省力也不费力,可以改变力的方向 使用动滑轮能省力 省力 距离 C
【详解】(1)[1]比较甲、乙两图及实验数据可知,物体的重力与测力计示数相等,说明使用定滑轮不省力也不费力,可以改变力的方向。
(2)[2]比较甲、丙两图及实验数据,可知丙是动滑轮,提升相同物体时,动滑轮的力要小一些,可得到的初步结论是使用动滑轮能省力。
(3)[3][4]乙的距离为0.2m,丙中的距离为0.4m,故使用动滑轮省力,但要费距离。
(4)[5]为了得到普遍规律,使用中要进行多次测量,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
答案第1页,共2页
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