第六章力和机械实验题--2024-2025学年沪粤版（2024）物理八年级下册

第六章力和机械实验题 1．小梦同学做了一个实验，来验证力的三要素对力的作用效果的影响。如图所示，用一个弹性较好的钢片固定在桌边，在钢片上用细线挂钩码（钩码规格相同），通过钢片受力而发生的形变来研究问题。 (1)通过甲和丙中钢片的形变程度，可以得出结论：力的作用效果与力的 有关； (2)通过比较甲和 中钢片的形变程度，可以得出结论：力的作用效果与力的作用点有关； (3)通过比较 和丁，可以得出结论：力的作用效果与力的方向有关； (4)本实验中，小梦采用的研究方法叫做 法和转换法。 2．用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系。如图甲所示，A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端，R1和R2是固定在细绳上的两个标识。现将A端固定，用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉，R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的示数如图乙、丙、丁所示。已知细绳始终处于弹性限度内。 (1)据图甲可知弹性细绳原长为 cm；图乙中弹簧测力计的示数为 N。 (2)分析实验数据可知，在弹性限度内，弹性细绳是 （选填“均匀”或“不均匀”）伸长的；伸长量与所受拉力 （选填“成正比”或“不成正比”）。 3．高空抛物被称之为“悬在城市上空的痛”，其强大的打击力对人们的生命安全构成了严重威胁。为了探究“高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关”。小峰提出了下列猜想： 猜想一：打击力的大小与物体的高度有关； 猜想二：打击力的大小与物体的质量有关。 为了验证猜想，准备的器材有：一个足球和一个篮球（如图甲所示）、三张面积足够大的白纸和印纸（注：印纸受到力的挤压后会在下方的白纸上留下印迹）、一台电子秤。 (1)实验中用足球或篮球模拟高空抛下的物体，通过观察物体落在白纸上印迹的 来反映其对地面打击力的大小，印迹的产生说明力可以改变物体的 。 (2)为了验证猜想一，小峰设计实验：a．将印纸叠放在白纸上平放于水平地面，将足球从印纸正上方的高度静止释放，足球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹1”，如图乙所示；b．换用新的白纸和印纸，将足球从印纸正上方的（）高度静止释放，足球在白纸上留下“印迹2”，如图乙所示。对比“印迹1”和“印迹2”可以得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面打击力越 。 (3)为了验证猜想二。小峰换用新的白纸和印纸，将篮球（）从印纸正上方的高度静止释放，篮球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹3”，如图乙所示。他通过比较“印迹1”和“印迹3”得出结论；同一高度静止释放的物体，质量越大，对地面打击力越大。你认为小峰通过上述实验过程得出的结论可信吗？ （选填“可信”或“不可信”）。理由是 。 (4)根据“印迹1”和“印迹3”，借助电子秤的示数，请你写出如何比较上述实验中足球和篮球对地面打击力和大小的方法： 。 4．小明在做实验时，关于弹簧测力计他思考了几个问题，请帮他解答。 (1)如图甲所示的弹簧测力计，使用前，要先 ，若直接使用它测量力的大小，则测出的结果如图乙则此数值比实际值偏 （选填“大”或“小”）。 (2)如图丙所示的圆筒测力计，刚好第三个黑圆环被完全拉出，且知每个色环刻度值为0.5N，则手对挂钩的拉力为 N。 (3)如图丁是用弹簧测力计测拉力时的情景，使用它存在的错误是： 。 5．大量的生活经验告诉我们“质量越大的物体所受的重力越大”，小明只利用一根弹簧、一把刻度尺以及若干等质量的钩码来设计实验验证上述的说法。 小明设计的实验步骤： 步骤一：将弹簧固定于铁架台，在另一端下挂一个钩码并用刻度尺测量出弹簧总长度记为l1； 步骤二：再将2个3个钩码分别挂在弹簧上，并用刻度尺测量弹簧总长度记为l2、l3。 (1)请你根据小明设计的实验步骤说出该方案的设计依据 ； (2)该实验的判断方法 ； (3)器材选取：一把量程仅为15厘米的刻度尺，若干个100g的钩码，三根已做测试的弹簧。（测试：把弹簧挂在铁架台上，测出弹簧原长l0，把3个100g的钩码挂在弹簧下端，测出弹簧总长为l）测试结果如表3。请你选择一根最合适的弹簧做实验，你选的是弹簧 （选填“甲”、“乙”、“丙”），说明不选其他两根的理由： 。 表3： 弹簧代号 甲 乙 丙 原长l0/cm 4.00 4.00 4.00 挂3个钩码的总长l/cm. 12.00 16.00 12.00 取下钩码能否恢复原状 不能 能 能 6．在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸（如图甲），随机提供绿豆、红豆或黄豆一包（每组只有一种豆类），利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。（已知 ρ 绿豆> ρ黄豆） (1)分析图像是一条经过原点的直线，说明 ； (2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后，观察绘制的图像， 图线可能是图乙中的 （选填字母），以此判断重力与物质种类的关系； (3)经过一段时间的学习后，老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。已知秤钩下的容器重G=0.8N，容积V=100mL，在容器中加满待测液体，就可以直接“称”出该液体的密度： ①密度为“0”的刻度应标在 N的刻度上； ②酒精的密度应标在哪一刻度上？（该小题在答卷上写出解题过程）（ρ酒精=0.8×103kg/m3） ③理论上，此“密度秤”的能测量的最大密度是 g/cm3； ④该“密度秤”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体；如果使用原来的弹簧测力计，可以通过 提高该密度秤的精确度。 7．在探究重力大小和质量关系的实验中，实验的数据如下表： 实验次数 质量m/kg 重力G/H 重力和质量比值g/N/kg 1 0.1 0.98 9.8 2 0.2 1.96 9.8 3 0.3 2.94 9.8 4 0.4 3.92 9.8 (1)实验更换不同的质量，多次实验的目的是 ； (2)由实验得到重力和质量是 关系； (3)根据实验数据在坐标系中画出重力和质量关系图象 ； (4)请写出一条正确使用弹簧测力计要求 。 8．如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。铜块和木块的大小和形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。 (1)图甲中弹簧测力计的示数是 N； (2)比较甲、乙两图，可得到的结论是 ； (3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使 相同。 9．在测定滑动摩擦力的活动中，有同学设计了如下改进方案：将木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，水平拉动木板，如图所示。 (1)实验时 （选填“必须”或“不必”）拉动木板做匀速直线运动； (2)若F=8N时，木板恰好被匀速拉动，木块静止不动，此时弹簧测力计的示数为6N，则木块 （选填“有”或“没有”）受到的摩擦力； (3)若拉力F增大至20N，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 10．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，同学们猜想影响滑动摩擦力的因素可能与压力、接触面的粗糙程度、接触面积等有关。某小组设计了如图-1所示的实验装置进行探究。 实验序号 压力F压/N 接触面 接触面积S/cm2 弹簧测力计示数F/N 1 2 木板面 0.4 0.8 2 2 粗毛巾 0.4 1.0 3 4 木板面 0.4 1.6 4 4 木板面 0.2 1.6 (1)实验过程中，用弹簧测力计拉着物块在水平方向做 运动，此时滑动摩擦力的大小 （选填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计的示数； (2)比较表中1、2两次实验，是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系；比较表中 （填序号）两次实验，可以探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关；分析表中数据可知，滑动摩擦力的大小与接触面积 （选填“有关”或“无关”）； (3)比较表中1、3两次实验，可以得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时， 越大，滑动摩擦力越大； (4)另一小组用如图-2所示的实验装置进行试验，发现实验更容易操作，这是因为 。 11．小文同学在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，进行了如下的改进。如图甲所示，长、宽、高均不相同的长方体木块，上表面比下表面更为粗糙，放在由电机驱动的水平传送带上，通过水平细绳，绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。 (1)电机顺时针匀速转动，木块所受摩擦力的方向为水平向 。（选填“左”或“右”） (2)若某次实验中，弹簧测力计的示数如图乙所示，则木块所受摩擦力的大小为 N。 (3)先后用上、下表面贴放在传送带上，在木块上放不同质量的砝码进行实验，绘制出摩擦力与压力之间的关系图像如图丙所示。由图像可知，滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关，还与 有关；当较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图像应为 （选填图像编号）。 (4)本实验采用传送带的好处是 （答出一条即可）。 12．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，小明用完全相同的木块分别做了如图所示实验。 (1)实验中应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块做 运动，依据 的原理，此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数； (2)比较 两图的实验说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关；比较乙、丙两图中的测力计示数，可得出结论： ，利用此结论可知，如果要在拔河比赛中获胜，应该选用如图中的 （填字母）类型的鞋； (3)比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，他的结论是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 13．小明用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，其中杠杆的刻度均匀，每小格为5cm，每个钩码的重力均为0.5N。 (1)如图甲所示，安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明一开始杠杆的 （选填“左”或“右”）端翘起。杠杆水平平衡后，在实验过程中 （选填“能”或“不能”）再次调节两侧的平衡螺母。 (2)如图乙所示，小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了3次实验，杠杆水平平衡时记录的数据如表。实验中使杠杆水平平衡是为了便于测量 。分析表格中的实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是 （用表格中的物理量符号表示）。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 0.20 2.0 0.10 2 2.0 0.15 2.0 0.15 3 3.0 0.20 6.0 0.10 (3)如图丙所示，在杠杆的左端A点处挂4个钩码，而在杠杆的右端B点处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数 N；；当弹簧测力计由图丙中位置逐渐旋转至虚线位置时，杠杆始终处于水平位置平衡，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 14．同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲．一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。 (1)图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。 为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 （选填“变小”“不变”或“变大”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，与A处相比， 的距离不变； ③由此初步判断 的观点是正确的； (2)明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。 实验次数 动力 a 阻力 阻力臂 …… …… …… …… …… ①表格中a处应填写的内容是 ； ②若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆 端下沉； (3)交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升，原因是 。 15．小红手头有一把质量分布不均匀（重心不在中点处）的刻度尺（如图1），利用所学杠杆知识，设计了一种测刻度尺质量的方法。器材：铅笔、5角硬币（质量为5g），设计方案如下： （1）把圆柱形铅笔放在刻度尺与桌面之间，保持铅笔与刻度尺垂直，如图2，调整刻度尺的位置，使刻度尺保持水平平衡。记下该位置的刻度为6cm，则该位置就是刻度尺的 ； （2）将5角硬币放在刻度尺最左端（硬币重心在刻度尺的0刻度点），如图3，重新调整刻度尺的位置，使刻度尺再次保持水平平衡，记下此时刻度尺与铅笔的接触点为2cm； （3）根据以上数据，算出刻度尺的质量为 g； （4）多次改变硬币的 ，使杠杆再次平衡，多次测量后求出平均值。 16．同学们用如图所示装置，探究“杠杆的平衡条件”。 (1)杠杆在如图1的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的，为了使杠杆在水平位置平衡，应向 （选填“左”或“右”）调节螺母； (2)如图2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，使杠杆在水平位置平衡；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，则杠杆 （选“顺时针”或“逆时针”）转动； (3)若在图2中B点改用弹簧测力计拉，弹簧测力计应该 （选填“正挂”或“倒挂”）在杠杆上，若操作反了，会导致测量值比真实值偏 （选填“大”或“小”）些； (4)保持A点钩码数量和力臂不变，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的关系图象，如图3所示．请根据图象推算，当F1为2N时，L1为 cm。 17．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中，小霞用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据如下表所示。 序号 动滑轮重/N 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率/% 1 0.3 1 0.3 0.70 0.6 71.4 2 0.3 2 0.3 0.6 3 0.3 4 0.3 2.4 0.6 83.3 4 0.3 4 0.2 2.4 (1)实验时，小霞应竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 N，提升重物所做的有用功为 J，动滑轮的机械效率为 %； (3)分析表中数据可知：用同一动滑轮匀速提升重物，在物重增加时，拉力所做的额外功占总功的比值将 。第4次实验中，减小物体提升的高度，动滑轮的机械效率 （本题两空均选填“减小”、“不变”或“增大”） (4)另一位同学也用该装置提升重4N的钩码，测量相关数据后算得动滑轮的机械效率为90.9%，与表中小霞算得的83.3%有较大差别，则造成上述较大差别的原因可能是该同学在实验操作中___________（单选）。 A．提升的高度比小霞实验时的大的多 B．弹簧测力计静止时读出拉力大小 C．拉着弹簧测力计向上加速运动 D．拉力方向与弹簧测力计轴线方向不一致 18．测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率 1 1.0 5 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% (1)实验过程中，应级慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动；第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N； (2)第2次实验时该滑轮组的机械效率为 ； (3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物趁重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）：分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）； (4)结合生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是__________。 A．增大绳重 B．减轻动滑轮重 C．改变绳子的绕法 D．加快物体提升的速度 19．如图所示，这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如下表所示，请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 拉力方向 甲 1 0.2 1.0 0.2 向上 乙 1 0.2 1.1 0.2 向下 丙 1 0.2 0.7 0.4 向上 (1)分析甲、乙两次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离， （选填“能”或“不能”）改变力的方向；用图乙装置进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）； (2)分析丙实验的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 。 20．小明想用传感器来探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。在老师的指导下，他设计了如下图所示的实验装置，铜块放置在质量可忽略不计的硬纸板上，上方通过定滑轮与沙桶连接，右侧连接拉力传感器；硬纸板下方放置压力传感器，两个传感器连接计算机，用力向左水平拉动硬纸板，可在计算机软件中直接得到两个传感器的读数。 (1)实验装置中，定滑轮的作用是 ； (2)铜块在竖直方向受到 个力的作用，向沙桶中逐渐倒入沙子，压力传感器的读数会逐渐 （选填“变大”或“变小”）； (3)铜块在水平方向受到 个力的作用，因铜块始终保持静止，拉力传感器的读数大小 铜块所受到的滑动摩擦力大小。因此本试验过程中 （选填“需要”或“不需要”）匀速拉动硬纸板。 学科网（北京）股份有限公司 《第六章力和机械实验题》参考答案 1．(1)大小 (2)乙 (3)甲 (4)控制变量 2．(1) 3.00 1.6 (2) 均匀 成正比 3．(1) 大小 形状 (2)大 (3) 不可信 没有控制球的弹性相同 (4)见解析 4．(1) 调零 大 (2)2.5 (3)拉力方向与弹簧测力计轴线方向不一致 5．(1)弹簧受到的力不同，伸长量不同 (2)弹簧的伸长量 (3) 乙 甲弹簧不能恢复原状，丙弹簧的形变程度比乙弹簧小 6．(1)重力与质量成正比 (2)C (3) 0.8 1.6 4.2 0.2 增大桶的容积 7．(1)避免偶然性，使结论更具普遍性 (2)正比 (3) (4)使用前，要检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上 8．(1)2.2 (2)在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 (3)压力 9．(1)不必 (2)有 (3)不变 10．(1) 匀速直线 等于 (2) 接触面粗糙程度 3、4 无关 (3)压力 (4)木板不需要做匀速直线运动 11．(1)右 (2)1.2 (3) 接触面粗糙程度 ① (4)弹簧测力计位置固定，示数更稳定，更有利用读数，可以较为准确的测出摩擦力大小。 12．(1) 匀速直线 二力平衡 (2) 甲、乙 压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 A (3) 错误 未控制压力相同 13．(1) 左 不能 (2) 力臂 (3) 3 变大 14．(1) 不变 支点到力的作用线 小明 (2) 动力臂 左 (3)此端力和力臂的乘积变小 15．(1)重心 (2)2.5 (3)位置 16．(1) 是 右 (2) 6 顺时针 (3) 倒挂 小 (4)15 17．(1)匀速 (2) 1.3 0.6 76.9 (3) 减小 不变 (4)C 18．(1) 匀速直线 0.6 (2)62.5% (3) 高 无关 (4)B 19．(1) 不能 能 不变 (2)见解析 20．(1)改变力的方向 (2) 3 变小 (3) 2 等于 不需要 学科网（北京）股份有限公司 $$