实验题(2)简单机械——2025年中考物理一轮复习题型
2025-01-24
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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.测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如表,请问答以下问题:
次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力
F/N
绳端移动的距离s/cm
机械效率
η
1
1.0
10
0.6
30
55.6%
2
1.5
10
0.8
30
3
2.0
10
1.0
30
66.7%
4
2.0
20
1.0
60
66.7%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速直线运动,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,滑轮组的机械效率是 ;
(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,重物重力越 。滑轮组的机械效率越高;
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
2.小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)调节杠杆在水平位置平衡的好处是既能消除杠杆自重对实验的影响,又能 ;
(2)如图甲,在杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个;在探究过程中,需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,小明 (选填“可以”或“不可以”)同时改变3个量进行探究测量;
(3)实验时,杠杆由图乙的位置缓慢转至图丙的位置时拉力始终竖直向上,弹簧秤的示数将 ;
(4)杆秤是利用杠杆平衡条件制成的测量工具,某杆秤的示意图如图丁所示,C处是秤钩,A、B位置各有一个提纽。若提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至D点,杆秤恰好水平平衡,那么以B为提纽时其零刻度线应该在 位置。若要提高称量的精确程度,应选用 处提纽。如果秤砣有缺损,则杆秤所示的质量值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)被测物的真实质量值。
3.在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1N的钩码。
(1)为便于测量力臂,要将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡,应将平衡螺母适当往 (选填“左”或“右”)调;
(2)杠杆调节好,进行了三次实验,实验如图乙、丙、丁所示,以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂为l1和l2,由此可得杠杆的平衡条件为: (用所给字母表示)。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
(3)如图丁所示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”);
(4)如图戊所示,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为 N;继续保持杠杆在水平位置平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
4.提高滑轮组的机械效率,能够更充分地发挥滑轮组的作用。于是物理小组成员打算通过测量滑轮组的机械效率,来探索提高滑轮组机械效率的方法。实验装置如图。(每个动滑轮重相同,忽略摩擦及绳重)
滑轮组
钩码重/N
钩码上升高度/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动距离/m
总功/J
机械效率η
a
1
0.1
0.1
0.4
0.3
0.12
83.3%
b
2
0.1
0.2
0.75
0.3
0.225
88.9%
c
2
0.1
0.2
0.6
(1)实验中应 拉动弹簧测力计;
(2)请你将小组成员设计的实验记录表及收集和处理的数据补充完整;
(3)比较a、b两组的机械效率,可知在使用同一滑轮组提升不同重物时,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越 ;
(4)通过比较b、c两组的机械效率,同学们知道了:若提升相同的重物,可采用 的方法来提高滑轮组的机械效率。
5.小明和同学们一起,研究“杠杆平衡,阻力和阻力臂的乘积不变时,动力跟动力臂的关系”的实验。探究过程中,在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下力F,保证杠杆处于平衡状态。记录的数据如下表所示。
实验
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
动力F/N
0.5
1.0
2.0
2.5
4.0
动力臂L/m
0.4
0.2
0.1
0.08
0.05
(1)请根据表中数据,画出动力F与动力臂倒数的图象 ;
(2)由图象可得出:杠杆平衡,阻力和阻力臂的乘积不变时,F与L成 比;
(3)根据杠杆平衡条件,可求出重力G的力臂是 m。
6.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,在如图1所示的位置静止时,此杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态:为了使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验时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”);
(3)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)。
7.某班同学利用杠杆做了以下的实验:
(1)探究杠杆的平衡条件。
①当杠杆静止在如图甲所示的位置时,杠杆处于 (填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,这样做的好处是 ,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
②小龙同学用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1l1≠F2l2,其原因是 。
(2)探究杠杆的机械效率。
如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点。(支点处摩擦忽略不计)
①小江将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η= 。(用物理量的符号表示)
②小江又将2个钩码从B点移到C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则弹簧测力计的示数将 F1,此次拉动弹簧测力计做的功将 第一次做的功。(均填“大于”、“等于”或“小于”)
8.图甲所示是某实验小组探究“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)图乙所示是一个平衡的杠杆,如果在杠杆两侧挂钩码处各加一个相同的钩码,杠杆将 (选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”);
(3)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?于是该小组利用图丙所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂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,此时弹簧测力计的示数为 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子的拉力为阻力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,F1 l1总是大于F2 l2,其原因可能是 对杠杆平衡有影响;
(4)图丙中弹箭测力计处在A点位置时,此时杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
9.“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)。
10.小明所在的科学小组发现生活中很多机械都是由多个简单机械组合而成,如图甲中的吊车车臂由杠杆与滑轮组组成。图乙中拧动的水龙头由斜面(螺旋)与 组成;
(1)科学小组设计制作了一个由动滑轮与杠杆组成的机械模型,如图丙所示。若OA: OB=2:5,提升重为8N的钩码竖直上升0.5 m, 在杠杆 A 端施加竖直向下的拉力F为25 N,则该模型的机械效率为 ;
(2)小华认为小明所在的科学小组设计的机械模型是由动滑轮和 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆组成,结构不合理,不能很好地达到使用机械的目的;
(3)为了更好地省力,小华重新设计了如图丁所示由动滑轮与斜面组合而成的机械模型,她打算探究:该机械模型的机械效率与哪些因素有关?
①小华提出了如下猜想:
猜想一:该机械模型的机械效率可能与被提升的物重有关。
猜想二:该机械模型的机械效率可能与动滑轮自重有关。
请你再帮她提出一个猜想三:该机械模型的机械效率可能与 有关;
②为了验证猜想一、二,小华进行了三次实验,分别测量了动滑轮重 Gm、被提升物重 Gw、斜面的高度h、绳自由端拉力 F、绳自由端移动的距离s, 并计算出每次的机械效率,记录数据在表格中:
实验
序号
动滑轮重
Ge/N
被提升物重
GA/N
斜面的高度
h/cm
绳自由端拉
力F/N
绳自由端移动
的距离s/cm
机械效率
1
0.2
2
6
0.8
20
75%
2
0.2
4
6
1.4
20
85.7%
3
0.4
2
6
0.9
20
66.7%
③小华通过上述实验数据,得出实验结论:由实验1、2可以得出:当动滑轮自重相同时,被提升的物重越大,该机械模型的机械效率 。由实验 可以得出:当被提升的物重相同时,动滑轮自重越大,该机械模型的机械效率越小;
④小明认为小华上述的实验结论不可靠,因为 。
11.同学们利用轻质杠杆探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆静止时如图甲所示,可将平衡螺母向左调节使其水平,这样做可以消除杠杆 的影响;在调节杠杆水平后,如图乙所示,A点挂2个钩码时,在B点挂 个钩码,仍可使其在水平位置平衡。
(2)用弹簧测力计代替钩码,如图丙所示,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆总在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力F与其力臂l₁的图像如图丁所示,图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积 (选填“相等”或“不等”),其原因是 。
(3)小马利用该杠杆改装成了一个杠杆液体密度计,该装置可测量小桶内液体的密度,如图戊所示,将容积为20mL的小桶挂在M点,调节平衡螺母使杠杆水平平衡,已知OM=OA=6cm,则杠杆密度计的“0刻度”线应在 (选填“O”或“A”)点,将待测液体倒满M点的小桶,在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时,杠杆刚好水平平衡,若重物质量为10g,ON=15cm,则N点位置应标注的密度刻度值是 。
12.如图是利用杠杆测石块密度实验。
(1)在实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于 状态(选填“平衡”或“不平衡”),为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 端调节,这样做的目的是 ,并消除 对实验的影响;
(2)在溢水杯中装满水,如图乙,将石块缓慢浸没水中,让溢出的水流入小桶A中,此时小桶A中水的体积 石块体积;
(3)将小石块从溢水杯中取出擦干,放入另一完全相同的小桶B内,并将装有水和小石块的A、B两个小桶分别挂在杠杆上,调节位置使其水平平衡,如图丙,此时小桶A、B距离支点O分别是13cm和5cm,若不考虑小桶重力,石块的密度值是 kg/m3,若考虑小桶重力,石块实际密度将比上述测量值 。
13.小明假期到济南南部山区游玩,在山谷中捡到一块奇异山石,他想测出这块石块的密度,想到了以下几种方法。
(1)利用托盘天平测量质量,量筒测量体积。利用公式 即可求出物质的密度;实验之前,他把游码归零,发现指针如甲图所示,他接下来的操作是 ;
小明把石块放在天平左盘,发现超出天平的最大称量,并且不能放入量筒。
(2)于是他想到第二种方法,可以用弹簧测力计悬挂石块,测出重力G,再浸没在水中,读出此时的示数F,即可求出此时的浮力 (用G,F表示),并能求出石块的体积= (用G,F,g,表示)。当用弹簧测力计悬挂时,发现也超出了弹簧测力计的量程;最后他设计了如乙图所示的实验装置;
(3)①先将杠杆调节水平平衡,目的是 ;然后在两侧各挂石块和弹簧测力计,已知,竖直拉动测力计使杠杆水平平衡,记录此时弹簧测力计示数为6N;则石块的质量 kg;
②将石块浸没于盛水的烧杯中,竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡,如丙图所示,记录此时弹簧测力计示数为3.5N;则石块受到的浮力 N;
③已知水的密度为,则石块的密度是 。
14.妈妈为小明买了一块浮板辅助练习游泳。小明认为妈妈买的浮板质量较大会导致承重不足,不能起到较好的保护作用。为验证自己的说法,小明设计了如下实验:
(1)测量浮板质量。找一根轻质均匀木棍、细绳质量忽略不计和一瓶标有“总重400g”字样的矿泉水(用m0表示),用如图1所示的方法进行测量;
①测量时,使木棍在 位置平衡,在图1中标出需要测量的2段长度 ,用卷尺量出其长度分别是l1和l2;
②则浮板的质量的表达式为 (用上述符号表示);
(2)测量浮板在水中的最大承重(单位用N表示)。小明将浮板放入装水的水盘中,接下来他找到了塑料桶和沙子等图2中及题中涉及器材。请你帮小明只利用上述器材完成实验,写出实验步骤 和要测量的量 (可画图说明,测量的量用符号表示)
15.如图所示,这是探究杠杆平衡条件的几个实验情景(杠杆自重不计)。
(1)实验开始,杠杆静止时如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,便于测量 ;
(2)如图乙所示,在调平的杠杆A点挂2个质量均为50g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个质量均为50g的钩码;
(3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,用弹簧测力计分别在C、D、E点沿竖直方向拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,在 点的拉力最小。
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. 0.6 62.5% 大 B
【详解】(1)[1]第1次实验时,如图所示,弹簧测力计示数分度值是0.1N,示数为0.6N。
(2)[2]第2次实验时,滑轮组的机械效率
(3)[3]分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组,钩码的重力不同,滑轮组的机械效率不同,可以得到使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(4)[4]A.增大绳重,增大了额外功,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,有用功与总功的比值变大,机械效率大,故B符合题意。
C.机械效率与物体提升的速度无关,加快物体提升的速度,滑轮组的机械效率不变,故C不符合题意。
故选B。
2. 便于测量力臂 4 可以 不变 D B 大于
【详解】(1)[1]调节杠杆在水平位置平衡,此时拉力的方向与杠杆垂直,支点到力的作用点的距离与力臂重合,便于在杠杆上直接读出力臂的大小。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件可得
即
所以应在杠杆右边B处挂同样钩码4个。
[3]在进行多次实验的过程中,小明可以同时改变3个量进行探究测量,从而使实验结论具有普遍性,避免偶然性。
(3)[4]杠杆由图乙的位置缓慢转至图丙的位置时因为拉力始终竖直向上,所以动力臂与阻力臂的比值是不变的,在阻力不变时,根据可知,动力是不变的。
(4)[5]提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至D点,杆秤恰好水平平衡,根据杠杆平衡条件可知,以B为提纽时其零刻度线应该在D点。
[6]若选用A处为提纽,与B处相比,秤砣的力臂变大,物体的力臂变小,根据杠杆平衡条件可得
即
同一刻度线对应的读数变大,因此选用B处为提纽时,测量更精确,但量程更小。
[7]如果秤砣有缺损,秤砣质量减小,根据可知,在物体的重力和物体的力臂不变时,秤砣的重力越小,力臂越大,所以测量结果会偏大。
3. 右 F1l1=F2l2 B 左端下沉 1 变大
【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]设杠杆每个小格的长度为l,由图乙、丙、丁有
2N×3l=1N×6l,2N×3l=3N×2l,3N×4l=2N×6l
所以得杠杆的平衡条件为:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即F1l1=F2l2。
[3]实验中,多次实验,能避免结论的偶然性,得到更具普遍性的结论,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[4]图丁中,杠杆两边的钩码各撤掉1个,则有
2N×4l>1N×6l
所以左端大于右端,左端下沉。
(4)[5]图戊中,细绳竖直向上拉时,杠杆水平平衡时,据杠杆平衡条件有
F×4l=2N×2l
解得,拉力
F=1N
[6]保持杠杆水平平衡,细绳转到虚线位置时,拉力对应的力臂变小,而钩码对杠杆的作用力及力臂不变,那么力F变大。
4. 匀速 0.4 0.24 83.3% 大 减少动滑轮个数
【详解】(1)[4]测量滑轮组的机械效率时,一定要匀速向上拉动。否则,弹簧测力计的示数不稳定,测量不准确。
(2)[1]由图c可知,绳子的段数为4段,绳子自由端移动距离
[2]拉力做的总功
[3]做的有用功
滑轮组的机械效率
(3)[5]比较a、b两组的机械效率可知,同一滑轮组提升重力不相同的物体,物体被提升的距离相等时,重力越大,滑轮组的机械效率越大。
(4)[6]通过比较b、c两组的机械效率可知,在提升重物相同时,动滑轮的个数越多,所做的额外功越多,滑轮组的机械效率越低,因此若提升相同的重物,可采用减少动滑轮个数的方法来提高滑轮组的机械效率。
5. 反 0.08
【详解】(1)[1]根据表格中的数据,在坐标纸上描出各点,然后用平滑的曲线连接起来,得到动力F与动力臂倒数L1的图象,如图所示:
(2)[2]由图象可知,动力F与动力臂倒数L1的乘积不变,即,所以F与L成反比。
(3)[3]由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得GLG=FL,代入数据可得
2.5N×LG=0.5N×0.4m
解得:LG=0.08m。
6. 平衡 右 右端下沉 25 变大
【详解】(1)[1][2]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,平衡螺母应向上翘的右端调节,使杠杆在水平位置平。
(2)[3]设一个钩码的重力为G,每一个小格长度为L,如图2所示,将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近-格,则杠杆左右两侧力和力臂的乘积
所以杠杆不能平衡,因右侧力和力臂的乘积大于左侧,所以右端下沉。
(3)[4]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
[5]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,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
7. 平衡 右 便于测量力臂,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 把l1当成了F1的力臂 大于 小于
【详解】(1)①[1][2][3]杠杆静止时,杠杆处于平衡状态;使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,杠杆重心通过支点,可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;图甲中,杠杆左端下沉,应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
②[4]图中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度l1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论。
(2)①[5]根据题意可知,有用功为
W有=Gh2=2mgh2
总功W总=F1h1,则机械效率的表达式为
②[6][7]钩码的悬挂点在B点时,由杠杆的平衡条件得
悬挂点移至C点时,由杠杆的平衡条件得
从图中可以看出,由OB到OC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大,有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功。
8. 平衡 左 顺时针转动 杠杆的自重 费力
【详解】(1)[1][2]挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于平衡状态;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左侧调节。
(2)[3]将图中乙的杠杆调节水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时增加一个相同的钩码,设每个钩码重G,每小格长L,根据杠杆的平衡条件知道,左边
4G×2L=8GL
右边
3G×3L=9GL
右边的乘积大于左边的乘积,杠杆右端下沉,左端上升,即沿顺时针方向转动。
(3)[4]由图丁知道,测力计的分度值为0.1N,此时弹簧测力计示数为2.3N;
[5]由图丁知道,支点在杠杆的左端,以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,因杠杆自身是受重力作用的,即杠杆的重力也是阻力(杠杆自重对杠杆平衡有影响),所以当杠杆水平平衡时,F1l1总是大于F2l2。
(4)[6]由图丁知道,测力计在A点位置时,此时
故该杠杆为费力杠杆。
9. 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,。
10. 杠杆 40% 费力 重物被提升高度 大 1、3 只进行一组实验就得出结论,导致实验结论存在偶然性
【详解】[1]由生活经验得,拧动的水龙头由斜面(螺旋)与杠杆组成。
(1)[2]由杠杆平衡条件得,滑轮对杠杆B点的拉力为
滑轮为动滑轮
该模型的机械效率为
(2)[3]机械模型的动力臂小于阻力臂,为费力力杠杆。
(3)[4]每次机械提升物体高度不一定相同,由此可以猜想该机械模型的机械效率可能与物 [5]由表格中1、2实验数据得,当动滑轮自重相同时,被提升的物重越大,该机械模型的机械效率大。
[6]由实验1、3的数据得,被提升的物重相同时,动滑轮自重越大,该机械模型的机械效率越小。
[7]只进行一组实验就得出结论,会导致实验结论存在偶然性,导致实验结论不具有普遍规律。
11. 自重 3 相等 根据杠杆的平衡条件可知,当阻力和阻力臂保持不变,则动力与动力臂的乘积不变 O 1.25
【详解】(1)[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,说明杠杆的重心在支点右侧,要使其在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向左调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是为了便于测量力臂和避免杠杆自重对实验造成的影响。
[2] 设一个钩码的重力为G,杠杆上的一个小格长度为l
由杠杆的平衡条件
可得:
解得:
即在B位置挂上3个钩码,杠杆可以在水平位置平衡。
(2)[3][4]根据题中所给条件,阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力和动力臂的乘积是一定的,因此图像中每个点与两坐标围成的矩形面积都不变。
(3)[5]将空小桶挂在M点时,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,当小桶内没有液体时,根据杠杆平衡条件可知,右侧挂上重物时杠杆不可能在水平位置平衡,只有重物在O点时杠杆才能在水平位置平衡,故密度计的“0刻度”在O点。
[6] 根据杠杆平衡条件可知,当杠杆处于水平平衡状态时
小桶内所装液体的重力为
整理可得
解得
12. 平衡 右 便于测量力臂 杠杆自重 等于 2.6×103 大
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止或匀速转动状态。此时杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。
[2]由图可知,杠杆的左边低,右边高。说明左侧偏重,应该将平衡螺母向右端调节。
[3][4]调节杠杆在水平位置平衡,此时杠杆的重心在支点上,杠杆自身重力的力臂为零;由于钩码的重力竖直向下,杠杆受到的力在竖直方向上,在水平位置平衡时,力臂刚好与杠杆重合,综上有两个好处:一是便于直接测量力臂,二是避免了杠杆自重对实验的影响。
(2)[5]由图可知,小石块进入水中,排出的水流进小桶,则小桶中水的体积等于石块的体积。
(3)[6]若不考虑小桶重力,由杠杆平衡条件可得
G水×LOA=G石×LOB
即
ρ水V水g LOA =ρ石V石g LOB
而
V水=V石
化简得
将数据带入上式,解得
ρ石=2.6×103kg/m3
[7]若考虑小桶重力,则由平衡条件可得
(G水+G)×LOA=(G石+G)×LOB
化简得
因为
LOA>LOB
所以小石块的实际密度将比上述测量值大。
13. 向左调节平衡螺母 便于测量力臂的大小 5
【详解】(1)[1]用天平测量质量,量筒测量体积,利用公式可求出物质的密度。
[2]由图甲可知指针偏右,说明右侧重,应向左调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)[3]称重法测浮力的大小,浮力为
[4]石块浸没在水中,石块的体积等于排开水的体积,石块的体积为
(3)[5]由于杠杆受力方向在竖直方向上,水平位置平衡时,杠杆所受力的力臂与杠杆重合,将杠杆在水平位置调节平衡,目的是便于测量力臂的大小。
[6]根据杠杆的平衡条件得
即
解得
则石块的质量为
[7]根据杠杆的平衡条件得
解得;石块受竖直向上的拉力,竖直向下重力和竖直向上浮力作用,则浮力为
[8]石块的体积为
石块的密度为
14. 水平 见解析 见解析
【详解】(1)①[1]轻质均匀木棍可看成一个杠杆,支点为O点,使木棍在水平位置平衡,用卷尺量出其长度分别是l1和l2。
②[2]根据杠杆平衡条件可得
即
因此浮板的质量为
(2)[3][4]根据题意,实验步骤如下:
①将浮板放入装水的水盘中,浮板漂浮在水面上,用卷尺测出此时水的深度h1。
②将水桶轻轻放在浮板上,并往桶里加细沙,当浮板恰好全部浸没在水中(水未溢出)时,用卷尺测出此时水的深度h2。
③用卷尺测出水盘的周长L。
结果分析如下:
水盘的横截面积为
水桶所受浮力的增加量为
其等于浮板在水中的最大承重,即
15. 左 力臂 3 C
【详解】(1)[1]实验开始,杠杆静止时如图甲所示,即右端下沉,可知杠杆的重心在支点右侧,此时应向左调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
[2]因重力的方向竖直向下,根据力臂的定义,此时力的作用点和支点的之间的距离即为力臂的大小,这样便于测量力臂大小。
(2)[3]设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,根据F1L1=F2L2可得
2G×3L=nG×2L
解n=3,所以在B处挂3个钩码。
(3)[4]杠杆的平衡条件F动L动=F阻L阻,因阻力和阻力臂一定,故当动力臂最长时,动力最小,即最省力。用弹簧测力计分别在C、D、E点沿竖直方向拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,在C点时,L动最大,所以拉力最小。
答案第1页,共2页
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