专题07 机械能与简单机械实验与作图专题(5大考点)-备战2024-2025学年八年级物理下学期期末真题分类汇编(广西专用)
2025-05-21
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内容正文:
专题07 机械能与简单机械实验与作图专题
【考点1 探究影响动能大小的因素实验】 1
【考点2 】 6
【考点3 测量滑轮组的机械效率的实验】 16
【考点4 】 18
【考点5 作图】 20
探究影响动能大小的因素实验
1.如图所示是“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验情景,让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,在水平面上推动木块滑行一段距离,通过比较木块滑行的距离可探究 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小与 的关系。
2.如图所示的实验中,小球的动能是通过木块被撞击的距离来反映的,这种研究问题的方法是 。小刚在实验时,先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为,接着他立即再次让同一小球从斜面h高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为,则: (选填“>”、“<”或“=”)。
3.图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置,在粗糙程度不同的平面上运动。请回答以下问题:
(1)设计图甲实验的目的是研究钢球动能的大小与 的关系;
(2)图甲实验是钢球通过木块被推动 的大小,说明钢球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小,推理得出:在理想情况下,运动的物体如果 ,将永远做匀速直线运动;
(3)若水平面绝对光滑,图甲实验 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
4.小明发现力学中有很多相似的实验,他找了如下器材:表面平整的长木板(带斜面)、刻度尺、小车、木块、毛巾、棉布、钩码。
(1)如图,小明在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车每次从斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滑下,发现水平表面越光滑,小车运动距离越长,推理得出:运动的物体如果不受力将做 运动;
(2)在十六世纪末,伽利略也进行过上述相关研究,如图是他实验和推理的示意图,其中属于推理的是 (选填“甲”或“乙”)图。牛顿在此基础上概括出一条重要的物理规律:一切物体在 的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态;
(3)在图丙的基础上,再增加木块,可进行“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验。让同一小车从斜面上 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滑下撞击木块,通过木块滑行距离判断动能的大小,可以探究动能的大小与 的关系。
5.“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让不同质量的钢球从斜槽某一高度滚下,将静止在水平面上的木块撞出一段距离,三次实验情境如图所示:
(1)甲乙丙三次实验都要让小球由 状态开始滚下,在钢球从斜槽滚下的过程中,钢球的重力势能主要转化为 能;
(2)比较 两次实验研究的是动能大小与质量的关系。实验表明,钢球质量越大,将木块撞得越远,对木块做功越 ,钢球的动能就越 。
6.近年来,渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生,引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害,通过电磁铁的控制,让质量分别为m1和m2(m1<m2)的小钢球从圆弧轨道的一定高度(h1<h2)由静止滚下,撞击水平面上的木块并将木块推动一段距离。
(1)分析甲、乙两图可知, (选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大;实验中小钢球的动能是通过 来反映;
(2)比较甲、乙两图可知,在 一定时,小钢球的 越大,动能越大;
(3)比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害。
7.在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,用质量不同的钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)本实验是通过 来反映 (选填“木块”或“钢球”)动能的大小;
(2)甲、乙两图实验中,让质量相同的钢球从斜面的不同高度处由静止滚下,可以探究钢球动能大小与 的关系;
(3)乙、丙两图实验中,让不同质量的钢球从斜面同一高度由静止滚下,是为了使两球达到水平面时具有相同的 ;如图丁所示是高速公路上的交通标志牌,对不同车型设定通过该路段的最高速度,由实验结论可知,大客车限速应是 km/h。
8.在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中,小明让钢球从斜面上某一高度处由静止滚下,撞击水平面上的同一木块,如图所示是三次实验的情景,其中hA>hB=hC,mA=mB<mC。
(1)实验中研究的是 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小,该实验通过 来判断动能大小;
(2)让小球从斜面的不同高度由静止滚下,目的是探究小球的动能大小与 的关系,实验中,需要控制小球的 相等;
(3)结合该实验,小明联想到许多交通事故中,造成安全隐患的因素与汽车“超载”和“超速”有关,为探究“超载”的安全隐患,应选择 两图的实验来进行比较。
9.如图所示,某小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球从斜面上滚下,其动能大小是通过 (选填“木块”或“小球”)移动的距离来反映的;
(2)分析比较甲、乙两次实验,可探究出的结论是: 相同的物体, 越大,动能越大;
(3)分析比较 两次实验,可得到物体的动能与质量有关;
(4)甲实验中将木块的初始位置向右移动一小段距离,若要小球撞击木块后,木块移动的距离s甲1和s甲相等,小球在斜面上的高度应该比原来 (选填“高”或“低”)。
10.如图是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置。让钢球从斜面上由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。
(1)该实验通过 来反映钢球动能的大小,这种实验方法叫做 法;
(2)让同一钢球从斜面不同高度由静止滚下,高度越大,钢球运动到水平面时的速度越 (选填“快”或“慢”),钢球的动能越 (选填“大”或“小”),该结论可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)带来的安全隐患。
11.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
(1)【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
(2)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;
(3)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。通过观察 来比较金属球的动能大小。这种研究方法是 ;
(4)【分析论证】通过比较甲、丙两次实验,可以探究物体的动能与 之间的关系;
(5)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
12.如图所示,甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题:
(1)甲实验的目的是探究钢球动能的大小与 的关系;实验时,是通过观察木块B移动的 ,从而判断钢球动能的大小,这种物理研究方法叫 (填“类比法”或“转换法”);
(2)进行乙实验时,每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的起始 相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受到 的大小。从而可以推理得出:如果运动的物体不受力,它将做 运动。
13.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验,将A、B、C三个小球先后从同一斜面高分别为hA、hB、hC的位置由静止滚下(mA=mB>mC,hA=hC>hB),推动木块运动一段距离后停止。不计空气阻力。
(1)该实验通过木块被小球撞击后移动的距离来判断安全隐患大少,该物理方法是 法;
(2)让小球从斜面的不同高度由静止滚下,目的是探究小球的动能大小与 的关系,实验中,需要控制小球的 相等(以上两空均选填“质量”或“速度”);
(3) 两图实验是用来研究超载安全隐患的,得到的结论是:速度相同时,车辆质量越大,隐患越大;
(4)若水平面绝对光滑,则 (选填“能”或“不能”)得出以上结论。
探究杠杆的平衡条件的实验
14.小红利用如图所示轻质的杠杆“探究杠杆平衡条件”实验:杠杆静止时如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;实验过程中,应调节使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 ;如图乙所示,在A点挂4个钩码,已知每个钩码重0.5N,应在B点挂 个钩码,仍可使杠杆在水平位置平衡。
15.林林学习了杠杆的平衡条件后,利用如图所示的装置对杠杆做了进一步研究。
(1)未挂钩码时,杠杆位置如图甲所示,为了使杠杆静止时处于水平位置,接下来的操作是将杠杆的平衡螺母向 选填“左”或“右”移动。
(2)挂上钩码后,也会让杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 。
(3)为了得出杠杆的平衡条件,林林记录了多组动力、动力臂和阻力、阻力臂,测多组数据的目的是 。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计拉杠杆的点,在弹簧测力计由位置1缓慢转至位置2的过程中,测力计示数变化情况是 。
16.小明同学探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,此时杠杆平衡吗?答: 。若要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的螺母向 (选填“左”或“右”)调节至平衡;杠杆平衡后,在整个实验过程 (选填“可以”或“不可以”)再旋动两侧的螺母;
(2)下列实验步骤中,正确的顺序是 ;
A.调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡
B.计算每次实验中F1L1和F2L2的大小,根据计算结果得出杠杆的平衡条件
C.改变钩码的个数和位置,重复实验
D.记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,将数据填入表格中
E、将钩码挂在杠杆的支点两边,先改变动力或动力臂的大小,然后调节阻力或阻力臂的大小
(3)调节杠杆水平平衡后,小明进行的三次实验如图乙、丙、丁所示,根据实验,他得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作用点的距离”与“阻力×支点到阻力作用点的距离”,你认为这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的。小明这样设计实验合理吗?答: ,原因是 。
17.图甲是某小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置图。实验器材包括有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等,O为杠杆的支点。
(1)实验前,应先调节杠杆在 位置平衡。这样做的目的除了可以消除杠杆自身的重力影响,还可以方便地测量或读出 的大小。调节时,若发现杠杆左端偏高,则应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动;
(2)在杠杆两边分别挂上数量不同的钩码,改变钩码数量和位置,使杠杆处于水平平衡状态,记录数据,总结可得杠杆的平衡条件:动力×动力臂= ×阻力臂;
(3)根据结论可知,要使图乙中的杠杆平衡,弹簧测力计的示数相当于 个钩码受到的重力;用弹簧测力计在B处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,若仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是 。
18.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,采用如图所示的装置。
(1)实验时应先调节 ,使杠杆在 位置平衡。这样做的好处是便于测量 ;
(2)若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀,每个钩码的重力都是0.5N,在A点挂4个钩码时,在B点应该挂 个钩码,杠杆才能恢复平衡;
(3)若A位置所挂钩码不变,取掉B位置的钩码,在C位置施加一个如上图所示的力F,则这个力的大小等于 N时,杠杆仍然保持平衡。
19.小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,小明发现杠杆如图甲所示左低右高,他要将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;在实验过程中,让杠杆在水平位置重新平衡后再记录数据,这样做的目的是:便于测量 ;
(2)接着,小明在杠杆两端挂上一定数量的钩码(每个钩码重0.5N),并移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,多次实验并把数据记录如下表:
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
2
10
3
2
15
3
10
分析以上实验数据可知杠杆的平衡条件为: 。本实验中,多次实验的目的是: (选填“减小误差”或“获得普遍性规律”)。小明在杠杆上的A点处挂2个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码;
(3)小明用弹簧测力计在C处竖直向上拉,如图丙所示,也使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数是 N(图中未标出);当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜,使杠杆仍然在水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.小明和小红利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆静止如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,可将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验过程中,在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,目的是为了方便 。多次实验并把数据记录在表格中。小明根据表中数据得出杠杆的平衡条件是 ;
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
(3)调节杠杆平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码;
(4)如图丙,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)探究杠杆的平衡条件后,小红利用杠杆测出了小石块的密度。步骤如下:
①如图丁(a),用细线将小石块拴好,把小石块和钩码分别挂在杠杆上,调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡,用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L和钩码悬挂处到支点的距离l;
②如图丁(b),将小石块浸没在水中,保持L不变,调节钩码的悬挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡,测出钩码悬挂处到支点的距离为,;
③小石块的密度 。()
21.如图所示,在探究“杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验前,杠杆左端下沉,如图甲,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在 位置平衡;
(2)调节钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示,阻力臂l2为 cm;多次实验的目的是 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
16.0
1.0
2
1.0
15.0
1.0
15.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
(3)分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为 (用F1、F2、l1、l2表示);第3次实验的杠杆类型属于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;
(4)如图丙,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中,F的大小将 。(填选项代码)
A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小
22.如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置(杠杆刻度均匀,每个钩码重0.5 N)。
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示。此时正确的操作是向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)接下来,如图乙所示,在A、B两处挂上钩码后,杠杆重新在水平位置平衡,若将A处的钩码拿掉一个,要使杠杆在水平位置再次平衡,则应将B 处所挂钩码向 (选填“左”或“右”)移动 个格;
(3)某同学用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”或“变小”),原因是 ;
(4)在实验中,小伟改变钩码的个数和位置进行多次实验,其目的是 (填字母序号);
A.多次测量取平均值,减小误差 B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(5)周末,小聪回到乡下姥姥家,接过姥姥肩膀上的担子,如图丁所示。假如前面的筐子重后面的筐子轻,在不考虑手臂帮扶的情况下,挑起担子时要使扁担处于水平平衡,你的建议是 。
23.如图所示是“研究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应将杠杆右端的平衡螺母向 端调节,使杠杆保持水平 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码(如图乙),移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,改变动力和动力臂大小,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。实验数据记录如下表
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.0
10
0.5
20
3
2.0
15
1.5
20
根据实验数据,可以初步得出杠杆的平衡条件为: ,本实验进行多次实验的目的是 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
(3)在杠杆左端A点处挂三个钩码(每个钩码重0.5N),在右端B点处用弹簧测力计竖直向下拉(如图丙),欲使杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数应为 N,如果保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大、变小”或“不变”);
(4)小海与小兰对实验过程进行交流,产生了一个新的问题:若支点不在杠杆的中点,并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力,会出现什么现象?于是他们共同进行了如图丁的探究,多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验,发现杠杆平衡时,F1l1都是大于F2l2,其原因可能是 。
24.在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验前,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。把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量 ;
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点处挂3个钩码,则应在B点处挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是 (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)战国时期的《墨经》中最早记述了秤的杠杆原理,如图丙,“权”“重”对应杠杆中的力,其中“重”表示被测量的物重,“标”“本”分别对应两个力的力臂。为了增大杆秤的量程,可采取的方法是 (写出一种即可)。
25.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,某同学记录了三次实验数据如下表:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2.0
0.04
4.0
0.02
2
1.0
0.02
0.5
0.01
3
2.5
0.03
1.5
0.05
(1)实验前,发现杠杆右端下沉,此时应该向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在 位置平衡,这样做的主要目的是: ;
(2)这三次实验数据中有一次是错误的,其中有错误数据的是第 次,由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是 (填写公式);
(3)如图甲所示,当在A处挂了3个钩码时,要使杠杆平衡,应在C处挂 个钩码;(每个钩码的质量均相等)
(4)若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点,如图乙所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为,若在A点斜向上拉,要求杠杆在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为,则 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
26.(1)小红利用如图所示轻质的杠杆“探究杠杆平衡条件”实验:
杠杆静止时如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;实验过程中,应调节使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 ;如图乙所示,在A点挂4个钩码,已知每个钩码重0.5N,应在B点挂 个钩码,仍可使杠杆在水平位置平衡;
(2)某同学在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,设计了如图所示的三次实验。甲、乙用的是相同的长木板,丙用的是与甲、乙材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。
实验时,水平匀速拉动木块,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。分析比较 两次实验,可以得出的结论是:接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
27.如图为小林“探究杠杆的平衡条件”的实验装置,使用的钩码规格相同。
(1)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”),为使杠杆在水平方向平衡,可以将右侧平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,目的是 ;
A.方便操作 B.消除杠杆自重对实验的影响
(2)将杠杆调节在水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,为使杠杆在水平位置保持平衡,则应在B点挂 个钩码;
(3)小林经过多次实验后得到杠杆平衡条件,当他想用如图丙所示的剪刀剪断一根铜线时,铜线应放在 (选填“E处”、“F处”或“G处”)最省力。
28.如图所示为小明“探究杠杆的平衡条件”的实验,使用的钩码规格相同。
(1)小明安装好杠杆后,发现其右端下沉,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使其在水平位置重新平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是 ;
(3)小明正确地做了三次实验,经分析得出了杠杆的平衡条件是:,为了进一步验证实验结论,又做了图乙所示的实验,现将弹簧测力计从a位置移动到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计示数将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(4)人类很早以前就会使用杠杆了.图丙是我们的祖先在建造宫殿时利用木杆撬动沉重木料时的情景。支架上的木杆其实是 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个抬起巨木的改进方案: 。
29.实验小组用图甲装置做“探究杠杆平衡条件”实验,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)杠杆在图甲所示位置静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,应将平衡螺母向 调节,使图甲中的杠杆在水平位置平衡;其目的主要是为了便于直接在杠杆上读出 的值;
(2)小组的同学采用两边挂钩码的方法做实验,当杠杆平衡时,测得的数据如下表所示。经过对表格中数据的比较,可得到的结论是: ;(用公式表示)
实验序号
动力(牛)
动力臂(厘米)
阻力(牛)
阻力臂(厘米)
1
2
15
3
10
2
4
10
8
5
3
3
5
1
15
(3)如图乙所示,在刻度线M处挂2个钩码,在刻度线N处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数 再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数 ;(均选填“>”“=”或“<”)
(4)得到实验结论后,利用图乙所示的装置,借助杠杆上的刻度线,右端只使用弹簧测力计,左端只悬挂重物,若弹簧测力计的量程是0~2.5N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 N。
30.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验前的装置如图甲所示,此时,应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,这主要是为了 ;
(2)如图乙所示,在位置A挂上两个相同钩码时,应该在位置B挂上 个同样的钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)在位置B换用弹簧测力计,如图丙所示,沿两个方向拉弹簧测力计,是杠杆保持水平平衡,则两次施加的拉力F1 F2(选填“”、“=”或“”);
(4)杠杆在我们的日常生活中运用广泛,依据杠杆平衡条件,人使用图中的杠杆能够省距离的是 。
测量滑轮组的机械效率的实验
31.小明利用图甲、乙所示的实验装置做“测量滑轮组的机械效率”的实验,实验数据如下表所示。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.4
0.3
(1)实验中应沿竖直向上匀速拉动 (选填实验器材名称),使钩码上升;
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用图 (选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验。通过分析第1、2两次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”);
(3)小明再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:机械效率 。比较第1、3两次实验可得出结论:使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 。
32.(1)在“探究物体所受重力大小与质量的关系”实验中,实验记录如表,分析表中实验数据,得出的结论是:物体所受重力大小与它的质量成 ;
实测物体
物体质量m/kg
重力G/N
物体1
0.1
1
物体2
0.2
2
物体3
0.3
3
(2)如图甲、乙、丙为“探究影响压力作用效果的因素”实验,比较图甲和图乙可知,压力的作用效果与 大小有关,比较图丙和图 可知,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越 (选填“明显”或“不明显”);
(3)如图丁为测滑轮组机械效率的实验装置,在物体升高的过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计;保持此装置不变,只增大被提升物体的重力,则机械效率将 (选填“增大”或“减小”)。
33.提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用,科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关;
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。
一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中,利用如图所示的实验器材测得的数据如下表所示。
次数
物体的重力G/N
提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
3
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
(1)实验中应尽量竖直向上 (选填“匀速”或“加速”)拉动弹簧测力计;
(2)计算出第2组实验的有用功 J,机械效率是 (结果精确到0.1%);
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,使用同一个滑轮组提升物体时,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”或“不变”或“越低”);
(4)比较3、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是 (选填“正确”或“错误”)的。
力和力臂的作图
34.作图题:
(1)在图中,画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图。
(2)如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2是力F2的力臂,在图中画出F1的力臂和阻力F2。
35.如图所示,工人用撬棒撬起石块的情景,O是支点,画出力F的力臂l。
36.如图为用钓鱼竿钓鱼时的示意图,O为支点,请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F的力臂l。
37.生活中的剪刀可看作杠杆。如图所示,以O为支点,画出用剪刀剪物体时动力F1的力臂L1,并在A 点画出阻力 F2的示意图。
38.如图所示,杠杆在动力F作用下处于静止状态,请画出动力F的力臂l。
39.阿基米德在发现了杠杆原理之后,发出了“给我一个支点,我能够撬动地球”的感慨。请在如图所示的设想示意图中,画出作用在A点的最小动力F1。(图中O为支点)
40.如图所示,轻质杠杆处于水平位置平衡,请你画出杠杆的动力。
41.如图所示,是一乘客手持拉杆行李箱的情形,O是轮子的转轴,把拉杆行李箱看作杠杆,以O为支点,请在图中画出力F的力臂L。
42.如图甲所示,学校开展植树活动的情景。将铲土的铁锹视为杠杆,图乙为其简化示意图,O为支点,请画出在A处施加的最小动力F的示意图。
43.如图乙所示,活塞式抽水机摇柄AOB可绕支点O转动,请画出动力F的力臂,并用字母L标注。
44.如图,杠杆绕着O点转动,画出动力F的力臂l。
滑轮组的连线问题作图
45.(1)如图,画出静止在斜面上的物块所受重力的示意图(O点为物块重心)。
(2)如图,画出用最小的力将重物拉起的绳子绕法。
46.工人站在地上,利用图所示的滑轮组把重物以最省力的方式提升到楼上,请在图中画出滑轮组的绕绳方法。
1.小强所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中,准备的器材有:质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示:
(1)实验中通过比较 被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小;
(2)比较甲、乙两图,可初步得出结论:动能的大小与物体的 有关;
(3)比较图甲、丙两图,小强认为:物体的动能大小与速度有关,他的看法是否正确? (选填“正确”或“错误”),理由是 ;
(4)比较乙、丙两图,可初步得出结论:其它条件相同时,物体的 越大,物体的动能越大;
(5)本实验装置的水平面如果绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(6)本实验用到的物理研究方法有 , 。
2.某兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下图所示的探究实验:
(1)让小球从同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的 ;
(2)实验中通过比较木块被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小,这种方法在物理学中属于 ;(选填“控制变量法”或“转换法”)
(3)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因;
(4)分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: ;
(5)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(6)由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样, (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100km/h。
3.利用如图所示的器材完成“探究杠杆平衡条件”的实验。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
40
4
10
2
2.5
20
2.5
20
3
3
20
2
30
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母:实验时仍然使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于测量 ;
(2)如图乙所示,在杠杆左侧A位置(左侧第四格)先挂了3个钩码,在右侧B位置(右侧第三格)挂 个钩码,能使其在水平位置平衡。经过多次改变杠杆左右两侧的力和力臂,使其重新平衡,根据表中的信息,得出杠杆平衡的条件是 ;
(3)多次实验收集多组数据,目的是 (选填“A”或“B”);
A.多次实验取平均值减小实验误差
B.使实验结论更具有科学性和普遍性
(4)在实验过程中,如图丙所示,在杠杆右侧B位置悬挂2个钩码,使杠杆在水平平衡后,保持右侧所挂钩码的数量和位置不变,弹簧测力计由D到C,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中弹簧测力计的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示,杠杆此时 (选填“是”或“不是”)平衡状态;图甲中将螺母向 (选填“左”或“右”)调节,可使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 ;
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为20g的钩码,应在B点挂 个质量均为30g 的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡,平衡后若在A、B两点各增加1个相同的钩码,则杠杆 端(选填“左”或“右”)会下降;
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图甲,在井边竖一根树权,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图乙。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以 (选填“增大”或“减小”)石块的质量或向 (选填“左”或“右”)移动杠杆的支点;
(4)图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图,A处所吊水和水桶的总质量为m1,O处为支点,杠杆的质量为m0,重心在C处,B处所挂石块的质量为m2,AO=l1,OC=l0,OB=l2。请写出的表达式,l2= (用字母m0、m1、m2、l0、l1表示)。
5.在探究“杠杆的平衡”实验中,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0.5N的钩码。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡状态;要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向 端调节;
(2)调好平衡后,小明完成一次如图乙所示实验操作,记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂L1=0.08m, 阻力 F2=2N, 阻力臂L2=0.06m,他由此马上得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论。他这样的做法是否合理? (选填“是”或“否”)
(3)若保持如图乙所示的两个悬挂点位置不变,将两侧钩码各取下一个,则杠杆 端会下沉;
(4)小明撤去挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C 点竖直向上拉,如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数F为 N;
(5)杆秤是我国古老的衡量工具,如今仍然被人们使用。小明根据探究结果用一根粗细均匀的轻质细杆制成了如图丁所示的杆秤,提纽固定在 D点,托盘挂在C 点,不放重物,提起提纽,秤砣移至E点时,杆秤在水平位置平衡,将E点记为零刻度线,请根据杠杆的平衡条件判断:杆秤E点右边的刻度应 (选填“均匀”或“非均匀”)的;经测试发现:这个杆称能称物体的最大质量太小,要扩大它的量程,可采取的方法是 (写出一种即可)。
6.探究“杠杆平衡条件”的实验如图所示。
(1)安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,使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;
(2)小明在杠杆上A处挂3个相同的钩码,如图甲所示,则在B处挂 个相同的钩码,可使杠杆在水平位置平衡;
(3)小明换用可变形杠杆AOB(可绕O点转动)进一步研究杠杆平衡条件。当杠杆如乙图所示水平平衡时,测得OA=0.2m,物块M重力G1=4N,物块N重力G2=8N;则OB= m。保持物块M位置不变,OB向下折至图丙所示位置,要使杠杆在图丙所示位置保持平衡,则应将物块N的悬挂点移动到图中 (填图中标号)点处;
(4)小明利用一根轻质杠杆和溢水杯测量小石块(不吸水)的密度,具体步骤如下:
①在溢水杯中装满水,将石块缓慢浸没在溢水杯中,用一个完好的塑料袋在溢水口处接住溢出的水,则石块的体积 (选填“大于”“等于”或“小于”)溢出水的体积;
②将石块从溢水杯中取出,擦干水后用细线系住,悬挂于处于水平位置平衡的杠杆的A点,用细线将装了溢出水的塑料袋悬挂于杠杆的另一端,调节塑料袋的位置,使杠杆在水平位置再次平衡,记下此时塑料袋的悬挂点B点,如图丁所示。测得A、B点到O点的距离分别为、,若不计塑料袋的质量,则小石块密度的表达式为:= (用、、表示);
③若将塑料袋换成有一定质量的塑料小桶,则测出小石块的密度值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
7.在“探究杠杆平衡的条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆在图甲所示位置静止,则此时杠杆处于 状态(选填“平衡”或“不平衡”)。此时杠杆左端下沉,则应将右端的平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量 的大小;
(2)如图乙所示,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,则杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡;
(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,当弹簧测力计从a位置转动至b位置时,其示数大小将 (填“变大”或“变小”);
(4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉杠杆(与水平方向成30°角),使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计示数的大小为 N。
8.小明在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,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;
(2)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 ;
(3)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;
(4)如图丙所示,用弹簧测力计由a到b的过程中,其示数大小将 ;
(5)探究过程中必须多次实验,这是为了 ;
(6)如图丁所示,是小明设计的利用实验室的砝码和一支圆柱形铅笔测量刻度尺的质量的实验,实验步骤如下:
①先将刻度尺(上面没放砝码)垂直放置在圆柱形铅笔上左右移动,直至刻度尺在铅笔支撑下在水平位置平衡,读出刻度尺重心位置对应的刻度为d1;
②如图丁,再在刻度尺的某刻度处放置砝码,旋动铅笔,使刻度尺重新在水平位置平衡;
③读出砝码底面中心所在位置的刻度为d2,再读出铅笔中心所在位置的刻度为d3;
④若砝码的质量为m,则刻度尺的质量为: (用d1、d2、d3及m表示)。
9.小明在超市买了一个哈密瓜,回到家用弹簧测力计测量其重力时,发现哈密瓜的重力超出了弹簧测力计的量程,身边又找不到其它合适的测量工具,于是他找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如下示意图进行了改进:
步骤一:将细绳系在米尺的50cm刻度线处,米尺刚好能在 平衡;
步骤二:将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左);
步骤三:在米尺 45cm 刻度线处挂上哈密瓜,用细绳把弹簧测力计的拉环系在75cm刻度线处,并竖直向下拉挂钩,使米尺在水平位置平衡,如图甲所示。
(1)小明是利用 (选填“二力”或“杠杆”)平衡的条件相关知识来计算哈密瓜的重力;
(2)在步骤一中使米尺在该位置平衡是为了避免 对测量结果的影响;
(3)当小明在操作步骤三时,他父亲指出弹簧测力计的使用存在问题,你认为小明这样使用弹簧测力计会使测量结果 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小明分析后改用如图乙所示的正确方法操作:他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后,重新调零(如图乙左),并重新测出拉力为3N,最后计算出哈密瓜的重力为 N;
(5)如图乙和图丙所示,先后竖直向下和斜向下拉弹簧测力计,均使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计两次的示数分别为F和,你认为F (选填 “”“ ”或“=”);
(6)如图丁所示,小明又在米尺40cm刻度线处挂了一个重力为2.5N的苹果,当杠杆再次在水平位置平衡时,弹簧测力计示数为4N。若将弹簧测力计、系哈密瓜的细绳、系苹果的细绳对米尺的拉力分别用F1、F2、F3表示,它们的力臂分别为 L1、L2、L3,于是小明猜想F1L1= F2L2+F3L3也 (选填“能”或“不能”)使杠杆平衡。
10.在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从探究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用如图甲、乙所示装置进行实验,并把数据记录在下表中;
实验次数
滑轮材质
钩码重
钩码被提升的高度
有用功
拉力
绳端移动的距离
总功
机械效率
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码 ,机械效率越高;
②比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与 有关;
③比较 两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关;
④第5次实验是利用图 的装置完成的,判断依据是 ;
(2)小明利用图甲装置进行下一步研究,测出动滑轮的重为,根据表格中的数据得出:总功大于有用功与克服动滑轮重力所做的功之和,即:,你猜测还有什么因素影响机械效率?答: (答一种因素即可);
(3)为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有 (多选)。
A.减轻动滑轮重 B.适当增加所提物体重
C.给机械加润滑油 D.增加重物上升高度
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专题07 机械能与简单机械实验与作图专题
【考点1 探究影响动能大小的因素实验】 1
【考点2 】 10
【考点3 测量滑轮组的机械效率的实验】 29
【考点4 】 33
【考点5 作图】 40
探究影响动能大小的因素实验
1.如图所示是“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验情景,让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,在水平面上推动木块滑行一段距离,通过比较木块滑行的距离可探究 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小与 的关系。
【答案】 钢球 质量
【来源】广西壮族自治区百色市田阳区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】[1]本实验的主体是钢球,该实验通过比较木块被推动后移动的距离,来比较钢球对木块做功的多少来判断小球动能的大小,这用到了转换法。
[2]让质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止滚下,小球运动到水平面时速度相同,质量不同的钢球推动木块做功不同,则钢球的动能不同,所以实验是探究动能的大小与质量的关系。
2.如图所示的实验中,小球的动能是通过木块被撞击的距离来反映的,这种研究问题的方法是 。小刚在实验时,先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为,接着他立即再次让同一小球从斜面h高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为,则: (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 转换法 >
【来源】广西壮族自治区贵港市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】[1]探究物体动能大小与哪些因素有关时,物体动能的大小无法直接体验,所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少,即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小,所用方法为转换法。
[2]第一次实验时,小球刚滚下斜面就撞击到木块,第二次实验时,小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块,小球在运动的过程中要克服摩擦力做功,机械能转化为内能,所以小球在第二次撞击木块时的机械能比第一次小,所以木块移动的距离s1大于s2。
3.图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置,在粗糙程度不同的平面上运动。请回答以下问题:
(1)设计图甲实验的目的是研究钢球动能的大小与 的关系;
(2)图甲实验是钢球通过木块被推动 的大小,说明钢球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小,推理得出:在理想情况下,运动的物体如果 ,将永远做匀速直线运动;
(3)若水平面绝对光滑,图甲实验 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
【答案】 速度 距离 不受力的作用 不能
【来源】广西贵港市桂平市2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】(1)[1]甲图中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,到达斜面底部的速度不同,因此相同因素是钢球的质量,不同因素是钢球的速度,因此甲图实验的目的是研究钢球动能的大小与速度的关系。
(2)[2]甲实验中,通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小。
[3]接触面越光滑,物体所受摩擦力越小,物体运动的越远,所以如果物体不受力的作用,则运动的物体将一直保持匀速直线运动状态。
(3)[4]若水平面绝对光滑,甲实验不能得出结论,因为木块沿水平面以恒定的速度持续地运动下去,无法比较距离。
4.小明发现力学中有很多相似的实验,他找了如下器材:表面平整的长木板(带斜面)、刻度尺、小车、木块、毛巾、棉布、钩码。
(1)如图,小明在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车每次从斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滑下,发现水平表面越光滑,小车运动距离越长,推理得出:运动的物体如果不受力将做 运动;
(2)在十六世纪末,伽利略也进行过上述相关研究,如图是他实验和推理的示意图,其中属于推理的是 (选填“甲”或“乙”)图。牛顿在此基础上概括出一条重要的物理规律:一切物体在 的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态;
(3)在图丙的基础上,再增加木块,可进行“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验。让同一小车从斜面上 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滑下撞击木块,通过木块滑行距离判断动能的大小,可以探究动能的大小与 的关系。
【答案】 相同 匀速直线 乙 不受外力 不同 速度
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】(1)[1][2]在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,每次都要让同一小车从斜面的相同高度由静止滑下,目的是使小车滑到平面上时具有相同的速度;水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动距离越长,推理得出:运动的物体如果不受力,物体的速度不会减小,将一直做匀速直线运动。
(2)[3][4]实际中不受力的物体不存在,所以图甲是实验现象,图乙是推理的示意图;牛顿在前人研究的基础上,进一步推理概括出牛顿第一定律,内容是:一切物体在不受外力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
(3)[5][6]同一小车,质量不变,从斜面上不同高度由静止滑下,滑到平面上时具有不同的速度,撞击木块,通过木块滑行距离判断动能的大小,可以探究动能的大小与速度的关系。
5.“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让不同质量的钢球从斜槽某一高度滚下,将静止在水平面上的木块撞出一段距离,三次实验情境如图所示:
(1)甲乙丙三次实验都要让小球由 状态开始滚下,在钢球从斜槽滚下的过程中,钢球的重力势能主要转化为 能;
(2)比较 两次实验研究的是动能大小与质量的关系。实验表明,钢球质量越大,将木块撞得越远,对木块做功越 ,钢球的动能就越 。
【答案】 静止 动 乙、丙 多 大
【来源】广西壮族自治区南宁市宾阳县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,为了确保钢球到达水平面时的速度相同,我们需要控制钢球在斜槽上的起始状态。因此,甲乙丙三次实验都要让小球由静止状态开始滚下。
[2]当钢球从斜槽滚下的过程中,其高度逐渐降低,速度逐渐增加。这一过程中,钢球的重力势能减小,动能增大。所以,钢球的重力势能主要转化为动能。
(2)[3]为了研究动能大小与质量的关系,需要控制速度这一变量相同,而改变质量这一变量。从题图中可以观察到图乙和图丙,两次实验中钢球都是从同一高度滚下,因此到达水平面时的速度相同。但两次实验中钢球的质量不同,图丙中的钢球质量大于图乙中的钢球。
[4][5]实验结果表明,钢球质量越大,将木块撞得越远。这是因为质量越大的钢球在速度相同时具有更大的动能,因此能够做更多的功来推动木块。所以,可以得出结论:钢球质量越大,对木块做功越多,钢球的动能就越大。
6.近年来,渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生,引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害,通过电磁铁的控制,让质量分别为m1和m2(m1<m2)的小钢球从圆弧轨道的一定高度(h1<h2)由静止滚下,撞击水平面上的木块并将木块推动一段距离。
(1)分析甲、乙两图可知, (选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大;实验中小钢球的动能是通过 来反映;
(2)比较甲、乙两图可知,在 一定时,小钢球的 越大,动能越大;
(3)比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害。
【答案】 乙 木块移动的距离 质量 速度 乙、丙
【来源】广西壮族自治区钦州市浦北县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]相比于甲图,乙图中小球释放的高度更高,所以到达水平面时的速度更大。
[2]实验中小钢球的动能是通过木块移动的距离来反映的,这是转换法运用。
(2)[3][4]甲、乙两图小钢球的质量相同,但到达斜面底端的速度不同,乙的速度大,结果乙将木块撞击的距离更远,说明乙的动能更大;由此可得出结论:物体的质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)[5]乙、丙两图中小球到底斜面底端的速度相同,而质量不同,丙的质量大,将木块撞击的距离更远,则动能更大;所以乙、丙两图可以模拟汽车超载带来的危害。
7.在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,用质量不同的钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)本实验是通过 来反映 (选填“木块”或“钢球”)动能的大小;
(2)甲、乙两图实验中,让质量相同的钢球从斜面的不同高度处由静止滚下,可以探究钢球动能大小与 的关系;
(3)乙、丙两图实验中,让不同质量的钢球从斜面同一高度由静止滚下,是为了使两球达到水平面时具有相同的 ;如图丁所示是高速公路上的交通标志牌,对不同车型设定通过该路段的最高速度,由实验结论可知,大客车限速应是 km/h。
【答案】 木块移动的距离 钢球 速度 速度 80
【来源】广西壮族自治区贵港市港南区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1][2]本实验是通过被钢球撞击后木块移动的距离来反映钢球动能的大小,用到的实验方法是转换法。
(2)[3]比较甲、乙两图实验,让质量相同的小钢球从斜面的不同高度处由静止滚下,小钢球到达水平面的初始速度不同,可以探究钢球动能大小与速度的关系。
(3)[4]让不同质量的钢球从斜面同一高度由静止滚下,是为了使两球达到水平面时具有相同的速度。
[5]汽车质量越大,速度越大,其动能越大,大货车的质量大,为了安全,其限速应为80 km/h。
8.在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中,小明让钢球从斜面上某一高度处由静止滚下,撞击水平面上的同一木块,如图所示是三次实验的情景,其中hA>hB=hC,mA=mB<mC。
(1)实验中研究的是 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小,该实验通过 来判断动能大小;
(2)让小球从斜面的不同高度由静止滚下,目的是探究小球的动能大小与 的关系,实验中,需要控制小球的 相等;
(3)结合该实验,小明联想到许多交通事故中,造成安全隐患的因素与汽车“超载”和“超速”有关,为探究“超载”的安全隐患,应选择 两图的实验来进行比较。
【答案】 钢球 木块移动的距离 速度 质量 乙、丙
【来源】广西壮族自治区北海市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]本实验所指的动能是钢球到达水平面时的动能。
[2]本实验运用转换法,将钢球在斜面底端的动能转换为物块被撞的距离。
(2)[3]让小球从斜面的不同高度由静止滚下,小球到达水平面时的速度不同,所以是探究小球的动能大小与速度的关系。
[4]根据控制变量法,探究动能大小与速度的关系时,需控制小球的质量相同。
(3)[5]乙、丙两图中小球到底斜面底端的速度相同,而质量不同,C的质量大,将木块撞击的距离更远,则动能更大;所以其结论可以探究“超载”的安全隐患。
9.如图所示,某小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球从斜面上滚下,其动能大小是通过 (选填“木块”或“小球”)移动的距离来反映的;
(2)分析比较甲、乙两次实验,可探究出的结论是: 相同的物体, 越大,动能越大;
(3)分析比较 两次实验,可得到物体的动能与质量有关;
(4)甲实验中将木块的初始位置向右移动一小段距离,若要小球撞击木块后,木块移动的距离s甲1和s甲相等,小球在斜面上的高度应该比原来 (选填“高”或“低”)。
【答案】 木块 质量 速度 甲丙 高
【来源】广西玉林市博白县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量监测物理 试题
【详解】(1)[1]小球动能越大,能对外做功越多,故小球的动能大小是通过木块被推动的距离来反映的。
(2)[2][3]甲乙两次实验中,物体质量相同,释放的高度不同,到达水平面时速度不同,甲图高度更高,木块被推动的距离更远,故质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)[4]乙丙两图可知,高度相同,到达水平面时速度相同,但是两球质量不同,故可得到物体的动能与质量的关系。
(4)[5]将木块向右移动一小段距离,会导致小球到达水平面时受到水平面摩擦力的影响损失了一些动能,故若要小球撞击木块的距离与原来相等,则应该让小球从稍高位置释放。
10.如图是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置。让钢球从斜面上由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。
(1)该实验通过 来反映钢球动能的大小,这种实验方法叫做 法;
(2)让同一钢球从斜面不同高度由静止滚下,高度越大,钢球运动到水平面时的速度越 (选填“快”或“慢”),钢球的动能越 (选填“大”或“小”),该结论可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)带来的安全隐患。
【答案】 木块被撞击移动的距离 转换 快 大 超速
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市二中大学区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1][2]本实验运用转换法,将钢球在斜面底端的动能转换为物块被撞的距离;物块被撞击得越远,说明钢球到达水平面时的动能就越大。
(2)[3][4][5]让同一钢球从斜面不同高度由静止滚下,因为钢球一直加速,所以高度越大,钢球到达水平面时的速度越大,则动能越大。而超速时是汽车的速度较大,所以该结论可以解释汽车超速带来的安全隐患。
11.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
(1)【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
(2)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;
(3)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。通过观察 来比较金属球的动能大小。这种研究方法是 ;
(4)【分析论证】通过比较甲、丙两次实验,可以探究物体的动能与 之间的关系;
(5)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
【答案】 速度 质量 物块被推动的距离 转换法 速度 超载
【来源】广西壮族自治区南宁市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(2)[1][2]“十次车祸九次快”,快即速度大,可猜想:汽车的动能可能跟速度有关;由“安全驾驶莫超载”,超载即装的货物多,可猜想:汽车的动能可能跟质量有关。
(3)[3][4]实验中,通过观察物块被推动的距离来比较金属球的动能大小;物块被推动的距离越远,表明金属球进入水平面时的动能越大;把不便于测量的动能转换成便于测量的距离,这种研究方法是转换法。
(4)[5]甲、丙两次实验中,金属球的质量相同,从斜面滚下时的高度不同,进入水平面时的速度不同,可以探究物体的动能与速度之间的关系。
(5)[6]甲、乙两图实验中,金属球从斜面滚下时的高度相同,甲图中金属球质量较大,甲图中物块被推动的距离较长,可得出结论为,当速度一定时,质量越大,动能越大;这个结论可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
12.如图所示,甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题:
(1)甲实验的目的是探究钢球动能的大小与 的关系;实验时,是通过观察木块B移动的 ,从而判断钢球动能的大小,这种物理研究方法叫 (填“类比法”或“转换法”);
(2)进行乙实验时,每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的起始 相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受到 的大小。从而可以推理得出:如果运动的物体不受力,它将做 运动。
【答案】 速度 距离 转换法 速度 阻力 匀速直线
【来源】广西壮族自治区贺州市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]甲实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,控制了小球的质量不变,目的是让小球到达斜面底端的时的初速度不同,探究速度对小球动能的影响。
[2][3]小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现,实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少,这是转换法的应用。
(2)[4]乙实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的起始速度相同,控制速度相同。
[5]改变接触面的粗糙程度,观察小车运动距离的远近反映阻力对物体运动的影响,阻力越小,小车运动的距离越远。
[6]阻力越小,小车运动的距离越远,速度减小的越慢,从而可以推理得出:如果运动的物体不受力,它的速度将不会减小,将做匀速直线运动。
13.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验,将A、B、C三个小球先后从同一斜面高分别为hA、hB、hC的位置由静止滚下(mA=mB>mC,hA=hC>hB),推动木块运动一段距离后停止。不计空气阻力。
(1)该实验通过木块被小球撞击后移动的距离来判断安全隐患大少,该物理方法是 法;
(2)让小球从斜面的不同高度由静止滚下,目的是探究小球的动能大小与 的关系,实验中,需要控制小球的 相等(以上两空均选填“质量”或“速度”);
(3) 两图实验是用来研究超载安全隐患的,得到的结论是:速度相同时,车辆质量越大,隐患越大;
(4)若水平面绝对光滑,则 (选填“能”或“不能”)得出以上结论。
【答案】 转换 速度 质量 甲丙 不能
【来源】广西南宁市第十四中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】(1)[1]实验中是通过转换法将安全隐患的大小转换成小球撞击木块后移动距离的远近。
(2)[2][3]实验中铁球从同一斜面的不同高度由静止释放,为的是使小球到达水平面获得不同的速度,在该过程中,根据单一变量原则,除了小球从斜面滚下的高度不同外,其它条件均需相同,即小球的质量要相同。
(3)[4]要得到的结论是:速度相同时,车辆质量越大,隐患越大;需要保证小球从斜面的同一高度由静止滚下,且小球的质量不同,由题意可得,甲、丙两次实验满足要求。
(4)[5]若水平面足够光滑,由牛顿第一定律可得,木块被撞后将做匀速直线运动,无法通过撞击后木块移动距离的远近来判断安全隐患,也就不能得出结论。
探究杠杆的平衡条件的实验
14.小红利用如图所示轻质的杠杆“探究杠杆平衡条件”实验:杠杆静止时如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;实验过程中,应调节使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 ;如图乙所示,在A点挂4个钩码,已知每个钩码重0.5N,应在B点挂 个钩码,仍可使杠杆在水平位置平衡。
【答案】 左 便于测量力臂 6
【来源】广西壮族自治区南宁市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】[1]如图,杠杆左端高右端低,说明杠杆右端较重,要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向左调节。
[2]当杠杆在水平位置平衡时,两端挂上钩码,两端拉力的力臂正好沿着杠杆,调节使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于测量力臂的长度。
[3]根据杠杆平衡条件可得
解得,B点应挂钩码的个数
15.林林学习了杠杆的平衡条件后,利用如图所示的装置对杠杆做了进一步研究。
(1)未挂钩码时,杠杆位置如图甲所示,为了使杠杆静止时处于水平位置,接下来的操作是将杠杆的平衡螺母向 选填“左”或“右”移动。
(2)挂上钩码后,也会让杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 。
(3)为了得出杠杆的平衡条件,林林记录了多组动力、动力臂和阻力、阻力臂,测多组数据的目的是 。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计拉杠杆的点,在弹簧测力计由位置1缓慢转至位置2的过程中,测力计示数变化情况是 。
【答案】(1)右
(2)便于从杆上直接读出力臂
(3)实验结论具有普遍性,避免偶然性
(4)先变小后变大
【来源】广西 宣威市来宾街道第一中学2023-2024学年八年级下学期末复习物理试题
【详解】(1)由图甲可知杠杆左边偏低,为了使杠杆静止时处于水平位置,应向右调节平衡螺母。
(2)使杠杆在水平位置平衡目的是消除杠杆自身重力对实验的影响,此时力臂恰好沿杆的方向,便于从杆上直接读出力臂。
(3)探究杠杆平衡条件时,进行多次实验,利用多组实验数据总结实验结论,使实验结论具有普遍性,避免偶然性。
(4)如图丙所示,弹簧测力计由位置1缓慢转至位置2的过程中,弹簧测力计的力臂先变大后变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,可知弹簧测力计的示数先变小后变大。
16.小明同学探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,此时杠杆平衡吗?答: 。若要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的螺母向 (选填“左”或“右”)调节至平衡;杠杆平衡后,在整个实验过程 (选填“可以”或“不可以”)再旋动两侧的螺母;
(2)下列实验步骤中,正确的顺序是 ;
A.调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡
B.计算每次实验中F1L1和F2L2的大小,根据计算结果得出杠杆的平衡条件
C.改变钩码的个数和位置,重复实验
D.记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,将数据填入表格中
E、将钩码挂在杠杆的支点两边,先改变动力或动力臂的大小,然后调节阻力或阻力臂的大小
(3)调节杠杆水平平衡后,小明进行的三次实验如图乙、丙、丁所示,根据实验,他得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作用点的距离”与“阻力×支点到阻力作用点的距离”,你认为这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的。小明这样设计实验合理吗?答: ,原因是 。
【答案】 平衡 右 不可以 AEDCB 错误 不合理 见解析
【来源】广西贵港市桂平市2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】(1)[1]因为杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。
[2]由图甲可知:杠杆在使用前左端低、右端高,故应将平衡螺母向右调节至平衡。
[3]在整个实验过程中,平衡螺母再调节会改变杠杆重心的位置,因此不能再旋动杠杆的平衡螺母。
(2)[4]通过分析,探究杠杆平衡条件的步骤为:
A.调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
E.将钩码挂在杠杆的支点两边,先改变动力或动力臂的大小,使杠杆在水平位置重新平衡。
D.记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,将数据填入表格中。
C.改变钩码的个数和位置,重复实验。
B.计算每次实验中F1L1和F2L2的大小,根据计算结果得出杠杆的平衡条件。
故正确的顺序是:AEDCB。
(3)[5][6][7]杠杆平衡是探究“动力×动力臂”与“阻力×阻力臂”之间的关系,力臂不一定是支点到力作用点的距离,若力没有竖直作用在杠杆上,力臂不等于支点到力作用点的距离,所以他得出的结论是错误的;故小明的设计不合理,为了验证这一观点,可将一侧的钩码拿掉,保持拉力作用点到支点的距离不变,改变拉力的方向,仍使杠杆在水平位置平衡时,比较拉力的大小,即可证明观点是否正确。
17.图甲是某小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置图。实验器材包括有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等,O为杠杆的支点。
(1)实验前,应先调节杠杆在 位置平衡。这样做的目的除了可以消除杠杆自身的重力影响,还可以方便地测量或读出 的大小。调节时,若发现杠杆左端偏高,则应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动;
(2)在杠杆两边分别挂上数量不同的钩码,改变钩码数量和位置,使杠杆处于水平平衡状态,记录数据,总结可得杠杆的平衡条件:动力×动力臂= ×阻力臂;
(3)根据结论可知,要使图乙中的杠杆平衡,弹簧测力计的示数相当于 个钩码受到的重力;用弹簧测力计在B处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,若仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是 。
【答案】 水平 力臂 左 阻力 6 变大 倾斜拉动杠杆时,拉力的力臂变短了,故拉力变大
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】(1)[1][2]杠杆在水平位置平衡时,杠杆的重心与支点重合,避免了杠杆重力对杠杆平衡产生的影响,因此研究杠杆平衡条件时,杠杆在水平位置平衡,此时力与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来,即便于测量力臂的大小。
[3]调节时,若发现杠杆左端偏高,杠杆右端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,需要使杠杆重心左移,应将平衡螺母向左调节,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)[4]在杠杆两边分别挂上数量不同的钩码,改变钩码数量和位置,使杠杆处于水平平衡状态,记录数据,根据数据分析可得,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即
动力×动力臂=阻力×阻力臂
(3)[5]若每个钩码重为G,杠杆上每格长L,由图乙,根据平衡条件可得
解得测力计的示数为,相当于6个同样钩码受到的重力。
[6][7]用弹簧测力计在B处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,若仍使杠杆在水平位置保持平衡,拉力的力臂变短,阻力与阻力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,所以,弹簧测力计的示数将变大。
18.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,采用如图所示的装置。
(1)实验时应先调节 ,使杠杆在 位置平衡。这样做的好处是便于测量 ;
(2)若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀,每个钩码的重力都是0.5N,在A点挂4个钩码时,在B点应该挂 个钩码,杠杆才能恢复平衡;
(3)若A位置所挂钩码不变,取掉B位置的钩码,在C位置施加一个如上图所示的力F,则这个力的大小等于 N时,杠杆仍然保持平衡。
【答案】 平衡螺母 水平 力臂的大小 6 4
【来源】广西河池市凤山县2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】(1)[1][2][3]在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,实验时,应先调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。杠杆在水平位置平衡时,杠杆的重心与支点重合,避免了杠杆重力对杠杆平衡产生的影响,此时力与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来,即便于测量力臂的大小。
(2)[4]根据杠杆的平衡条件,右边杠杆受到的拉力为
每个钩码重0.5N,故B点应该挂6个钩码。
(3)[5]由图像可知,此时力臂的长度正好是OC的一半,根据杠杆的平衡条件,所以拉力为
19.小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,小明发现杠杆如图甲所示左低右高,他要将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;在实验过程中,让杠杆在水平位置重新平衡后再记录数据,这样做的目的是:便于测量 ;
(2)接着,小明在杠杆两端挂上一定数量的钩码(每个钩码重0.5N),并移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,多次实验并把数据记录如下表:
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
2
10
3
2
15
3
10
分析以上实验数据可知杠杆的平衡条件为: 。本实验中,多次实验的目的是: (选填“减小误差”或“获得普遍性规律”)。小明在杠杆上的A点处挂2个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码;
(3)小明用弹簧测力计在C处竖直向上拉,如图丙所示,也使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数是 N(图中未标出);当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜,使杠杆仍然在水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 右 测量力臂 获得普遍性规律 3 3 变大
【来源】广西壮族自治区南宁市宾阳县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,右端上翘,故应向右调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
[2]当杠杆水平平衡时,力的作用线与杠杆垂直,从支点到力的作用点便是力臂,可以直接在杠杆上读出力臂的长度。
(2)[3]根据表格中的数据可知,三次实验均满足两端的力与力臂相乘的乘积相等,故可得杠杆的平衡条件为
[4]一两次实验得出的结论可能会使实验结果具有偶然性,为了得到普遍的规律,往往需要进行多次实验。
[5]设杠杆上一格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得
钩码的个数为
即为使杠杆重新平衡,应在B点挂3个钩码。
(3)[6]由杠杆平等条件可有
得此时弹簧测力计的示数是
[7]弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,其力臂会随之减小,根据杠杆平衡条件可得,当FA和lA不变,lC减小时,为了保持杠杆的平衡,FC会相应增大,所以弹簧测力计的示数将变大。
20.小明和小红利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆静止如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,可将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验过程中,在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,目的是为了方便 。多次实验并把数据记录在表格中。小明根据表中数据得出杠杆的平衡条件是 ;
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
(3)调节杠杆平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码;
(4)如图丙,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)探究杠杆的平衡条件后,小红利用杠杆测出了小石块的密度。步骤如下:
①如图丁(a),用细线将小石块拴好,把小石块和钩码分别挂在杠杆上,调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡,用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L和钩码悬挂处到支点的距离l;
②如图丁(b),将小石块浸没在水中,保持L不变,调节钩码的悬挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡,测出钩码悬挂处到支点的距离为,;
③小石块的密度 。()
【答案】 是 右 测量力臂 (动力动力臂阻力阻力臂) 6 变大
【来源】广西壮族自治区贵港市平南县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1][2]实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆处于静止状态,故此时杠杆处于平衡状态,静止时杠杆左端下沉,需要将平衡螺母向右调节,使杠杆水平平衡。
(2)[3]在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响,同时便于测量力臂(或直接在杠杆上读出力臂的大小)。
[4]由表格数据可知,在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把数据记录在表格中。小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即
F1l1=F2l2
(3)[5]根据杠杆平衡的条件,调节杠杆平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂的钩码的个数为
(4)[6]用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,此时力臂变小,力变大。
(5)[7]如图丁(a),根据杠杆平衡的条件可得
G石L=G码l如图丁(b)可得
根据
F浮=ρ水gV
以及
G=ρ物gV可求得
21.如图所示,在探究“杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验前,杠杆左端下沉,如图甲,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在 位置平衡;
(2)调节钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示,阻力臂l2为 cm;多次实验的目的是 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
16.0
1.0
2
1.0
15.0
1.0
15.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
(3)分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为 (用F1、F2、l1、l2表示);第3次实验的杠杆类型属于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;
(4)如图丙,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中,F的大小将 。(填选项代码)
A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小
【答案】 右 水平 8.0 寻找普遍规律 F1l1=F2l2 费力 C
【来源】广西壮族自治区钦州市浦北县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1][2]如图甲,杠杆右端高,所以应向右调节平衡螺母,直至杠杆在水平位置平衡,这样便于读出力臂大小。
(2)[3]如图乙,标尺的分度值为1cm,由钩码悬挂位置可知,阻力臂l2为8.0cm。
[4]为了使实验结论更具普遍性,应改变力和力臂,多次实验。
(3)[5]通过分析实验数据,可知杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,公式为F1l1=F2l2。
[6]第3次实验的杠杆动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
(4)[7]如图丙,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,阻力臂逐渐变大,由杠杆平衡条件可知,F的大小将变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置(杠杆刻度均匀,每个钩码重0.5 N)。
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示。此时正确的操作是向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)接下来,如图乙所示,在A、B两处挂上钩码后,杠杆重新在水平位置平衡,若将A处的钩码拿掉一个,要使杠杆在水平位置再次平衡,则应将B 处所挂钩码向 (选填“左”或“右”)移动 个格;
(3)某同学用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”或“变小”),原因是 ;
(4)在实验中,小伟改变钩码的个数和位置进行多次实验,其目的是 (填字母序号);
A.多次测量取平均值,减小误差 B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(5)周末,小聪回到乡下姥姥家,接过姥姥肩膀上的担子,如图丁所示。假如前面的筐子重后面的筐子轻,在不考虑手臂帮扶的情况下,挑起担子时要使扁担处于水平平衡,你的建议是 。
【答案】 右 左 2 变大 动力臂变小了 B 肩膀靠近前面一点
【来源】广西玉林市博白县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量监测物理 试题
【详解】(1)[1]如图甲所示,杠杆左低右高,应向右调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2][3]设每格的长度为L,若将A处的钩码拿掉一个,杠杆在水平位置再次平衡时,根据杠杆的平衡条件可得
解得:n=2。则应将B 处所挂钩码向左移动2个格。
(3)[4][5]杠杆始终在水平位置平衡,在旋转过程中,动力臂逐渐变小,由于阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力逐渐变大,即弹簧测力计的示数将逐渐变大。
(4)[7]为避免偶然因素的影响,使结论具有普遍性,在实验中,应改变钩码的个数和位置进行多次实验,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)[7]前面的筐子重后面的筐子轻,人的肩膀是支点,根据杠杆的平衡条件可知,在不考虑手臂帮扶的情况下,前面筐子对担子拉力的力臂应小于后面筐子对担子拉力的力臂,所以挑起担子时要使扁担处于水平平衡,肩膀需靠近前面筐子一点。
23.如图所示是“研究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应将杠杆右端的平衡螺母向 端调节,使杠杆保持水平 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码(如图乙),移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,改变动力和动力臂大小,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。实验数据记录如下表
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.0
10
0.5
20
3
2.0
15
1.5
20
根据实验数据,可以初步得出杠杆的平衡条件为: ,本实验进行多次实验的目的是 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
(3)在杠杆左端A点处挂三个钩码(每个钩码重0.5N),在右端B点处用弹簧测力计竖直向下拉(如图丙),欲使杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数应为 N,如果保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大、变小”或“不变”);
(4)小海与小兰对实验过程进行交流,产生了一个新的问题:若支点不在杠杆的中点,并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力,会出现什么现象?于是他们共同进行了如图丁的探究,多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验,发现杠杆平衡时,F1l1都是大于F2l2,其原因可能是 。
【答案】 右 平衡 F1l1=F2l2 寻找普遍规律 1.5 变大 杠杆自重对杠杆平衡有影响
【来源】广西玉林市玉州区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】(1)[1][2]在使用杠杆前,应调节杠杆在水平位置平衡,目的是便于在杠杆上直接读出力臂。图甲中杠杆右端偏高,右端的平衡螺母应向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]由表格实验数据可知,每一次实验中,动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积相等,即F1l1=F2l2。
[4]在探究杠杆平衡条件的实验中,进行多次实验是为了多次测量,寻找普遍性规律,避免实验结论具有偶然性。
(3)[5]设杠杆上每一个小格的长度为L,由杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数
[6]保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,使杠杆仍在水平位置平衡,左侧力和力臂的乘积不变,此时右侧力臂减小,由F1l1=F2l2可知,右侧力会增大,弹簧测力计的示数将变大。
(4)[7]由于杠杆自身重力的影响,杠杆本身不挂钩码时也会向右倾斜,F1需要承担杠杆的重力。
24.在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验前,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。把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量 ;
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点处挂3个钩码,则应在B点处挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是 (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)战国时期的《墨经》中最早记述了秤的杠杆原理,如图丙,“权”“重”对应杠杆中的力,其中“重”表示被测量的物重,“标”“本”分别对应两个力的力臂。为了增大杆秤的量程,可采取的方法是 (写出一种即可)。
【答案】 平衡 左 力臂 2 左 B 换一个质量更大的“权”
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市二中大学区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,所以图甲中的杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆左右端下沉,应将杠杆重心向左移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节。
[3]使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[4]设杠杆一个是L,一个钩码重是G,设在B处挂了n个钩码,则根据杠杆平衡条件可得
3G×2L=nG×3L
解得:n=2,应在B点挂2个钩码。
[5]两边各取下一个钩码后,有
2G×2L>1G×2L
所以杠杆左端下沉。
(3)[6]本实验多次测量是为了避免实验的偶然性,便于得到普遍规律,故B符合题意,A不符合题意,故选B。
(4)[7]由杠杆平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,G重L本=G权L权,若换一个质量较大的权(秤砣),即动力变大,本(阻力臂)不变,标(动力臂)不变,由杠杆平衡条件可知,重(阻力)变大,则称量的最大质量变大,量程变大。
25.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,某同学记录了三次实验数据如下表:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2.0
0.04
4.0
0.02
2
1.0
0.02
0.5
0.01
3
2.5
0.03
1.5
0.05
(1)实验前,发现杠杆右端下沉,此时应该向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在 位置平衡,这样做的主要目的是: ;
(2)这三次实验数据中有一次是错误的,其中有错误数据的是第 次,由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是 (填写公式);
(3)如图甲所示,当在A处挂了3个钩码时,要使杠杆平衡,应在C处挂 个钩码;(每个钩码的质量均相等)
(4)若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点,如图乙所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为,若在A点斜向上拉,要求杠杆在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为,则 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 左 水平 便于测量力臂 2 F1L1=F2L2 4 小于
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市天桃实验学校2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1][2][3]实验前,杠杆右端下沉,根据“左高左调,右高右调”的原则,此时应该向左调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样力臂在杠杆上,便于测量力臂。
(2)[4][5]第2次实验,动力与动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积不相等,所以有错误数据的是第2次;分析表格中正确实验数据可知,杠杆平衡时,动力与动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积都相等,所以杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2。
(3)[6]设每个钩码重为G,杠杆上每格的长度为L,根据杠杆的平衡条件可得
解得:n=4。所以要使杠杆平衡,应在C处挂4个钩码。
(4)[7]若在A点斜向上拉,与竖直向上拉相比,动力臂变小,在阻力和阻力臂不变时,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,则小于。
26.(1)小红利用如图所示轻质的杠杆“探究杠杆平衡条件”实验:
杠杆静止时如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;实验过程中,应调节使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 ;如图乙所示,在A点挂4个钩码,已知每个钩码重0.5N,应在B点挂 个钩码,仍可使杠杆在水平位置平衡;
(2)某同学在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,设计了如图所示的三次实验。甲、乙用的是相同的长木板,丙用的是与甲、乙材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。
实验时,水平匀速拉动木块,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。分析比较 两次实验,可以得出的结论是:接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
【答案】 左 便于测力臂 6 二力平衡 甲乙
【来源】广西南宁市第三中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】(1)[1][2]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;这样做杠杆的重心过支点,可以避免杠杆自重对实验的影响;同时力臂在杠杆上,便于测量力臂。
[3]设一个钩码的重力为G,杠杆的一个小格为L,由杠杆的平衡条件知可得
4G×3L=nG×2L
解得n=6,即在B位置挂上6个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[4]实验时,水平匀速直线拉动木块,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
[5]研究滑动摩擦力大小与压力的关系时,要控制接触面粗糙程度相同,故分析比较甲、乙两次实验两次实验,可以得出的结论是滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小有关。
27.如图为小林“探究杠杆的平衡条件”的实验装置,使用的钩码规格相同。
(1)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”),为使杠杆在水平方向平衡,可以将右侧平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,目的是 ;
A.方便操作 B.消除杠杆自重对实验的影响
(2)将杠杆调节在水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,为使杠杆在水平位置保持平衡,则应在B点挂 个钩码;
(3)小林经过多次实验后得到杠杆平衡条件,当他想用如图丙所示的剪刀剪断一根铜线时,铜线应放在 (选填“E处”、“F处”或“G处”)最省力。
【答案】 平衡 左 B 2 G处
【来源】广西桂林市2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】(1)[1]杠杆处于静止或匀速转动时,处于平衡状态,所以图甲中的杠杆处于平衡状态。
[2]图甲中,杠杆的右端下沉,应向左调节平衡螺母才能让杠杆在水平位置平衡。
[3]杠杆在水平位置平衡时,其重心在支点上,可消除杠杆自重对实验的影响,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[4]设每个钩码重力为G,杠杆每一小格的长度为L,图乙中,据杠杆的平衡条件得
3G×2L=nG×3L
解得,n=2,所以在B点挂2个钩码。
(3)[5]图丙中,铜线对剪刀刀刃的力为阻力,据杠杆的平衡条件,当阻力和动力臂不变时,阻力臂越小,动力越小,所以铜线应放在G处最省力。
28.如图所示为小明“探究杠杆的平衡条件”的实验,使用的钩码规格相同。
(1)小明安装好杠杆后,发现其右端下沉,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使其在水平位置重新平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是 ;
(3)小明正确地做了三次实验,经分析得出了杠杆的平衡条件是:,为了进一步验证实验结论,又做了图乙所示的实验,现将弹簧测力计从a位置移动到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计示数将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(4)人类很早以前就会使用杠杆了.图丙是我们的祖先在建造宫殿时利用木杆撬动沉重木料时的情景。支架上的木杆其实是 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个抬起巨木的改进方案: 。
【答案】 左 见解析 变大 省力 见解析
【来源】广西壮族自治区梧州市苍梧县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆右端下沉,应将杠杆重心向左移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节。
(2)[2]测量过程中使杠杆在水平位置平衡后,力臂在杠杆上,所以使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。
(3)[3]图乙中,当将弹簧测力计从a位置逆时针移动到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则拉力F将变大,这是因为当拉力由垂直变成倾斜时,阻力、阻力臂不变,拉力F力臂变小,根据杠杆平衡条件可知相应的力会变大,这样才能继续平衡。
(4)[4][5]由图可知,利用木杆撬动沉重木料时,动力臂大于阻力臂,此杠杆属于省力杠杆。如果他们无法将巨木抬起,可以将支点向左移动,增长动力臂,同时减小阻力臂,从而更加省力。
29.实验小组用图甲装置做“探究杠杆平衡条件”实验,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)杠杆在图甲所示位置静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,应将平衡螺母向 调节,使图甲中的杠杆在水平位置平衡;其目的主要是为了便于直接在杠杆上读出 的值;
(2)小组的同学采用两边挂钩码的方法做实验,当杠杆平衡时,测得的数据如下表所示。经过对表格中数据的比较,可得到的结论是: ;(用公式表示)
实验序号
动力(牛)
动力臂(厘米)
阻力(牛)
阻力臂(厘米)
1
2
15
3
10
2
4
10
8
5
3
3
5
1
15
(3)如图乙所示,在刻度线M处挂2个钩码,在刻度线N处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数 再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数 ;(均选填“>”“=”或“<”)
(4)得到实验结论后,利用图乙所示的装置,借助杠杆上的刻度线,右端只使用弹簧测力计,左端只悬挂重物,若弹簧测力计的量程是0~2.5N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 N。
【答案】 平衡 右 便于测量力臂大小 > > 10
【来源】广西壮族自治区贵港市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]杠杆平衡状态是静止或匀速转动,由于杠杆图甲中的位置静止,所以,是处于杠杆平衡状态的。
[2][3]由图知道,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节。我们使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小。
(2)[4]从实验数据中,我们可以得出结论:当杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂,即
(3)[5]使杠杆在水平位置平衡时,其目的是便于测量力臂;将弹簧测力计斜向左拉,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,杠杆在水平位置时平衡时,拉力变大,所以
[6]再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变短,根据杠杆平衡条件知道,杠杆在水平位置时平衡时,拉力变大,所以
(4)[7]设杠杆上的一个刻度为L,重物的重力为G,根据杠杆的平衡条件知道
解得
30.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验前的装置如图甲所示,此时,应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,这主要是为了 ;
(2)如图乙所示,在位置A挂上两个相同钩码时,应该在位置B挂上 个同样的钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)在位置B换用弹簧测力计,如图丙所示,沿两个方向拉弹簧测力计,是杠杆保持水平平衡,则两次施加的拉力F1 F2(选填“”、“=”或“”);
(4)杠杆在我们的日常生活中运用广泛,依据杠杆平衡条件,人使用图中的杠杆能够省距离的是 。
【答案】 右 便于测量力臂 1 D
【来源】广西上思县2023-2024学年八年级下学期学习成果监测(二)物理试卷
【详解】(1)[1][2]图中杠杆左端下沉,说明左侧偏重,应将平衡螺母向右调节,直至杠杆水平平衡,此时拉力与阻力与杠杆垂直,方便直接读出力臂大小。
(2)[3]假设杠杆上一格为L,一个钩码重为G。杠杆平衡条件可得
解得
即在B位置挂一个钩码。
(3)[4]由F1转换到F2拉力的力臂减小,阻力与阻力臂不变,由可知,拉力将变大,即。
(4)[5]由可知,若杠杆可以省距离,则会费力。
A.钳子的动力臂大于阻力臂,可以省力,但费距离,故A不符合题意;
B.独轮车的动力臂大于阻力臂,可以省力,但费距离,故B不符合题意;
C.羊角锤的动力臂大于阻力臂,可以省力,但费距离,故C不符合题意;
D.筷子的动力臂小于阻力臂,费力,但省距离,故D符合题意。
故选D。
测量滑轮组的机械效率的实验
31.小明利用图甲、乙所示的实验装置做“测量滑轮组的机械效率”的实验,实验数据如下表所示。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.4
0.3
(1)实验中应沿竖直向上匀速拉动 (选填实验器材名称),使钩码上升;
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用图 (选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验。通过分析第1、2两次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”);
(3)小明再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:机械效率 。比较第1、3两次实验可得出结论:使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 。
【答案】 弹簧测力计 乙 越低 83.3% 高
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】(1)[1]]在实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,以便使滑轮组处于平衡状态。
(2)[2]由图示知,第2次实验中,钩码上升高度为0.1m,绳端移动的距离为0.4m,即s1=4h1,那么滑轮组承重绳子为4根,所以是用图乙来进行实验的。
[3]由表格数据知,第1次的机械效率比第2次的大,而两次使用不同的滑轮组提升的重物相同,且第1次所用滑轮组的动滑轮个数为1个,第2次所用滑轮组的动滑轮个数为2个,所以可得:使用不同滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低。
(3)[4]第3次实验的机械效率
[5]比较1、3两次实验得:用同样的滑轮,拉钩码重分别为4N和6N时,机械效率分别为74.1%和83.3%,由此可得结论:使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
32.(1)在“探究物体所受重力大小与质量的关系”实验中,实验记录如表,分析表中实验数据,得出的结论是:物体所受重力大小与它的质量成 ;
实测物体
物体质量m/kg
重力G/N
物体1
0.1
1
物体2
0.2
2
物体3
0.3
3
(2)如图甲、乙、丙为“探究影响压力作用效果的因素”实验,比较图甲和图乙可知,压力的作用效果与 大小有关,比较图丙和图 可知,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越 (选填“明显”或“不明显”);
(3)如图丁为测滑轮组机械效率的实验装置,在物体升高的过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计;保持此装置不变,只增大被提升物体的重力,则机械效率将 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 正比 压力 丙 明显 匀速/缓慢 增大
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市二中大学区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]从表中的数据分析,物体受到的重力跟质量的比值不变,所以物体所受重力与其质量成正比。
(2)[2]探究影响压力作用效果的因素实验用到控制变量法,由图甲、乙可知,受力面积大小相同时,乙中压力更大,小桌陷入的更深,说明压力的作用效果与压力大小有关。
[3][4]对比图乙、丙压力大小相同时,乙中受力面积更小,小桌陷入的更深,说明压力的作用效果与受力面积大小有关,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[5]实验中要竖直向上匀速或缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小,且测力计示数稳定便于读数。
[6]保持此装置不变,若只是更换钩码使被提升重物所受重力增大,物体上升高度相同时,有用功变大,额外功不变,由
可知,滑轮组的机械效率增大。
33.提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用,科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关;
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。
一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中,利用如图所示的实验器材测得的数据如下表所示。
次数
物体的重力G/N
提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
3
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
(1)实验中应尽量竖直向上 (选填“匀速”或“加速”)拉动弹簧测力计;
(2)计算出第2组实验的有用功 J,机械效率是 (结果精确到0.1%);
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,使用同一个滑轮组提升物体时,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”或“不变”或“越低”);
(4)比较3、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是 (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】 匀速 0.3 71.4% 越高 错误
【来源】广西壮族自治区梧州市苍梧县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力大小才等于测力计示数。
(2)[2][3]第2组实验的有用功
W有=Gh=3N×0.1m=0.3J
总功为
W总=Fs=1.4N×0.3m=0.42J
第2次实验的机械效率
(3)[4]比较第1、2、3次实验数据可知,提升高度相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一滑轮组,但物重不同,且物重越大,滑轮组的机械效率越高,可以得到使用同一个滑轮组提升物体时,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(4)[5]分析比较第3、4次实验数据可知,使用相同的滑轮组提升相同的物体,物体上升的高度不同,机械效率相同,这说明机械效率与物体上升的高度无关,可验证猜想Ⅰ是错误的。
力和力臂的作图
34.作图题:
(1)在图中,画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图。
(2)如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2是力F2的力臂,在图中画出F1的力臂和阻力F2。
【答案】(1)
(2)
【来源】广西 宣威市来宾街道第一中学2023-2024学年八年级下学期末复习物理试题
【详解】(1)把F1向下延长,从支点O向其延长线作垂线,该垂线段就是F1的力臂L1;起子向上起瓶盖,瓶盖对起子的阻力F2向下,作用在瓶盖的边缘,如图所示:
(2)向上延长F1,从支点O向其延长线作垂线,该垂线段就是F1的力臂L1;过阻力臂L2的下端作L2的垂线,该垂线是阻力F2的作用线,阻力方向向上,如图所示:
35.如图所示,工人用撬棒撬起石块的情景,O是支点,画出力F的力臂l。
【答案】
【来源】广西南宁市江南区多校联考2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】从支点O向动力F的作用线作垂线段,该垂线段即为动力F的力臂l,如图所示:
36.如图为用钓鱼竿钓鱼时的示意图,O为支点,请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F的力臂l。
【答案】
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】从支点O向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是拉力F的力臂l,如下图所示:
37.生活中的剪刀可看作杠杆。如图所示,以O为支点,画出用剪刀剪物体时动力F1的力臂L1,并在A 点画出阻力 F2的示意图。
【答案】
【来源】广西壮族自治区百色市田阳区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】从支点O向动力F1的作用线作垂线,该垂线为动力臂L1;阻力为弹力,过A点画一条与剪刀的接触面垂直的带头的线段,即为阻力F2,如图所示:
38.如图所示,杠杆在动力F作用下处于静止状态,请画出动力F的力臂l。
【答案】
【来源】广西壮族自治区南宁市宾阳县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】力臂是支点到力的作用线的距离,因此延长动力F的作用线,由支点向力的作用线做垂直即为力臂l,如图所示:
39.阿基米德在发现了杠杆原理之后,发出了“给我一个支点,我能够撬动地球”的感慨。请在如图所示的设想示意图中,画出作用在A点的最小动力F1。(图中O为支点)
【答案】
【来源】广西壮族自治区贵港市港南区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】【小题1】根据杠杆平衡条件,动力臂越长越省力,力的作用点已经确定,从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂;图中O为支点,要使杠杆平衡且动力最小,就应该让力F1作用在A点,OA是最长的力臂,则力F1应与OA垂直且向下;如图所示:
40.如图所示,轻质杠杆处于水平位置平衡,请你画出杠杆的动力。
【答案】
【来源】广西壮族自治区贺州市昭平县2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】过支点作力的作用线为该力的力臂,所以力的作用线与力臂相垂直,故过力臂的最右端作力臂的垂线即为该力的方向,A端的力使杠杆有沿逆时针转动的趋势,所以动力的方向斜向下,如图所示
41.如图所示,是一乘客手持拉杆行李箱的情形,O是轮子的转轴,把拉杆行李箱看作杠杆,以O为支点,请在图中画出力F的力臂L。
【答案】
【来源】广西玉林市博白县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量监测物理 试题
【详解】过O点作F作用线的垂线即为F的力臂,如图所示:
42.如图甲所示,学校开展植树活动的情景。将铲土的铁锹视为杠杆,图乙为其简化示意图,O为支点,请画出在A处施加的最小动力F的示意图。
【答案】
【来源】广西南宁市第十四中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂最大,动力最小;最大动力臂是支点和动力作用点之间的线段,所以作图方法是:连接OA,过A点作OA的垂线,由于阻力对杠杆的作用效果是使其顺时针转动,所以动力方向向上,使其逆时针转动,如图所示:
43.如图乙所示,活塞式抽水机摇柄AOB可绕支点O转动,请画出动力F的力臂,并用字母L标注。
【答案】
【来源】广西壮族自治区贺州市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】反向延长动力的作用线,过支点O做力的作用线的垂线,即为动力臂L。
44.如图,杠杆绕着O点转动,画出动力F的力臂l。
【答案】
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市二中大学区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】【小题1】首先延长力的作用线,已知杠杆的支点为O,从支点O作力F的作用线的垂线段,垂线段即为力F的力臂l,如图:
滑轮组的连线问题作图
45.(1)如图,画出静止在斜面上的物块所受重力的示意图(O点为物块重心)。
(2)如图,画出用最小的力将重物拉起的绳子绕法。
【答案】(1)
(2)
【来源】广西河池南丹县2023-2024学年八年级下学期期末学情教情调研检测物理试题
【详解】(1)从重物的重心竖直向下作有向线段即重物的重力示意图,如图所示:
(2)根据滑轮组省力特点,承担物体重力的绳子股数最多最省力,图中滑轮组只有一个动滑轮,承担物体重力的绳子股数最多是3,根据“奇动偶定”,从动滑轮挂钩开始连线,如图所示:
46.工人站在地上,利用图所示的滑轮组把重物以最省力的方式提升到楼上,请在图中画出滑轮组的绕绳方法。
【答案】
【来源】广西百色市2022-2023学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】由工人站在地上可知拉力方向向下,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上,依次反复绕。如图所示:
1.小强所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中,准备的器材有:质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示:
(1)实验中通过比较 被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小;
(2)比较甲、乙两图,可初步得出结论:动能的大小与物体的 有关;
(3)比较图甲、丙两图,小强认为:物体的动能大小与速度有关,他的看法是否正确? (选填“正确”或“错误”),理由是 ;
(4)比较乙、丙两图,可初步得出结论:其它条件相同时,物体的 越大,物体的动能越大;
(5)本实验装置的水平面如果绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(6)本实验用到的物理研究方法有 , 。
【答案】(1)木块
(2)速度
(3) 错误 没有控制钢球的质量相同
(4)质量
(5)不能
(6) 控制变量法 转换法
【来源】广西 宣威市来宾街道第一中学2023-2024学年八年级下学期末复习物理试题
【详解】(1)木块被撞的越远,说明钢球的动能越大,故实验中通过木块移动的距离来判定动能的大小。
(2)比较甲、乙两图实验,小球的质量相同,滚下的高度不同,速度不同,木块移动的距离不同,可以得到动能大小与物体的速度有关。
(3)[1][2]比较甲、丙两图实验可知,滚下的高度不相同,到达水平面时的速度不同,质量不相同,所以无法判定物体的动能大小与速度是否有关,他的看法是错误的。
(4)比较乙、丙两图实验可知,滚下的高度相同,速度相同,钢球的质量越大,推动木块移动的距离越远,动能越大。
(5)若水平面绝对光滑,由牛顿第一定律,物体将一直匀速直线运动下去,无法比较木块移动的距离而无法比较动能的大小。
(6)动能的大小与物体的质量和速度都有关系,实验用到控制变量法;验中通过木块移动的距离来判定动能的大小,用到转换法。
2.某兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下图所示的探究实验:
(1)让小球从同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的 ;
(2)实验中通过比较木块被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小,这种方法在物理学中属于 ;(选填“控制变量法”或“转换法”)
(3)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因;
(4)分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: ;
(5)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(6)由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样, (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100km/h。
【答案】 初速度 转换法 超载 物体质量一定时,速度越大,动能越大 不能 小轿车
【来源】广西贺州市富川县2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】(1)[1]小球从同一高度由静止开始滚下,小球的重力势能转化为动能,高度相同,所以到达水平面时动能相同,速度相同。所以,让小球从同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的初速度。
(2)[2]木块被小球撞击后移动的距离s越大,说明小球对木块做的功越多,也反映了小球具有的动能越大;因此实验中通过木块移动的距离反映了物体动能的大小,这种方法叫转换法。
(3)[3]分析甲、乙两图的实验可知,高度相同时,金属球的质量越大,木块被推动的距离越远,由此可知:当速度一定时,质量越大,动能越大,这可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
(4)[4]分析甲、丙两图的实验可知,质量相同时,小球的高度越大,即速度越大,木块被推动的距离越远,由此可知:当物体质量一定时,速度越大,动能越大。
(5)[5]若水平面绝对光滑,木块将做匀速直线运动,无法比较木块被撞击后移动的距离,从而无法判断动能大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(6)[6]物体动能的大小与物体质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大,所以从安全的角度考虑,大客车质量大,则需速度小,小轿车质量小,则速度大;则某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样,小轿车的限速应该是100km/h。
3.利用如图所示的器材完成“探究杠杆平衡条件”的实验。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
40
4
10
2
2.5
20
2.5
20
3
3
20
2
30
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母:实验时仍然使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于测量 ;
(2)如图乙所示,在杠杆左侧A位置(左侧第四格)先挂了3个钩码,在右侧B位置(右侧第三格)挂 个钩码,能使其在水平位置平衡。经过多次改变杠杆左右两侧的力和力臂,使其重新平衡,根据表中的信息,得出杠杆平衡的条件是 ;
(3)多次实验收集多组数据,目的是 (选填“A”或“B”);
A.多次实验取平均值减小实验误差
B.使实验结论更具有科学性和普遍性
(4)在实验过程中,如图丙所示,在杠杆右侧B位置悬挂2个钩码,使杠杆在水平平衡后,保持右侧所挂钩码的数量和位置不变,弹簧测力计由D到C,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中弹簧测力计的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 右 力臂大小 4 F1l1=F2l2 B 变大
【来源】广西南宁市江南区多校联考2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】(1)[1][2]调节杠杆在水平位置平衡,图中杠杆右端偏高,需向右调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小。
(2)[3]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,
GALA=FBLB
即
3G×4L=FB×3L
解得FB=4G,在右侧B位置需挂4个钩码。
[4]由表格数据可知
1N×40cm=4N×10cm
2.5N×20cm=2.5N×20cm
3N×20cm=2N×30cm
由此可见杠杆的平衡条件是
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即
F1l1=F2l2
(3)[5]探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律,使实验结论更具有科学性和普遍性,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[6]根据杠杆的平衡条件分析,将测力计从D位置缓慢转到C位置,其阻力臂OB不变,阻力不变,而动力臂在从D到C的过程逐渐减小,故动力需增大,弹簧测力计示数变大。
4.实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示,杠杆此时 (选填“是”或“不是”)平衡状态;图甲中将螺母向 (选填“左”或“右”)调节,可使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 ;
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为20g的钩码,应在B点挂 个质量均为30g 的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡,平衡后若在A、B两点各增加1个相同的钩码,则杠杆 端(选填“左”或“右”)会下降;
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图甲,在井边竖一根树权,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图乙。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以 (选填“增大”或“减小”)石块的质量或向 (选填“左”或“右”)移动杠杆的支点;
(4)图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图,A处所吊水和水桶的总质量为m1,O处为支点,杠杆的质量为m0,重心在C处,B处所挂石块的质量为m2,AO=l1,OC=l0,OB=l2。请写出的表达式,l2= (用字母m0、m1、m2、l0、l1表示)。
【答案】 是 左 便于读出力臂 2 右 增大 左
【来源】广西贺州市富川县2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动时,处于平衡状态,故此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]如图甲,杠杆右端高,所以应向右调节平衡螺母,直至杠杆在水平位置静止,此时杠杆受到的竖直向下的力的力臂与杠杆重合,这样便于读出力臂大小。
(2)[4]设杠杆上一格距离为L0,B点挂n个m2=30g的钩码,由杠杆平衡条件知
2m1g×3L0=nm2g×2L0
代入数据解得n=2,所以应在B点挂2个质量均为30g 的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。
[5]平衡后若在A、B两点各增加1个相同的钩码,钩码重力记为G0,则两侧力与力臂的乘积增加量分别为
左侧=G0×3L0=3G0L0
右侧=G0×2L0=2G0L0
可知右侧<左侧,故左端下沉。
(3)[6][7]水桶盛满水后,阻力与阻力臂的乘积变大,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以增大石块的质量;也可以向左移动杠杆的支点,减小阻力臂,增大动力臂,从而减小人向上提水的拉力。
(4)[8]由杠杆平衡条件有
OA×m1g=OC×m0g+OB×m2g代入数据可得
l1×m1=l0×m0+l2×m2解得。
5.在探究“杠杆的平衡”实验中,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0.5N的钩码。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡状态;要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向 端调节;
(2)调好平衡后,小明完成一次如图乙所示实验操作,记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂L1=0.08m, 阻力 F2=2N, 阻力臂L2=0.06m,他由此马上得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论。他这样的做法是否合理? (选填“是”或“否”)
(3)若保持如图乙所示的两个悬挂点位置不变,将两侧钩码各取下一个,则杠杆 端会下沉;
(4)小明撤去挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C 点竖直向上拉,如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数F为 N;
(5)杆秤是我国古老的衡量工具,如今仍然被人们使用。小明根据探究结果用一根粗细均匀的轻质细杆制成了如图丁所示的杆秤,提纽固定在 D点,托盘挂在C 点,不放重物,提起提纽,秤砣移至E点时,杆秤在水平位置平衡,将E点记为零刻度线,请根据杠杆的平衡条件判断:杆秤E点右边的刻度应 (选填“均匀”或“非均匀”)的;经测试发现:这个杆称能称物体的最大质量太小,要扩大它的量程,可采取的方法是 (写出一种即可)。
【答案】 平衡 左 否 右 2 均匀 见解析
【来源】广西壮族自治区百色市田阳区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]平衡状态为静止或匀速直线运动。杠杆处于静止状态,所以属于平衡状态。
[2]图甲中,杠杆右端下沉。要杠杆在水平位置平衡,就要将平衡螺母向左调节。
(2)[3]没有经过多次测量,实验结果没有普遍性,所以小明的做法不合理。
(3)[4]杠杆每小格的长度为d,每个钩码的重力为G,两侧各取下1个钩码后,杠杆左边
F1L1=2×G×4d=8Gd
右边
F2L2=3×G×3d=9Gd
左边力与力臂乘积小于右边,所以杠杆右端下沉。
(4)[5]在C点必胜弹簧测力计竖起向上拉时,据杠杆的平衡条件知
3×0.5N×4d=F×3d
解得 F=2N。
(5)[6]不称重,称砣在E点时(零刻度线),杆称在水平位置平衡。有
G托盘LCD=G称砣LDE
设称重的物体的重力为G时,称砣往右移∆L,杆称重新平衡,有
(G托盘+G)LCD=G称砣(LCD+∆L)
联立以上两式可得:GLCD=G称砣Δ L。因为LCD与G称砣大小不变,∆ L 与G成正比例,所以杆称的刻度是均匀的。
[7]要扩大杆称的量程可从由杠杆平衡条件进行分析:①将托盘悬挂点C 处挂钩适当向右移,阻力臂变小,动力臂和动力不变。由杠杆平衡条件可知,阻力变大,称量的最大质量变大,量程变大。②将提纽固定点D适当向左移,阻力臂变小,动力不变,动力臂增大,由杠杆平衡条件可知。阻力变大,称量的最大质量变大,量程变大;③换一个质量较大的秤砣,阻力臂不变,动力变大,动力臂不变,由杠杆平衡条件可知,阻力变大,称量的最大质量变大。量程变大。
6.探究“杠杆平衡条件”的实验如图所示。
(1)安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,使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;
(2)小明在杠杆上A处挂3个相同的钩码,如图甲所示,则在B处挂 个相同的钩码,可使杠杆在水平位置平衡;
(3)小明换用可变形杠杆AOB(可绕O点转动)进一步研究杠杆平衡条件。当杠杆如乙图所示水平平衡时,测得OA=0.2m,物块M重力G1=4N,物块N重力G2=8N;则OB= m。保持物块M位置不变,OB向下折至图丙所示位置,要使杠杆在图丙所示位置保持平衡,则应将物块N的悬挂点移动到图中 (填图中标号)点处;
(4)小明利用一根轻质杠杆和溢水杯测量小石块(不吸水)的密度,具体步骤如下:
①在溢水杯中装满水,将石块缓慢浸没在溢水杯中,用一个完好的塑料袋在溢水口处接住溢出的水,则石块的体积 (选填“大于”“等于”或“小于”)溢出水的体积;
②将石块从溢水杯中取出,擦干水后用细线系住,悬挂于处于水平位置平衡的杠杆的A点,用细线将装了溢出水的塑料袋悬挂于杠杆的另一端,调节塑料袋的位置,使杠杆在水平位置再次平衡,记下此时塑料袋的悬挂点B点,如图丁所示。测得A、B点到O点的距离分别为、,若不计塑料袋的质量,则小石块密度的表达式为:= (用、、表示);
③若将塑料袋换成有一定质量的塑料小桶,则测出小石块的密度值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 左 2 0.1 ② 等于 偏小
【来源】广西壮族自治区贵港市港南区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡,说明杠杆最初是右端下沉,左端上翘。
(2)[2]若每个钩码重G,杠杆上每一格为L,则由杠杆平衡条件可得
解得n=2,则在B处挂2个相同的钩码,可使杠杆在水平位置平衡。
(3)[3]由杠杆平衡条件可得
则
[4]保持物块M位置不变,OB向下折至图丙所示位置,则不变,物块N重力G2不变,要使杠杆在图丙所示位置保持平衡,则应满足
故
力臂是指支点到力的作用线的距离,而力始终是竖直向下的,因此应将物体N移动到②处,以确保力的作用线相同。
(4)①[5]在溢水杯中装满水,将石块缓慢浸没在溢水杯中,用一个完好的塑料袋在溢水口处接住溢出的水,根据排水法,则石块的体积等于溢出水的体积。
②[6]如图丁,根据杠杆平衡条件则有
则
石块的质量为
因,则石块的密度为
③[7]若将塑料袋换成有一定质量的塑料小桶,则偏大,由杠杆平衡条件可知,会偏小,根据可知石块密度的测量值与真实值相比会偏小。
7.在“探究杠杆平衡的条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆在图甲所示位置静止,则此时杠杆处于 状态(选填“平衡”或“不平衡”)。此时杠杆左端下沉,则应将右端的平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量 的大小;
(2)如图乙所示,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,则杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡;
(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,当弹簧测力计从a位置转动至b位置时,其示数大小将 (填“变大”或“变小”);
(4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉杠杆(与水平方向成30°角),使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计示数的大小为 N。
【答案】 平衡 右 力臂 6 不能 变大 3
【来源】广西壮族自治区贺州市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】(1)[1]杠杆在图甲所示位置静止,此时杠杆是平衡状态。
[2]此时杠杆左端下沉,则应将右端的平衡螺母向右调节。
[3]直到杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量力臂的大小。
(2)[4]根据杠杆的平衡条件可知
可解得,应在B点挂6个相同的钩码。
[5]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,根据杠杆的平衡条件,此时
则杠杆不能在水平位置保持平衡。
(3)[6]当弹簧测力计从a位置转动至b位置时,拉力的力臂减小,则拉力增大,测力计的示数大小将变大。
(3)[7]如图丁所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉杠杆(与水平方向成30°角),使杠杆在水平位置平衡时,由杠杆的平衡条件可得
解得
则弹簧测力计示数的大小为3N。
8.小明在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,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;
(2)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 ;
(3)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;
(4)如图丙所示,用弹簧测力计由a到b的过程中,其示数大小将 ;
(5)探究过程中必须多次实验,这是为了 ;
(6)如图丁所示,是小明设计的利用实验室的砝码和一支圆柱形铅笔测量刻度尺的质量的实验,实验步骤如下:
①先将刻度尺(上面没放砝码)垂直放置在圆柱形铅笔上左右移动,直至刻度尺在铅笔支撑下在水平位置平衡,读出刻度尺重心位置对应的刻度为d1;
②如图丁,再在刻度尺的某刻度处放置砝码,旋动铅笔,使刻度尺重新在水平位置平衡;
③读出砝码底面中心所在位置的刻度为d2,再读出铅笔中心所在位置的刻度为d3;
④若砝码的质量为m,则刻度尺的质量为: (用d1、d2、d3及m表示)。
【答案】 是 右 便于测量力臂 6 变大 使结论具有普遍性
【来源】广西南宁市第十四中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】(1)[1][2]杠杆静止不动或匀速转动时杠杆处于平衡状态,所以杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆是平衡状态;此时杠杆左低右高,应将平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]杠杆在水平位置平衡时,力臂在杠杆上,便于测量力臂。
(3)[4]设每个钩码重力为G,杠杆上每格的长度为L,根据杠杆的平衡条件可得
解得:n=6。即应在B点挂6个相同的钩码。
(4)[5]如图丙所示,用弹簧测力计由a到b的过程中,动力臂不断变小,由于阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力会变大,所以弹簧测力计示数大小将变大。
(5)[6]探究过程中必须改变钩码的数量和位置多次实验,这是为了避免偶然因素,使结论具有普遍性。
(6)[7]设刻度尺质量为m尺,尺子水平平衡时,根据杠杆的平衡条件可得
整理可得
9.小明在超市买了一个哈密瓜,回到家用弹簧测力计测量其重力时,发现哈密瓜的重力超出了弹簧测力计的量程,身边又找不到其它合适的测量工具,于是他找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如下示意图进行了改进:
步骤一:将细绳系在米尺的50cm刻度线处,米尺刚好能在 平衡;
步骤二:将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左);
步骤三:在米尺 45cm 刻度线处挂上哈密瓜,用细绳把弹簧测力计的拉环系在75cm刻度线处,并竖直向下拉挂钩,使米尺在水平位置平衡,如图甲所示。
(1)小明是利用 (选填“二力”或“杠杆”)平衡的条件相关知识来计算哈密瓜的重力;
(2)在步骤一中使米尺在该位置平衡是为了避免 对测量结果的影响;
(3)当小明在操作步骤三时,他父亲指出弹簧测力计的使用存在问题,你认为小明这样使用弹簧测力计会使测量结果 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小明分析后改用如图乙所示的正确方法操作:他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后,重新调零(如图乙左),并重新测出拉力为3N,最后计算出哈密瓜的重力为 N;
(5)如图乙和图丙所示,先后竖直向下和斜向下拉弹簧测力计,均使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计两次的示数分别为F和,你认为F (选填 “”“ ”或“=”);
(6)如图丁所示,小明又在米尺40cm刻度线处挂了一个重力为2.5N的苹果,当杠杆再次在水平位置平衡时,弹簧测力计示数为4N。若将弹簧测力计、系哈密瓜的细绳、系苹果的细绳对米尺的拉力分别用F1、F2、F3表示,它们的力臂分别为 L1、L2、L3,于是小明猜想F1L1= F2L2+F3L3也 (选填“能”或“不能”)使杠杆平衡。
【答案】 水平位置 杠杆 米尺自身重力 偏小 15 能
【来源】广西上思县2023-2024学年八年级下学期学习成果监测(二)物理试卷
【详解】[1]米尺刚好能在水平位置平衡,拉力和阻力与米尺垂直,方便直接读出力臂大小。
(1)[2]此时的米尺相当于一个杠杆,所以是利用杠杆平衡原理来计算哈密瓜的重力。
(2)[3]图中将细绳固定在米尺的重心位置,并将米尺调整到水平平衡的目的是避免米尺自重对实验造成干扰,引起误差。
(3)[4]步骤三中小明用细绳把弹簧测力计的拉环系在75cm刻度线处,此时米尺受到的拉力为测力计受到的拉力加上测力计的自重,所以会导致测量的拉力偏小。
(4)[5]由杠杆平衡条件可得
解得
(5)[6]从竖直向下拉到斜向下拉,拉力的力臂变小,阻力与阻力臂不变,由可知,拉力变大,即
(6)[7]杠杆左侧
杠杆右侧
左侧等于右侧,即
所以杠杆仍能平衡。
10.在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从探究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用如图甲、乙所示装置进行实验,并把数据记录在下表中;
实验次数
滑轮材质
钩码重
钩码被提升的高度
有用功
拉力
绳端移动的距离
总功
机械效率
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码 ,机械效率越高;
②比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与 有关;
③比较 两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关;
④第5次实验是利用图 的装置完成的,判断依据是 ;
(2)小明利用图甲装置进行下一步研究,测出动滑轮的重为,根据表格中的数据得出:总功大于有用功与克服动滑轮重力所做的功之和,即:,你猜测还有什么因素影响机械效率?答: (答一种因素即可);
(3)为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有 (多选)。
A.减轻动滑轮重 B.适当增加所提物体重
C.给机械加润滑油 D.增加重物上升高度
【答案】 越重 动滑轮的重力 2和3 乙 图乙是定滑轮,不省力也不省距离 轮与绳子之间的摩擦 ABC
【来源】广西来宾市忻城县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量调研物理试题
【详解】(1)①[1]比较1和2两次实验可知,当提升钩码的高度相同,提升钩码重力不同时,钩码的重力越大,滑轮组的机械效率就越高。
②[2]比较3和4两次实验可知,其它条件相同,滑轮材质不同,滑轮的重力不同,导致滑轮组的机械效率不同,故滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关。
③[3]比较2和3两次实验可知,当提升钩码的重力相同,提升高度不同时,滑轮组的机械效率相同,故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关。
④[4][5]第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等,所以第5次实验是利用了定滑轮完成的,定滑轮不省力也不省距离,故是利用了图乙完成的。
(2)[6]实验中,除了克服动滑轮重做功,还要克服绳重和摩擦做功,因此得出了总功大于有用功与克服动滑轮重力所做的功之和的结论。
(3)[7]由以上实验可知,滑轮组的机械效率与提升重物的重力、动滑轮的重力、绳重和摩擦有关,与提升物体的高度无关。
A.减轻动滑轮重力,在提升相同重物、提升相同高度时,减小额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值增大,提高了滑轮组的机械效率;故A符合题意;
B.由实验得出的结论可知,增大提升的物体重力,可以提高滑轮组的机械效率,故B符合题意;
C.机械加润滑油,在提升相同重物、提升相同高度时,减小额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值增大,提高了滑轮组的机械效率;故C符合题意;
D.由实验可知,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关,因此增加重物上升高度不能提高机械效率,故D不符合题意。
故选ABC。
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