期末题型分类特训:实验探究题(一)-2024-2025学年物理八年级下册人教版(2024)
2025-06-19
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期末题型分类特训:实验探究题(一)-2024-2025学年物理八年级下册人教版(2024)
一、实验探究题
1.某同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如表1:
表1
实测物体
物体质量m(kg)
重力G(N)
比值G/m(N/kg)
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
9.8
物体3
0.3
2.94
9.8
(1)在实验过程中,需要的两个测量工具是 、 。
(2)分析表中实验数据,可以得出的结论是:物体的重力和质量成 比,你判断的依据是 。
(3)在图中,以质量为横坐标,重力为纵坐标,根据表格中的数据,画出重力与质量之间关系的图线 。
(4)该小组的同学在继续探究“影响物体重力大小的因素”实验中,进行了“物体重力的大小跟物体形状是否有关”的探究实验,他们用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表2所示。
表2
被测物体
形状
重力
橡皮泥
正方体
4.8N
球
4.2N
三棱锥
3.6N
他们分析实验数据得出的实验结论是:物体重力的大小与物体的形状有关。这个结论是 (填“正确”或“错误”)的,依据是: 。
2.小飞在探究"重力与质量的关系"的实验中,按照如上右图所示把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在表格中:
质量m/g
100
200
300
400
500
重力 G/N
1
3
4
5
测量前小飞仔细观察弹簧测力计的零刻线、量程和分度值,并在竖直方向上调零;
(1)小飞悬挂两个钩码时,弹簧测力计示数为 N;
(2)如图利用弹簧测力计测量钩码重力,使弹簧测力计弹簧伸长的力是____。
A.钩码的重力 B.钩码和测力计的总重力
C.钩码对弹簧的拉力 D.弹簧对钩码的拉力
(3)分析表中数据可得出的结论是:物体的重力与它的质量成 。
3.在弹簧测力计下挂不同个数的钩码(每个钩码的质量相同)得到表1数据:
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
重力G/N
0.98
1.96
2.94
(1)表格中空白处的数字为 。
(2)有资料显示在某些不同的地理位置,重力与质量之比g值存在微小差异,如表2。我国与许多国家有贸易往来,在货物运输中,发货单上标示的“货物重量”,指的是货物的 (选填“质量”或“重力”);
表2
地点
广州
上海
纽约
莫斯科
g值大小
9.780
9.794
9.803
9.816
(3)图是一同学在探究“重力的大小跟质量的关系”时得出的图像,其探究过程可能存在的问题是: 。
(4)如图弹簧测力计下挂一物体,物体沿图示轨迹做匀速直线运动,则物体受到的拉力 4.6N, 重力 6N.(均选填“等于”或“不等于”)。
4.某物理实验小组的同学在探物体所受重力大小与物体质量的关系时,实验记录如下表:
被测物体
质量m(kg)
重力G(N)
比值G/m(N/kg)
比值G/m的平均值(N/kg)
物体1
0.5
4.85
9.7
物体2
0.8
7.84
9.8
物体3
1.0
9.90
9.9
(1)在实验过程中,需要的测量工具是托盘天平和 。
(2)在上表空白处比值G/m的平均值为 N/kg
(3)科学家测量发现,同一物体在月球上的重力是地球上的1/6,则地球上质量为 60kg的宇航员到了月球上后,他的质量为 kg,重力为 N.
5.某物理兴趣小组用天平、钩码、弹簧测力计探究“物体的重力大小与物体质量的关系”。测量的数据记录如表所示。
被测物体
1
2
3
4
5
物体质量m(kg)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
重力G(N)
1
2
3
4
5
(1)将弹簧测力计上挂上钩码,保持弹簧测力计与钩码整体在竖直方向处于静止状态,此时弹簧测力计的读数 钩码重力;
(2)如图所示,是同学们第2次用弹簧测力计测量时的情形,该弹簧测力计示数是 N;(3)分析表中实验数据可得:物体所受的重力跟它的质量成 。
6.在探究“物体的重力大小跟物体质量的关系”的实验中,实验数据记录如下:
钩码的个数
1
2
3
4
5
钩码的质量(m/×10-2kg)
5
10
15
20
25
弹簧测力计的读数(G/N)
0.5
1
1.5
2
2.5
(1)分别用图甲、乙两种方式使用弹簧测力计测量钩码所受的重力,正确的握持方式是 (选填“甲”或“乙”)。测量时弹簧测力计与钩码均处于 状态。
(2)请在图丙中标出第3次测量时钩码重力的示数 ;
(3)请在图丁中画出G与m的关系图线 ;
(4)分析实验数据和图像可以得出的结论是: 。
7.小慧在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计拉动同一木块A:
(1)为了测量滑动摩擦力的大小,实验应如图 (选填ad")所示。具体操作为: .
(2)比较 (选填对应的字母)两次实验可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系
(3)小慧在按题(1)步骤测量摩擦力时,发现很难严格按要求操作,且测力计移动过程中读数困难。于是她改用如图所示的方式测量滑动摩擦力:
①该实验需在木块相对地面 (选填“静止运动”)时对弹簧测力计进行读数;
②请在方框内画出此时木块所受摩擦力f的示意图 (以点代表木块)。
8.为探究二力平衡的条件,同学们进行了如下实验:
(1)小明向图1中的左盘和右盘同时加入一个质量相等的硅码,此时木块两边受到的拉力 (选填“相等”或“不相等”),木块处于静止状态
(2)小亮对小明的实验进行了改进,利用如图2所示的装置继续实验。往两盘中加入质量相等的砝码后,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车无法保持静止,由此可以得出二力平衡的条件之一为: 。
(3)老师对他们表示了赞扬,并让他们尝试用硬纸片代替小车,并改用如图3的装置进行实验,与图2相比,图3装置的优点是 。
9.小明利用弹簧测力计、粗糙程度不同的水平长木板、木块和砝码等器材探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”。
(1)如图﹣1,小明将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在木板表面做 运动,记录此时弹簧测力计的示数。
(2)如图﹣2,小明在木块上加放砝码,重复(1)中的操作。比较图﹣1、图﹣2实验,可以得出结论:其他条件一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越 。
(3)比较图﹣3、图﹣ (选填“1”或“2”)实验可知,滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。生活中应用此结论的实例有: (写出一条即可)。
(4)小明想到自己在做家务时,把被子叠好后拉动,比被子在平铺状态下拉动起来更轻松,于是准备探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关。为了提高测量精度,小明利用力传感器和传送带设计了如图﹣4所示的装置,保持传送带的转速不变进行实验,计算机记录木块平放和侧放时的传感器数据分别如图﹣5、图﹣6(木块平放和侧放时的底面积不同)所示。
①分析图﹣5、图﹣6可初步得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积 (选填“有关”或“无关”);
②小明发现传感器测得的滑动摩擦力数据不稳定,可能的原因是 ;
③同桌小华认为小明的实验方案不够严谨,为探究“把被子叠好后拉动,比被子在平铺状态下拉动起来更轻松”的原因,小明应该 。(合理即可)
10.某校物理兴趣小组的同学对“阻力对物体运动的影响”问题进行了如下探究:
(1)【设计并进行实验】
实验中让小车分别从同一斜面的顶端由静止自由下滑,这样做的目的是: ;
(2)本实验是通过 来体现阻力对物体运动的影响的,这说明了力的作用效果与 有关;
(3)依次将毛巾、棉布铺在木板上,探究小车在三种平面上的运动情况。若实验中发现小车直接冲出了棉布的末端,在仅有目前的实验器材的基础上,他们应该采取 (选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜程度的方法来完成整个实验探究过程。
【分析论证】根据实验现象得出相关结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,其运动的距离就越远;若水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车将保持 。这种研究方法叫 ;
【交流与反思】通过探究实验可以得出:当物体受到的阻力为零时,物体的速度将不会发生改变。为此,小强同学认为:若物体的速度不发生改变,物体受到的阻力肯定为零。请你用举例的方法对他的观点进行评价: 。
11.某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)、(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的 相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小为 (用公式表示);
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小为 (用公式表示),合力的方向与 (选填“F3”或“F4”)的方向相同。
12.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的实验装置如图甲、乙所示。你认为 组同学选择的器材更加合理,其原因是 (选填选项前的字母)。
A.滚动摩擦力小于滑动摩擦力 B.滑动摩擦力小于滚动摩擦力
C.小车队桌面的压强比较大 D.木块对桌面的压强比较小
(2)在探究力的大小对二力平衡的影响时,若左右两边的钩码个数不相等,小车 (填“能”或“不能”)保持平衡。这说明两个力必须大小 (选填“相等”或“不相等”),才能使小车平衡。
(3)为了探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡”,同学们在上述步骤的基础上,用锯条将小车从中间锯开,这样小车将 (填“能”或“不能”)保持静止。这说明:只有当两个力作用在 (选填“同一”或“不同”)物体上,才能使物体保持平衡。
13.物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)如图①的微小压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是____(选填字母):
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(3)在如图③中保持探头的位置不变,只改变探头的方向,U形管两液面的高度差将 。
(4)分析 两图的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(5)正确操作后,分析图、图③的实验现象,得出结论:液体密度相同时, 。
(6)小王用图⑤所示的装置进行如下实验:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是ρ液 ρ水(选填“>”“<”或“=”)。
14.如图所示,小渝想用塑料瓶、泡沫和金属块等器材探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)本实验是通过观察泡沫的 程度来比较压力的作用效果,这种研究方法是 ;
(2)通过比较 两次实验,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)若将图甲的泡沫块换成金属块,如图丁所示。金属块的形变 泡沫块的形变,则塑料瓶对两个物体压强的大小关系为p甲 p乙(两空均选填“>”“<”或“=”);
(4)实验中的泡沫可以换成沙子进行实验吗? (选填“可以”或“不可以”)。
15.小明利用U形管压强计探究液体内部的压强与哪些因素有关,实验装置如图所示。
(1)压强计是通过U形管中左右液面的 来反映被测压强大小的,这种实验方法叫做 ,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。使用前检查装置,方法是用手轻轻按压几下探头上的橡皮膜,如果发现U形管中的液体不能灵活升降,则说明装置很可能 ;
(2)排除故障后开始实验,小明把实验数据记录在设计好的表格中,如下表所示:
序号
液体
橡皮膜在液体中的朝向
探头所在位置深度h/mm
液面高度差
1
水
朝上
30
28
2
水
朝下
30
28
3
水
朝左
①
28
4
水
朝右
30
28
5
水
朝上
60
56
6
水
朝上
90
84
记录完数据后发现纸上①处滴了一滴水,墨洇开了,看不清楚此处数据,请把表格中数据补充完整,①处应该为 ;
(3)利用表中 (填序号)四组数据可得到结论A:同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等;利用 (填序号)三组数据可得到结论B:同种液体中,深度越深,压强越大。拦河大坝做成上窄下宽的形状是根据结论 (选填“A”或“B”)设计的。
16.小亮同学自制了图甲所示的装置用来探究液体压强与哪些因素有关。
(1)将同一液体倒入容器左右两侧,使右侧液面高于左侧,观察橡皮膜的形状如图乙。再将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两侧,使两侧的液面相平,此时橡皮膜的形状如图丙。
①由图乙可初步得出:同种液体中, 越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:液体压强的大小与液体的 有关。
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为:c D(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)如图戊所示,用隔板将容器分成左右不等的两部分,并在左右两侧倒入同深度的同种液体,还可进一步探究液体压强与液体的 是否有关。
17.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是 。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是 。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图 所示实验。
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
【拓展】比较图戊中海绵受到的压强p戊和图己中木板受到的压强p己的大小关系为p戊 p己 (选填“>”“<”或“=”)。
18.巴中市某学校物理实验室的成员小米和小丽利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”,他们进行了以下的实验操作:
(1)压强计的形管 连通器选填“是”或“不是”,小米在使用压强计时发现,形管两边液面不齐平,如图甲所示,出现这种情况的原因是:形管左支管液面上方的气压 选填“大于”“少于”或“等于”大气压,接下来小米取下软管重新安装;
(2)将重新安装的压强计的探头置于液体中时,它通过比较形管两侧液面的 来反映橡皮膜在液体中受到液体压强的大小,这体现的物理实验方法是 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应选择 两图进行比较;
(4)小丽改装了液体压强计,将形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,形管的液面是齐平的。小丽将两个探头分别置于甲、乙两容器的液体中,液体密度分别为、。当探头所处深度相同时,形管两侧的液面位置如图所示,则 选填“大于”“等于”或“小于”,为了使得形管液面再次齐平,小丽将甲容器中的探头在液体中的深度减小,当液面齐平后,一旁的小米测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度分别为和,则 用、和表示。
19.在探究“影响浮力的大小与哪些因素”有关的实验中,小明进行了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能跟液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能跟物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能跟排开液体的体积有关;
猜想4:浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关。
为了验证以上猜想是否正确,小明做了如图所示的一系列实验,请你完成以下问题:
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 N;
(2)由图 三次实验可以验证猜想1;
(3)为了验证猜想2,实验中铜块和铝块的体积应 (选填“相同”或“不同”),通过比较图 四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力 (选填“有关”或“无关”);
(4)由图①③④三次实验可以验证猜想3是 (选填“正确”或“错误”)的;
(5)铜块的位置从④→⑤的过程中,铜块受到的浮力 ,可以验证猜想 是错误的。
20.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,弹簧测力计挂着同一金属块的示数如图所示(g取10N/kg)
(1)分析甲、乙、丙三次实验可知:浮力的大小与 有关,物体位于图丙所示位置时受到的浮力为 N;
(2)分析 三次实验可探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关;
(3)由图中实验数据可知,金属块的体积为 m3,金属块的密度为 kg/m3;
(4)分析甲、丁、戊三次实验可知:其他条件相同时, 越大,物体受到的浮力越大;
(5)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图己中 (填字母)两个物块,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
21.小明利用铜块、水、溢水杯、小烧杯、弹簧测力计等器材,按照题图所示的步骤,来验证阿基米德原理。(铜=8.9×103kg/m3,水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)图乙的弹簧测力计示数为 N;
(2)由 两图可测出铜块受到的浮力,由 两图可测出铜块排开水的重力,由此验证阿基米德原理 (公式表达即可)
(3)以下情况不会影响结论的是 :
A.图甲步骤移到图丁步骤后面操作
B.图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
C.图丙步骤中物体未全部浸没在水中
D.图丙步骤的铜块碰到溢水杯底部
(4)小明在实验过程中拿起铜块时,怀疑铜块可能是空心的,于是他利用本次实验数据计算出该铜块的密度为 kg/m3,据此密度数据可判断该铜块可能是 (选填“空心”“实心”)的。
22.小明用弹簧测力计、金属块、两个分别装有一定量的水和盐水的相同圆柱形容器,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示:
(1)分析图甲、丙、丁,说明浮力的大小与 无关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的密度有无关系,可选用 三个图的装置来进行操作;
(3)根据实验数据,可以计算出金属块先后浸没在水中和盐水中时受到的浮力分别是 N和 N;
(4)根据实验数据,可以计算出金属块的体积是 = (取);
(5)根据实验数据还可以计算出金属块的密度和盐水的密度分别是 和和 。
23.如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮= N;
(2)由图ACD可知,浮力大小与物体浸没深度 (选填“无关”或“有关”);
(3)分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与 和 有关;
(4)经进一步计算可知物体体积V= m3,物体的密度ρ= kg/m3。
24.如图,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图甲所示,小明用手把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持猜想 ;(选填字母)
(2)如图A所示,可知圆柱体重 N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为 N;
(3)分析C步骤与 (填字母)步骤的数据,可以验证猜想a是错误的;
(4)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是 ;
(5)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是 ;
A.物块的体积B.物块的密度C.盐水的体积D.盐水的密度
(6)另一组的小明发现液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,他想出下列三种实验改进方案,其中不可行的是 (填序号)。
A.利用现有器材进行多次实验B.换用体积更大的同种圆柱体
C.换用密度比水小得多的液体
25.如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作(步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m)。
(1)实验中探究的动能是指 。(选填序号)
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能
(2)实验中通过比较 来判断小球具有动能的大小。
(3)小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系,你认为该观点是 (选填“正确”或“错误”)。
(4)通过比较步骤甲和 可以判断动能大小与物体质量的关系。
(5)若斜面下方的水平面是光滑的,本实验 (选填“能”或“不能”)达到实验目的。
26.如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作步骤甲、乙、丙中小球质量分别为、、。
(1)实验中探究的动能是指____;选填序号
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
(2)实验中通过比较 来判断钢球具有动能的大小.
(3)小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系,你认为该观点是 选填“正确”或“错误”的;
(4)通过比较步骤 和 可以判断动能大小与物体质量的关系;
(5)若斜面下方的水平面是光滑的,本实验 选填“能”或“不能”达到实验目的。
27.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 调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡;
(2)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;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 (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,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将 (选填“变大”“变小”“不变”);
(4)本实验中多次实验的目的是______;
A.求平均值减小误差 B.避免偶然因素,寻求普遍规律
(5)下列属于杠杆平衡条件应用的是______。
A.温度计 B.托盘天平 C.量筒
28.小明对杠杆开展相关实验探究(不计支点处摩擦)。
(1)小明安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡 端翘起(选填“左”或“右”);
(2)如图甲所示,在A点挂3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,弹簧测力计的示数为 N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(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:当杠杆处于图乙所示水平位置平衡时,保持物块M的位置不变,则应将物块N的悬挂点移动到 ___________;
A.①点处 B.②点处 C.①和②之间
(4)小明提出新的问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丁所示装置进行探究,在杠杆A点处挂上2个钩码,使杠杆在水平位置处于平衡状态,以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码的拉力为阻力F2,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:F1l1总是 F2l2(选填“>”“<”或“=”),其原因主要是 。
29. 小明用质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,完成“测滑轮组机械效率的实验”,请回答下列问题:
实验次数
钩码重G(N)
钩码上升高度h(m)
测力计拉力F(N)
测力计移动距离s(m)
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.2
0.3
83%
4
8
0.1
2.7
0.4
(1)只要滑轮组结构一定,则测滑轮组机械效率时,实验器材可以不需要 ;
(2)第4次实验的机械效率为 (保留一位小数),并在图丁中画出相应的滑轮组绕线方法;( )
(3)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高;
(4)已知弹簧测力计的量程为“0~5N”,则利用此弹簧测力计提升物体时,忽略绳重和摩擦,甲、乙两个滑轮组中,甲的最大机械效率 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙的最大机械效率。
30.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数量钩码的方法,分别做甲、乙、丙三组实验,实验数据记录如下:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/m
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计上升的距离/m
机械效率%
1
2
0.05
1
0.15
66.7
2
4
0.05
1.7
0.15
3
6
0.05
2.4
0.15
83.3
(1)在实验操作中应该使钩码 上升:
(2)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (保留三位有效数字);
(3)进行第3次测量时,滑轮组做的有用功是 J;
(4)分析实验数据,实验小组得出的结论是:同一滑轮组,物重越大,机械效率越 。
(5)若提起同一重物,用较轻的动滑轮代替较重的动滑轮,则机械效率将变 。
答案解析部分
1.【答案】(1)托盘天平;弹簧测力计
(2)正;比值基本不变
(3)
(4)错误;因为实验中没有保证橡皮泥的质量不变,所以实验结论不正确
【解析】【解答】(1)本实验要测量物体的重力与质量,因此需用到弹簧测力计和托盘天平;
(2)分析数据可知,比值基本不变,等于9.8N/kg;故可得出的结论:物体的重力和质量成正比;
(3)利用数学中描点连线的方法作图即可,如下图:
(4)因为物体所受重力大小与质量有关,所以在探究重力大小与形状之间的关系时,应保证质量不变;该小组的同学用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,未保持橡皮泥的质量不变,所以得到了错误结论;
【分析】(1)探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”,必须要测量物体的重力和质量;
(2)根据表中数据的比值的关系,归纳结论;
(3)利用数学中描点连线的方法作图即可;
(4)因为物体所受重力大小与质量有关,所以在探究重力大小与形状之间的关系时,应保证质量不变。
2.【答案】(1)2.0
(2)C
(3)正比
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计的量程是0~5N,分度值是0.2N,故图中弹簧测力计的示数为2.0N;
(2)力能使物体发生形变,利用弹簧测力计测量钩码重力时,使测力计内弹簧伸长的力是钩码对弹簧的拉力,故选C;
(3)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值(或质量增大几倍,重力也增大几倍),满足正比例函数关系,由此可知物体所受的重力跟质量成正比。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读数;
(2)重力的方向是竖直向下的;分析力的时候,要找准受力物体和施力物体;
(3)分析表中数据,得出图中物体所受的重力跟质量的关系。
3.【答案】(1)3.92
(2)质量
(3)弹簧测力计使用前没有调零
(4)等于;=等于
【解析】【解答】(1)重力与质量之比为一定值,即物体所受重力与其质量成正比,重力与质量的比值当质量为0.4kg时,重力为3.92N,空白处应填3.92;
(2)贸易往来货物运输中,发货单上所标示的“货物重量”并不是指的重力,而是物体的质量,物体的质量是物体的固有属性,不会因为其他因素的改变而发生改变;
(3)某实验小组画出的G-m图象如图乙所示,发现不挂钩码即质量为零时,弹簧测力计也有示数,则小组实验过程可能存在的问题是:弹簧测力计使用前没有调零;
(4)图中弹簧测力计的一个大格表示1N,里面有5个小格,因此它的分度值为0.2N,因此它的读数为4N+0.6N=4.6N;
拉着弹簧测力计让物体和弹簧测力计一起沿轨迹做匀速直线运动,物体受到的拉力和重力是一对平衡力,所以F拉=G=4.6N,重力也为4.6N。
故答案为:(1)3.92;(2)质量;(3)弹簧测力计使用前没有调零;(4)=;=。
【分析】(1)根据物体所受重力和质量的关系时,分析空白处所填数字;
(2)质量是物体的一种属性,其大小不随物体形状、状态、位置的变化而变化;
(3)根据图象的情况分析解答;
(4)已知物体做匀速直线运动,物体受到的拉力和重力是一对平衡力,大小相等。
4.【答案】(1)弹簧测力计
(2)9.8
(3)60;98
【解析】【解答】(1)在实验过程中,需要用弹簧测力计测物体所受的重力,故需要的测量工具是托盘天平和弹簧测力计。
(2)在上表空白处比值G/m的平均值为:
(3)物体的质量不随位置、形状、物态的变化而变化,故地球上质量为60kg的宇航员到了月球上后,他的质量为60kg。
宇航员在月球上的重力为:
【分析】1.实验时,需要用弹簧测力计测物体所受的重力,需要用天平测物体质量;
2.物体的质量不随位置、形状、物态的变化而变化;
3.根据求出宇航员在月球上的重力。
5.【答案】(1)等于
(2)2;正比
【解析】【解答】(1)钩码处于静止状态,钩码受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,故此时弹簧测力计的读数等于钩码的重力。
(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,该弹簧测力计示数是2N。
(3)由表中实验数据可知,物体重力与质量的比值是一定值,可得结论:物体所受的重力跟它的质量成正比。
【分析】(1)钩码处于静止状态,钩码受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等;
(2)认清弹簧测力计的分度值再读数;
(3)物体所受的重力跟它的质量成正比。
6.【答案】(1)甲;静止
(2)
(3)
(4)物体的重力的大小跟物体的质量成正比
【解析】【解答】(1) 使用弹簧测力计测量钩码所受的重力时, 弹簧测力计必须竖直拉动,当弹簧测力计与钩码均处于静止状态时,物体的重力才等于弹簧测力计的拉力,故正确的握持方式是甲,测量时弹簧测力计与钩码均处于静止状态。
(2)由实验数据可知,第3次测量时钩码重力为1.5N,图丙中弹簧测力计的分度值为0.25N,弹簧测力计的示数如下图所示:
(3)根据实验数据,在 G与m 坐标系中找出对应的坐标点,然后连接起来,如图所示:
(4)分析实验数据和图像可以得出的结论是:物体的重力的大小跟物体的质量成正比。
【分析】1.用弹簧测力计沿竖直方向拉着钩码静止时,弹簧测力计的拉力等于钩码的重力;
2.根据实验数据作图;
3.物体的重力的大小跟物体的质量成正比。
(1)[1][2]弹簧测力计必须竖直拉动,物体的重力才等于弹簧测力计的拉力,所以正确的握持方式是甲,测量时弹簧测力计与钩码均处于静止状态。
(2)由表中数据可知,第3次测量时钩码重力为1.5N,在丙中标出,如下图所示:
(3)由表中数据,在坐标系中找出对应的点,然后连接起来,如下图所示:
(4)由上表可知,质量为原来的几倍,重力也为原来的几倍,即物体的重力的大小跟物体的质量成正比。
7.【答案】(1)a;拉动木块A匀速直线运动
(2)b、c
(3)静止;
【解析】【解答】解:(1)当物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,由二力平衡条件可知,拉力等于摩擦力,故选图a,图d拉力与摩擦力不在同一直线上,不是平衡力;
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,应控制压力大小不变,只改变接触面粗糙程度,故选b、c两实验;
(3)①当弹簧测力计的示数稳定后,木块与地面之间的相对位置不变,故木块相对地面静止。
②因弹簧测力计对木块的拉力水平向左,故由二力平衡可知,传送带对木块的摩擦力水平向右,木块所受摩擦力f的示意图:
故答案为:(1)a;c;(2)b、c;(3)静止;。
【分析】(1)根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时,弹簧测力计才能测出摩擦力的大小;
(2)滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,根据实验现象得出相应的结论,再对照选项分析其应用是哪一个;
(3)启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面静止;摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反。
8.【答案】(1)相等
(2)两个力必须作用在同一直线上
(3)硬纸片重力可忽略不计,能更好地忽略物体自重对实验的影响
【解析】【解答】 解:(1)因为左右盘加入质量相等的砝码,根据G=mg,砝码重力相等,通过绳子对木块的拉力也相等。
(2)将小车扭转一个角度后,两个拉力大小相等、方向相反,但不在同一直线上,小车无法保持静止,说明二力平衡时两个力需作用在同一直线上。
(3)硬纸片重力可忽略不计,能更好地忽略物体自重对实验的影响。相比小车,硬纸片质量小,重力对实验的影响几乎可以忽略,能更准确地探究二力平衡条件,而小车的重力可能会对实验结果产生一定干扰。同时,硬纸片受到的摩擦力也比小车小,可减小摩擦力对实验的影响。
故答案为:(1)相等;(2)两个力必须作用在同一直线上;(3)硬纸片重力可忽略不计,能更好地忽略物体自重对实验的影响。
【分析】 (1)因为左右盘加入质量相等的砝码,根据G=mg,砝码重力相等,通过绳子对木块的拉力也相等。
(2)将小车扭转一个角度后,两个拉力大小相等、方向相反,但不在同一直线上,小车无法保持静止,说明二力平衡时两个力需作用在同一直线上。
(3)硬纸片重力可忽略不计,能更好地忽略物体自重对实验的影响。
9.【答案】(1)匀速直线
(2)大
(3)1;避险车道铺有碎石
(4)无关;传送带表面的粗糙程度不均匀;将木块更换为软布进行实验
【解析】【解答】 (1)要测滑动摩擦力,需沿水平方向拉动测力计做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)在木块上放砝码,重复(1)中的操作,发现弹簧测力计示数F1<F2,木块上加上一个砝码后,对接触面的压力变大,滑动摩擦力变大,由此可知:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)图-3、图-1两图的实验中,木块对接触面的压力相同,接触面粗糙程度不同,可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
鞋底凹凸不平、避险车道铺有碎石等都是利用摩擦力与接触面粗糙程度有关的实例。
(4)接触面的粗糙程度相同,压力大小相等,受力面积不同,图-5、图-6中F1=F2,说明摩擦力相等,则可得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。
弹簧测力计的示数仍不稳定,说明滑动摩擦力大小发生了变化,根据滑动摩擦力的两个影响因素可知,在压力不变时,可能原因是传送带表面粗糙程度不均匀。
因为木块的材料和被子的软硬程度不同,用木块进行实验不合理,应将木块更换为软布进行实验。
故答案为:(1)匀速直线;
(2)大;
(3)1;避险车道铺有碎石;
(4)无关;传送带表面的粗糙程度不均匀;将木块更换为软布进行实验。
【分析】 (1)要测滑动摩擦力,需沿水平方向拉动测力计做匀速直线运动。
(2)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)利用控制变量法分析。鞋底凹凸不平是利用摩擦力与接触面粗糙程度有关的实例。
(4)滑动摩擦力与接触面的粗糙程度、压力大小有关,与接触面积大小无关。
弹簧测力计的示数仍不稳定,可能原因是传送带表面粗糙程度不均匀。
因为木块的材料和被子的软硬程度不同,用木块进行实验不合理,应将木块更换为软布进行实验。
10.【答案】(1)使小车到达水平面时具有相同的速度
(2)小车在水平面上运动的距离;力的大小
(3)减小;匀速直线运动;科学推理法;小强的观点不正确。比如,水平方向推车,车未动,车的运动状态没有改变,但车受到的阻力不为零。
【解析】【解答】 (1)小车在水平面上运动的距离与初始速度有关,实验中让小车分别从同一斜面的顶端由静止自由下滑,这样做的目的是使小车到达水平面时具有相同的速度。
(2)本实验中不同表面阻力大小不同,小车在上面运动的距离不同,为探究阻力对物体的运动的影响,可以通过小车在水平面上运动的距离来体现阻力对物体运动的影响的,运用了转换法,同等条件下,阻力越大,运动的距离越小,这说明了力的作用效果与力的大小有关。
(3)小车到水平面的速度与小车的高度有关,如果小车从同一位置由静止释放,则可以通过减小斜面的倾斜程度的方法来减小小车的高度,从而减小小车到达水平面的速度,避免小车直接冲出了棉布的末端。
根据实验现象,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,其运动的距离就越远,速度变化越小;若水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车的速度将保持不变,即小车将保持匀速直线运动。现实生活中绝对光滑是不存在的,结论是在现有实验现象的基础上推理得出的,这种研究方法叫科学推理法。
小强的观点不正确。比如,水平方向推车,车未动,车的运动状态没有改变,但车受到的阻力不为零。
故答案为:(1)使小车到达水平面时具有相同的速度;(2)小车在水平面上运动的距离;力的大小;(3)减小;匀速直线运动;科学推理法;小强的观点不正确。比如,水平方向推车,车未动,车的运动状态没有改变,但车受到的阻力不为零。
【分析】 (1)采用控制变量法,要使小车在水平面上具有相同的初速度,可以让小车从斜面的同一高度滑下;
(2)在粗糙程度不同的水平面上滑行时受到的阻力不同,受到的阻力越大,通过的距离越短;力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关;
(3)小车滑出棉布表面,说明其初始速度太快,可降低小车在斜面上自由下滑的高度;
【分析论证】水平面越光滑,小车所受阻力越小,运动距离越远;如果小车不受力,小车将做匀速直线运动;运用了科学推理的方法;
【交流与反思】物理学中的研究方法很多,本实验中用到了实验加推理的方法来说明当物体所受阻力为零时物体的运动速度不会发生变化;但当物体受平衡力时运动状态也不会变化。
11.【答案】(1)效果
(2)F=F1+F2
(3)F=F3-F4;F3
【解析】【解答】(1)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力的作用效果都相同。
(2)据图可知,两次试验的效果相同,所以(b)试验两个力的作用效果和(a)的作用效果相同,所以F=F1+F2。
(3)(a)与(c)的作用效果相同,所以(a)中力F的作用效果与(c)中F3和F4两个力的作用效果相同,故可得出结论F=F3-F4,合力的方向与力F3的方向相同。
【分析】力作用的合成,同一方向上,合力等于分力相加,相反方向,合力等于分力相减。
(1)根据控制变量法可知,三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,是为了使每次实验中力的作用效果都相同。
(2) 由图中(a)与(b)可知,(a)中力F的作用效果与(b)中F1和F2两个力的作用效果相同,且F1和F2两个力的方向相同,故可得出结论F=F1+F2
(3)[1][2]由图中(a)与(c)可知,(a)中力F的作用效果与(c)中F3和F4两个力的作用效果相同,且F3和F4两个力的方向相反,故可得出结论F=F3-F4
且弹簧的形变与力F的形变相同,即合力的方向与力F3的方向相同。
12.【答案】乙;A;不能;相等;不能;同一
【解析】【解答】(1)乙图中用的是小车,它与桌面之间是滚动摩擦,其摩擦力较小于甲试验的摩擦力,可以忽略对实验的影响,因此乙组同学选择的器材更加合理,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2)左右两边的钩码个数不相等,小车两边受到拉力不相等,合力不为0,小车不能保持平衡。说明两个力大小相等,才能使小车平衡。
(3)用锯条将小车从中间锯开,探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡”,观察到小车不能保持静止。说明只有当两个力作用在同一物体上,才能使物体保持平衡。
综上 第1空、 乙;第2空、A; 第3空、不能; 第4空、相等; 第5空、不能; 第6空、同一;
【分析】1、探究二力平衡试验仪器,砝码、纸片、铁支架,选择卡片可以不考虑物体重力,不选择木块是可以减少摩擦力的影响,避免影响两侧砝码质量不同,带来错误结论
2、实验步骤: 在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向 相反,调整砝码数量改变拉力大小, 为了探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ,将卡片 一剪为二
二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡。
13.【答案】(1)不是
(2)B
(3)不变
(4)③④
(5)液体压强随液体深度的增加而增加
(6)>
【解析】【解答】 解:(1)U形管压强计的左侧上端封闭,不是上端开口底部连通的容器,因此不是连通器;
(2)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B;
(3)在同一液体的相同深度,液体向各个方向的压强相等,所以改变探头的方向,U形管两液面的高度差将保持不变。
(4) 比较图乙、丙,探头所在液体深度相同,液体密度不同,U形管两液面高度差不同,可知,当深度一定时,液体内部压强与液体密度有关。
(5) 分析图②、图 ③ 的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加;
(6) 在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,此时橡皮膜左右两侧受到的压强相同,因左侧水面到橡皮膜的深度大于右侧液面到橡皮膜的深度,由p=ρgh可知,ρ水<ρ液。水和待测液体对容器底压强分为橡皮膜以上液体的压强和橡皮膜以下液体的压强,因液体密度较大,由p=ρgh可知p液下>p水下。又因为p水上=p水下,则p水上+p水下<p液上+p液下
故p水<p液。
故答案为:(1)不是;(2)B;(3)不变;(4)③④;(5)液体压强随液体深度的增加而增加;(6) >。
【分析】 (1)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;当使用前发现U形管内水面已有高度差,只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(3) 在同一液体的相同深度,液体向各个方向的压强相等;
(4) 比较图乙、丙,探头所在液体深度相同,液体密度不同,U形管两液面高度差不同;
(5) 分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论;
(6) 直到橡皮膜刚好变平,此时橡皮膜左右两侧受到的压强相同,根据橡皮膜的深度,由p=ρgh得出ρ水<ρ液。根据水和待测液体对容器底压强分为橡皮膜以上液体的压强和橡皮膜以下液体的压强,由p=ρgh分析p液下与p水下大小关系,根据p水上=p水下得出结论。
14.【答案】凹陷;转换法;甲、乙;<;<;可以
【解析】【解答】(1)本实验将压力的作用效果转换为泡沫塑料的凹陷程度,研究方法为转换法。
(2)甲、乙两图所示实验知,其余因素相同,乙中受力面积小,泡沫的凹陷程度更明显,所以压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)金属块硬度大,不易发生形变,所以金属块的形变小于泡沫块的形变。根据可知塑料瓶对受压面的压力相同,甲受力面积大,所以p甲<p乙。
(4)泡沫和沙子都比较容易产生形变,所以实验中的泡沫可以换成沙子。
综上 第1空、凹陷; 第2空、转换法; 第3空、甲乙; 第4空、<; 第5空、<; 第6空、可以;
【分析】1、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中 压力作用效果 难以直接测量,所以需要通过海绵的凹陷程度进行测量;
2、压强的影响因素:公式为P=F/S,所以压强的大小和压力大小成正比,和受力面积成反比;压强大小于接触面材料无关,所以在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
15.【答案】(1)高度差;转换法;不属于;漏气
(2)30
(3)1、2、3、4;1、5、6;B
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中左右液面的高度差来反映被测压强大小的,该方法为转换法,压强计U形管一端密闭,所以不是连通器。用手轻轻按压几下探头上的橡皮膜,U形管中的液体不能灵活升降,则说明装置很可能漏气。
(2)1、2、3组实验中液面高度差相同,朝向不同,说明探究朝向和压强的关系,所以①处应该为“30”。
(3)1、2、3、4四组数据,探头的朝向不同,液面高度差相同,所以同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等。1、5、6三组数据,深度不同,压强不同,可得到结论:同种液体中,深度越深,液面高度差越大,则压强越大。根据此原理,拦河大坝做成上窄下宽的形状。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。
(1)[1][2][3]根据转换法,压强计是通过U形管中左右液面的高度差来反映被测压强大小的,高度差越大,说明所测液体压强越大;压强计U形管一端密闭,所以不是连通器。
[4]使用前检查装置,方法是用手轻轻按压几下探头上的橡皮膜,如果发现U形管中的液体不能灵活升降,则说明装置很可能漏气。
(2)液体压强的大小与方向无关,与液体的深度有关,1、2、3组实验中液面高度差相同,则说明深度相同,所以①处应该为“30”。
(3)[1]分析表中1、2、3、4四组数据,探头的朝向不同,液面高度差相同,则可得:同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等。
[2][3]分析表中1、5、6三组数据,可得到结论:同种液体中,深度越深,液面高度差越大,则压强越大。根据此原理,拦河大坝做成上窄下宽的形状。
16.【答案】(1)深度;密度
(2)<
(3)横截面积
【解析】【解答】探究液体压强的影响因素时,
(1)乙图中,两侧液体的种类相同,右侧液体在橡皮膜处的深度更大,橡皮膜向左凸出,是橡皮膜右侧受到的液体压强较大,可得:同种液体中,液体的深度越大,压强越大。
丙可中,A、B两种不同的液体倒入容器左右两边,左右两侧的液面相平时,橡皮膜向左凸出,说明橡皮膜右侧受到的液体压强较大,而橡皮膜右侧液体密度较大,说明深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(2)图丁中,橡皮膜的形状几乎没有变化,则左右两侧的压强相等,左侧的C液体深度较深,由,隔板左侧的C液体密度小于隔板右侧D液体密度,即。
(3)图戊中,用隔板将容器分成左右不等的两部分,并在左右两侧倒入同深度的同种液体,即液体的密度和深度相同,横截面积不同,可探究液体压强与液体的横截面积是否有关。
【分析】(1)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;液体深度相同时,液体压强和液体密度有关;
(2)当液体压强相等,根据深度不同,液体密度不同,深度越深,液体密度越小;
(3)当液体密度和深度相同时,容器底面积不同,可以探究液体压强和底面积的关系。
(1)[1]由乙图可知,两侧液体的种类相同,右侧液体在橡皮膜处的深度更大,橡皮膜向左凸出,说明橡皮膜右侧受到的液体压强较大,故可以得出:同种液体中,液体的深度越大,压强越大。
[2]图丙可知,A、B两种不同的液体倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,此时橡皮膜向左凸出,说明橡皮膜右侧受到的液体压强较大,而橡皮膜右侧液体密度较大,说明深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(2)由图丁可知,橡皮膜的形状几乎没有变化,说明左右两侧的压强相等,左侧的C液体深度较深,由可知,隔板左侧的C液体密度小于隔板右侧D液体密度,即。
(3)如图戊所示,用隔板将容器分成左右不等的两部分,并在左右两侧倒入同深度的同种液体,即液体的密度和深度相同,横截面积不同,根据控制变量法可知,可进一步探究液体压强与液体的横截面积是否有关。
17.【答案】泡沫的凹陷程度;转换法;在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;甲、丙;没有控制压力大小相同;=
【解析】【解答】探究压力的作用效果与什么因素有关时,(1)实验中,压力的作用效果不同,泡沫的凹陷程度不同,通过泡沫的凹陷程度比较压力作用效果,利用的方法是转换法。
(2)在甲、乙两图中,受力面积相同,乙图压力更大,凹陷更深,得出的结论:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系时,控制压力相同,改变受力面积,选图甲、丙两实验进行比较。
(4)根据图丁,将物体B沿竖直方向切成不同的两块,受力面积不同,压力大小也不同,没有控制压力大小相同,得出压力作用效果与受力面积无关,是错误的。
在图戊和图戊中,压力大小和受力面积相同,海绵受到的压强和木板受到的压强关系是。
【分析】(1)通过观察泡沫的凹陷程度,可以比较压力的作用效果,利用了转换法;
(2)当受力面积相同时,压力越大, 压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和受力面积的关系时,需要保持压力相同;
(4)当压力和受力面积都改变时,不能探究压力的作用效果和受力面积的关系;当压力和受力面积相同时,压强相等。
18.【答案】(1)不是;大于
(2)高度差;转换法
(3)丙、丁
(4)大于;
【解析】【解答】(1)上端开口,下端相连的仪器时连通器,压强计的U形管不是连通器;小米在使用压强计时发现,U形管两边液面不齐平,如图甲所示,出现这种情况的原因是: U形管左支管液面上方的气压大于大气压,需取下软管重新安装。
(2)它通过比较U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜在液体中受到液体压强的大小,这体现的物理实验方法是转换法。
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应选择丙、丁两图,不同液体,同一深度,U形管两侧液面的高度差不相同,说明液体内部压强与液体密度有关。
(4)小丽将两个探头分别置于甲、乙两容器的液体中,液体密度分别为ρ甲、ρ乙。当探头所处深度相同时,U形管两侧的液面位置如图2所示,左边液面低于右边,说明左侧压强大于右侧,则ρ甲大于ρ乙。
为了使得U形管液面再次齐平,小丽将甲容器中的探头在液体中的深度减小,当液面齐平后,一旁的小米测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度分别为h甲和h乙,则此时左右两边压强相等,即p甲= ρ甲gh甲=p乙= p乙gh乙解得;
故答案为:(1)不是;大于;(2)高度差;转换法;(3)丙、丁;(4)大于; 。
【分析】(1)连通器应具备上端开口、底部连通的结构,而压强计的U形管有一端口是封闭的;当金属盒在空气中时,由于U形管左右两管液面上方的气压相同,都等于大气压,根据连通器原理液面应该相平;而此时U形管两边液面不齐平,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压大于大气压。
(2)液体内部有压强,且可以通过液面高度差的大小来反映液体压强的大小。
(3)要探究液体内部压强与液体密度的关系,则需要控制深度相同,改变液体的密度。
(4)将两个探头分别置于液体密度分别为ρ甲、 p乙液体中。当探头所处深度相同时,U形管两侧的液面位置如图所示,右管中液面高,说明甲液体产生的压强大,因深度相同,根据p=ρgh可知两液体的密度大小关系;
当U形管两侧的液面再次相平时,压强相等,此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度分别为h甲和h乙,则p甲= ρ甲gh甲=p乙= p乙gh乙。据此得出甲液体密度。
19.【答案】(1)1.2
(2)①④⑦
(3)相同;①②④⑥;无关
(4)正确
(5)不变;4
【解析】【解答】(1)由图①可知,铜块的重力为9N,由图⑦可知,铜块浸没在盐水中时测力计的示数为7.8N,则铜块浸没在盐水中受到的浮力为:
F浮=G铜-F示=9N-7.8N=1.2N
(2)探究浮力的大小跟液体的密度的关系时,应控制物体排开液体的体积相同,改变液体的密度,应选择图①④⑦三次实验进行验证。
(3)探究浮力的大小跟物体的重力的关系时,应控制物体排开液体的体积和液体密度相同,改变物体的重力,故实验中铜块和铝块的体积应相同;
由图①④可知,铜块浸没在水中所受浮力为:
F浮铜=G铜-F1=9N-8N=1N
由图②⑥可知,铝块浸没在水中所受的浮力为:
F浮铝=G铝-F2=2.8N-1.8N=1N
故通过比较图①②④⑥四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力无关。
(4)由图①③④三次实验可知,铜块排开水的体积越大,测力计的示数越小,根据F浮=G-F示可知,铜块所受的浮力越大,即液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大,所以猜想3是正确的。
(5)铜块的位置从④→⑤的过程中,铜块排开水的体积相同时,铜块浸没在水中的深度越深,测力计的示数不变,根据F浮=G-F示可知,铜块受到的浮力不变,可知,浮力的大小跟物体浸没的深度无关,可以验证猜想4是错误的。
【分析】1.根据称重法F浮=G-F示求出铜块浸没在盐水中受到的浮力;
2.根据控制变量法进行分析验证;
(1)根据①可知铜块的重力为9N,根据⑦可知铜块浸没在盐水中时测力计的示数为7.8N,根据称重法可知铜块浸没在盐水中受到的浮力
F浮=G铜-F示=9N-7.8N=1.2N
(2)探究浮力的大小跟液体的密度的关系,应保证物体排开液体的体积相同,使液体的密度不同,由图①④⑦三次实验可以验证猜想1是否正确。
(3)[1][2][3]为了验证猜想2,即:浮力的大小可能跟物体的重力有关,应控制物体排开液体的体积相同,实验中铜块和铝块的体积应相同,根据①④可知铜块浸没在水中所受浮力
F浮铜=G铜-F1=9N-8N=1N
根据②⑥可知铝块浸没在水中所受的浮力
F浮铝=G铝-F2=2.8N-1.8N=1N
故通过比较图①②④⑥四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力无关。
(4)由图①③④三次实验可知,铜块排开水的体积越大,测力计的示数越小,根据F浮=G-F示可知,铜块所受的浮力越大,即浮力的大小跟排开液体的体积有关,验证猜想3是正确的。
(5)[1][2]铜块的位置从④→⑤的过程中,铜块全部浸没水中,测力计的示数不变,根据F浮=G-F示可知铜块受到的浮力不变,浮力的大小跟物体浸没的深度无关,可以验证猜想4是错误的。
20.【答案】(1)排开液体的体积;2
(2)甲丙丁
(3)2×10-4;2.4×103
(4)液体的密度
(5)C、D
【解析】【解答】探究浮力的大小与哪些因素有关,
(1)根据甲、乙、丙实验:物体浸入水中的体积不同,测力计的示数不变,则物体受到的浮力不同;可得:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
图甲中,圆柱体的重力G=4.8N,图丙中,圆柱体浸没,所受的浮力为
(2)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,改变物体浸没在液体中的深度,根据图甲、丙、丁三次实验,可探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关。
(3)金属块浸没时,受到的浮力为:,浸没在水中时,排开水的体积等于金属块的体积,则金属块的体积为:
计算金属块的密度为:;
(4)根据甲、丁、戊三次实验:物体排开液体的体积相同,丁图测力计的示数大于戊图测力计的示数,因盐水的密度大于水的密度,物体全部浸没在水中的浮力小于全部浸没在盐水中的浮力,可得出结论:排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(5)探究浮力和物体密度的关系时,应控制液体密度、排开液体的体积相同,物体密度不同,C、D两物体的体积相同,物质不同,物体的密度不同,因此选择C、D。
【分析】(1)当液体密度相同时,浮力大小和排开液体的体积有关;根据物体的重力和浸没时测力计的拉力差,计算浮力;
(2)探究浮力和浸没的深度的关系,要保持液体密度和排开液体的体积相同;
(3)根据浮力,利用,计算排开液体的体积,根据,计算物体的密度;
(4)当排开液体的体积相同时,液体密度越大, 物体受到的浮力越大;
(5)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,探究浮力与物体的密度的关系,保持液体密度和排开液体的体积相等,物体的密度不同。
(1)[1]分析甲、乙、丙三次实验可知:物体浸入水中的体积不同,测力计的示数不变,根据称重法可知,物体受到的浮力不同;由此可知:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
[2]从图甲可知,圆柱体的重力G=4.8N,根据称重法可知,图丙中圆柱体所受的浮力为
(2)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,根据控制变量法,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,改变物体浸没在液体中的深度,故分析图甲、丙、丁三次实验可探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关。
(3)[1]金属块浸没在水中受到的浮力为
浸没在水中时,排开水的体积等于金属块的体积,根据阿基米德原理可得,金属块的体积为
[2]金属块的密度为
(4)分析甲、丁、戊三次实验可知:物体排开液体的体积相同,物体全部浸没在水中后测力计的示数大于物体全部浸没在盐水中后测力计的示数,且盐水的密度大于水的密度,由称重法可知,物体全部浸没在水中所受的浮力小于物体全部浸没在盐水中所受的浮力,可得出结论:其他条件相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(5)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的密度是否有关,根据控制变量法,应使物体的体积相同,密度不同,并使其浸没在同种液体中;C、D两物体的体积相同,但是由不同物质组成的,所以物体的密度不同,因此选择C、D。
21.【答案】4.6;乙、丙;甲、丁;F浮 = G排;C;4.6×103;空心
【解析】【解答】验证阿基米德原理时,
(1)图乙中,弹簧测力计的分度值为0.2N,根据指针位置,示数为F=4.6N。
(2)图乙、丙中,铜块未浸入水中时,弹簧测力计示数为F乙=4.6N,即铜块的重力为:G铜=4.6N,铜块浸没在水中后,弹簧测力计示数为F丙=3.6N,根据称重法,计算铜块受到的浮力为
;
根据甲、丁两图可知,小烧杯受到的重力为:G杯=F甲=0.4N,
小烧杯和排开水受到的总重力为:G总=F丁=1.4N,
则铜块排开水的重力为:,可得F浮=G排;
(3)A.若先进行图丁操作,后进行图甲步骤,烧杯内会残留水,使测得排开水的重力减小,故A不符合题意;
B.如果图乙水面没有达到溢水杯的溢水口,在物体放入溢水杯时,会使溢水杯先满了才可以向外溢出,溢出的水比物体排开的水少,故B不符合题意;
C.无论物体是否全部浸没在水中,其排开水的体积等于物体浸在水中的体积,仍然能得出浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,故C符合题意;
D.丙图操作时,铜块碰到溢水杯底部,会使图丙中弹簧测力计的示数变小,由称重法可知,所测量的浮力变大,故D不符合题意。
故选C。
(4)根据F浮=ρ液gV排,铜块的体积等于其排开水的体积,即
根据G=mg,铜块的质量为:
根据,铜块的密度为:
因,则该铜块是空心的。
【分析】(1)根据测力计指针位置,测量力的大小;
(2)根据物体的重力和浸没后测力计的拉力,计算浮力;根据容器和排开水的总重力,计算排开液体的重力,并判断F浮=G排;
(3)实验时,物体没有完全浸没,仍能探究物体受到的浮力和排开液体的重力的关系;
(4)根据F浮=ρ液gV排,可以计算排开液体的体积,根据,计算物体的质量,根据,计算密度,判断物体是否空心。
22.【答案】深度;甲丁戊;4;4.4;4×10-4;400;1.25;1.1
【解析】【解答】(1)在图甲、丙、丁所示实验中,物体排开液体的体积相同,物体浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,即浮力大小相同,所以说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2) 为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的密度有无关系 ,应该改变液体的密度,在图甲、丁、戊所示实验中,物体排开液体的体积相同而液体的密度不同,所以选甲丁戊;
(3)根据弹簧测力计的示数可分别求得在水中的浮力为4N;
浸没在盐水中所受浮力4.4N
(4)当金属块完全浸没在水中,金属块的体积等于排开水的体积,根据阿基米德原理,所以金属块的体积
V=V排=
(5)要求金属块的密度需要利用
先求金属块的质量
所以金属块的密度为
利用阿基米德的推导式可求得盐水的密度为
综上第1空为深度;第2空为甲丁戊;第3空为4;第4空为4.4;第5空为4×10-4;
第6空为400;第7空为1.25;第8空为1.1
【分析】本题考查浮力的探究实验。通过弹簧测力计的示数变化,可以计算出物体在不同液体中所受的浮力。实验中,金属块在空气中、水中和盐水中的弹簧测力计示数分别为F1、F2和F3。根据浮力的定义,浮力等于物体在液体中的重力与弹簧测力计示数的差值。以及利用浮力求金属块的密度和液体的密度,需要熟练运用阿基米德原理。
23.【答案】0.5;无关;液体的密度;物体排开液体的体积;;
【解析】【解答】(1)根据A图可知,物体的重力是2N;根据C图可知,物体浸没在水中的拉力是1.5N,则物体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F3=2N-1.5N=0.5N;
(2)根据图片CD可知,当物体完全浸没后,虽然在水中的深度不同,但是弹簧测力计示数相同,即浮力的大小相同,则浮力的大小与深度无关。
(3)由图ABC可知,液体的密度不变,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力大小不同,说明浮力大小与排开液体的体积有关;
由ADE可知,物体排开液体的体积相同,只有液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力大小不同,由此可得:物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关。
(4)当物体完全浸没后,它排开液体的体积等于自身体积,即
物体的体积;
物体的密度。
【分析】(1)根据图片确定物体的重力和完全浸没时测力计的拉力,根据F浮=G-F3计算此时它受到的浮力;
(2)注意分析CD中物体的深度改变后,它受到的浮力是否改变即可;
(3)分别对ABC和ADE实验进行分析,确定影响浮力大小的因素;
(4)根据计算物体的体积,根据计算物体的密度。
24.【答案】b;2.4;0.4;D;没有控制排开液体体积相同;C;A
【解析】【解答】(1) 明用手把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力 ,说明排水体积越大,物体所受浮力越大,故可支持猜想b。
(2)测力计示数为2.4N,拉力等于重力,故圆柱体的重力为2.4N。根据称重法可知图B中圆柱体受到浮力为
(3)由图CD 可知,圆柱体深度不同,测力计拉力相同,说明浮力与物体浸没深度无关,故猜想a是错误的。
(4)由图可知,BE的变量右密度和排水体积,所以不能得出有效结论。
(5)由图AC以及称重法可知,物体浸没时受到的浮力为1N,结合浮力公式可知物体的体积为
,物体的重力为2.4N,根据G=ρgv可计算物块的密度,由AE可知,物体盐水的浮力,根据浮力公式可计算盐水的密度
故ABD不符合题意;
C.盐水的质量未知,所以无法计算得出盐水的体积,故C符合题意。
故选C。
(6)液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,由可知,可以增大液体密度间差异或增大物体体积,从而增大浮力变化量,利用现有器材进行多次实验,不能使浮力变化量变大,所以不能使实验现象更明显。
故选A。
综上 第1空、 b; 第2空、 2.4; 第3空、0.4; 第4空、D; 第5空、 没有控制排开液体体积相同 ; 第6空、 C 第7空、A
【分析】称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
浮力:浮力产生的原因为上下表面存在压强差,根据阿基米德远离可知浮力的大小等于排开水的重力,浮力的公式F浮=ρ液gV排
25.【答案】A;木块移动距离;错误;步骤乙;不能
【解析】【解答】探究动能大小跟哪些因素有关时,(1)实验中,通过木块被撞击后移动的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小,探究的动能是指钢球撞击木块时的动能,故选A。
(2)实验中,通过木块B被小球撞击后移动的距离,判断小球具有动能的大小,利用了转换法。
(3)探究动能和速度的关系时,需要保持质量相等,实验乙和丙,质量和下落的高度都不同,不能判断动能大小与速度的关系。
(4)探究动能大小与物体质量的关系,需要控制速度相同,改变物体的质量,选择甲、乙进行实验。
(5)若水平面绝对光滑,钢球撞击木块后,木块不受摩擦力作用,在水平方向不受外力作用,将做匀速直线运动,不能通过比较木块移动的距离来比较动能的大小。
【分析】(1)运动的物体具有动能;
(2)通过木块移动的距离反应动能大小,是转换法;
(3)探究动能大小和速度的关系时,需要保持质量相等;
(4)探究动能和物体质量的关系时,要保持物体运动速度相等;
(5)水平面光滑,不受摩擦力,运动的物体做匀速直线运动。
26.【答案】(1)A
(2)木块移动距离
(3)错误
(4)甲;乙
(5)不能
【解析】【解答】1)小球的重力势能转化为动能,所以动能是指 钢球撞击木块时的动能 ,A正确,BC错误
综上选A
2)动能难以观察,所以使用转换法,将动能转换为 木块移动距离 来判断钢球具有动能的大小
综上 第1空、木块移动距离
3)乙丙质量和高度不同,所以变量不唯一,结论错误
综上 第1空、错误
4)比较动能和质量的关系,需要控制质量不同,其余因素相同,所以比较甲乙
综上第1空、甲;第2空、乙
5)水平面时光滑的,则小球和物块会一直运动,不能达到试验目的
综上 第1空、不能
【分析】1、物理学方法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中电阻的大小难以直接测量,所以将动能转换为 木块移动距离 来判断钢球具有动能的大小
2、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比
27.【答案】(1)右
(2)6;不能
(3)变大
(4)B
(5)B
【解析】【解答】探究杠杆平衡条件时,
(1)根据图像,杠杆左端下沉,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使天平平衡。
(2)杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆平衡的条件
即,解得FB=6G,需挂6个钩码。
设若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格, 杠杆右侧:
杠杆左侧:,18GL<24GL,杠杆不能保持平衡。
(3)根据图丙,保持B点不变,拉力F从a位置转到b位置时,阻力和阻力臂保持不变,拉力倾斜时,动力臂变小,拉力变大。
(4)探究杠杆的平衡规律时,只进行一次实验,容易出现偶然性,多次重复实验,避免偶然性,故B符合题意。
(5)常用温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的;托盘天平本质上是等臂杠杆;量筒只是测量液体的容器,B符合题意。
【分析】(1)调节杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向偏高的一侧移动;
(2)根据杠杆上力和力臂乘积,计算未知力的大小;根据力和变化的力臂,判断是否平衡;
(3)杠杆上的拉力倾斜时,力臂减小,拉力变大;
(4)探究规律时,需要多次实验,探究普遍性;
(5)天平利用了杠杆的原理。
(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆左端下沉,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动。
(2)[1]杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆平衡的条件可得
即
解得FB=6G,需挂6个钩码。
[2]设若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格, 杠杆右侧力与力臂的乘积为
杠杆左侧力与力臂的乘积为
因为18GL<24GL,杠杆不能保持平衡。
(3)保持B点不变,若拉力F从a位置转到b位置时,阻力和阻力臂保持不变,动力臂变小,根据杠杆平衡的条件,则拉力变大。
(4)如果只进行一次实验,容易出现偶然性,本实验多次重复实验的目的是避免偶然性,故B符合题意。
(5)常用温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的;托盘天平本质上是等臂杠杆;量筒只是测量液体的容器。因此符合题意的是B选项。
28.【答案】(1)左
(2)1;偏小
(3)B
(4)>;杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【解析】【分析】解:(1)要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡,说明杠杆左端翘起;
(2)设杠杆一格长为L,在A点挂3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,由杠杆平衡条件得到3×0.5N×2L=F×3L,解之得F=1N;
若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,杠杆的右端下沉,左端上翘,支点位置不变,左侧力臂减小,右侧力臂增大,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,弹簧测力计的示数将偏小;
(3)根据杠杆平衡条件GML1=GNL2可知,当杠杆处于图乙所示水平位置平衡时,保持物块M的位置不变,OB向下折至如图丙所示的位置,L1不变,GM不变,L2减小,GN不变,而L2减小,则应将N移到②点处,保持力臂L2与,原来相同,杠杆才能重新平衡,故选B;
(4)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,所以F1l1总是大于F2l2。
故答案为:(1)左;(2)1;偏小;(3)B;(4)>;杠杆的自重对杠杆平衡有影响。【分析】 (1)在调节杠杆平衡时,杠杆向哪端转动,哪端沉,平衡螺母要向另一端移动;
(2)根据杠杆平衡条件求出弹簧测力计的示数,根据力与力臂乘积的大小变化可判断出弹簧测力计的示数变化;
(3)图丙中使杠杆由水平位置缓慢转动到图中位置,两物块的重力大小不变,OA长度不变,根据杠杆平衡条件可判断出物块N对杠杆拉力的力臂的大小,再结合力臂的概念即可解答;
(4)支点没在杠杆中心处,杠杆自身重力会对杠杆平衡有影响,据此分析解答。
(1)要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡,说明杠杆左端翘起。
(2)[1]设杠杆一格长为L,在A点挂3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,由杠杆平衡条件得到
3×0.5N×2L=F×3L
解之得F=1N。
[2]若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,杠杆的右端下沉,左端上翘,支点位置不变,左侧力臂减小,右侧力臂增大,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数将偏小。
(3)根据杠杆平衡条件GMl1=GNl2可知,当杠杆处于图乙所示水平位置平衡时,保持物块M的位置不变,OB向下折至如图丙所示的位置,l1不变,GM不变,l2减小,GN不变,而l2减小,则应将N移到②点处,保持力臂l2与原来相同,杠杆才能重新平衡,故选B。
(4)[1][2]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,所以F1l1总是大于F2l2。
29.【答案】(1)刻度尺
(2)74.1%;
(3)2、3
(4)小于
【解析】【解答】测量滑轮组机械效率的实验中,
(1)滑轮组结构一定,测滑轮组机械效率时,由于机械效率和距离无关,实验可以不需要刻度尺;
(2)计算第4次实验的机械效率,由于,动滑轮共4段绳子,滑轮组绕线如图;
(3)探究相同滑轮组,提升不同物体时的机械效率,选择改变物体,滑轮组相同,比较2、3两次实验数据,机械效率不同,可得结论:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高;
(4)弹簧测力计的量程相同,忽略绳重和摩擦时,甲是2股绳子,乙是3股绳子,根据G物=nF-G动,乙可以提升更多的物体,物体重力越大,机械效率越大,甲的最大机械效率小于乙的最大机械效率。
【分析】(1)滑轮组的机械效率和距离无关,测量机械效率时,可以不测量距离;
(2)根据,计算机械效率,根据物体距离和绳子距离,判断股数,将滑轮组绕线;
(3)滑轮组的机械效率和物体重力有关;
(4)根据G物=nF-G动,计算物体的重力,动滑轮相同时,物体重力越大,机械效率越大。
30.【答案】匀速;78.4;0.3;大;大
【解析】【解答】探究影响滑轮组机械效率的因素时,(1)实验中,使钩码匀速缓慢上升,弹簧测力计示数才与拉力相同且稳定,有利于准确读数。
(2)计算第2次滑轮组的机械效率为:
(3)第3次中,滑轮组做的有用功为;
(4)根据实验数据,同一滑轮组,提升的物重分别为2N、4N和6N时,机械效率分别为66.7%、78.4%和83.3%,则同一滑轮组,提升的物重越大,机械效率越大。
(5)若提起同样的重物,用较轻的动滑轮代替较重的动滑轮,做的额外功减少,机械效率将变大。
【分析】(1)测量滑轮组的机械效率时,匀速拉动测力计,便于读数;
(2)根据,可以计算机械效率的大小;
(3)根据W=Gh,计算有用功的大小;
(4)动滑轮相同时,物体重力越大, 机械效率越大;
(5)物体重力相同时,动滑轮越小,机械效率越大
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