第十二章 简单机械 实验练习--2024-2025学年人教版八年级物理下册

第十二章 简单机械 实验练习 1.小亮在做“探究杠杆平衡条件”实验时的装置如图所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等。 (1)杠杆在如图甲的位置静止时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态的,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。 (2)如图乙所示是某次实验时的实验情景,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,每个钩码重0.5N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为 N;若弹簧测力计由M向右倾斜到N位置,仍然使杠杆保持水平平衡,拉力F的变化情况是 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 (3)接着小亮借助弹簧测力计(量程为5N)、烧杯、细线和水等简单器材测量一块坚硬矿石的密度。他将矿石悬挂在杠杆上,用弹簧测力计竖直向上拉,测力计示数如图丙所示;不改变矿石和测力计位置,将矿石浸没在盛有适量水的烧杯中(矿石不碰烧杯底和壁),待杠杆在水平位置再次平衡时,测力计示数变为1.6N,则矿石密度为 kg/m3。 2.提高机械效率能够充分发挥机械设备作用,一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中,实验测得的数据如表所示。 次数 物体重力G/N 提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 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3组实验的有用功 J,机械效率是 (计算结果精确到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重物时,被提升的物体越重,机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”)。分析比较第3、4次实验数据可得,机械效率与物体上升的高度 (选填“有关”或“无关”); (4)小红用均为G0的滑轮,组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组,在相同时间内把重物G提升相同高度,若F1=F2,则F1、F2做功的功率P1 P2,机械效率 1 2(两空均选填“>”、“<”、“=”)。如果不计绳重及摩擦,则G︰G0= 。 (5)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率,其目的是_(选填字母序号)。 A.减小摩擦力 B.多次测量求平均值 C.获得多组数据归纳出物理规律 3.小强测量图中甲、乙两个滑轮组的机械效率,他匀速拉动弹簧测力计,正确操作并将实验数据记录在下面的表格中。 次数 物体重G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 6.0 0.1 2.5 0.3 (1)根据表中的数据,符合该实验的滑轮组的组装方式是 (选填“甲”或“乙”); (2)第3次实验滑轮组的机械效率为 ;分析第1、2、3次实验的数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体时,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”)。 4.如图甲、乙所示,利用铁架台、带有刻度的杠杆(忽略杠杆重力)、细线、弹簧测力计、若干钩码(每个钩码重均为0.5N)等实验器材,来探究杠杆的平衡条件: (1)实验前,杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右侧的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。 (2)如图乙所示,用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,使杠杆仍在水平位置平衡,然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜。当弹簧测力计由位置①缓慢转动至位置②,杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计在位置②时的示数可能为_(填字母序号)。 A.0.6N B.1N C.1.4N (3)改变钩码的个数和位置进行了多次实验,目的是 。 (4)在图乙中画出弹簧测力计作用在B点的拉力F以及拉力的力臂l 。 5.在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 (1)杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应把平衡螺母向 调,使其在水平位置平衡; (2)在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙,要使杠杆重新在水平位置平衡,应_(填字母); A.向左调节平衡螺母 B.将左侧钩码向左移动 C.增加右侧钩码个数 (3)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态,若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,此时杠杆 (选填“仍能”或“不能”)保持平衡; (4)如图丁,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中杠杆在水平位置始终保持平衡,测力计示数变化情况是 ; (5)如图戊,质量分布、粗细都均匀的金属棒CB,将AC部分搭在水平桌面上,已知金属棒重G=60N,CA∶AB=1∶3,则使金属棒在图示位置静止时所需外力F的范围是 N(F的作用点和方向如图)。 6.在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中,小霞用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如下表所示。 序号 动滑轮重/N 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率/% 1 0.3 1 0.3 0.70 0.6 71.4 2 0.3 2 0.3 0.6 3 0.3 4 0.3 2.4 0.6 83.3 4 0.3 4 0.2 2.4 (1)实验时,小霞应竖直向上 拉动弹簧测力计; (2)第2次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为 N,提升重物所做的有用功为 J,动滑轮的机械效率为 %; (3)分析表中数据可知:用同一动滑轮匀速提升重物,在物重增加时,拉力所做的额外功占总功的比值将 。第4次实验中,减小物体提升的高度,动滑轮的机械效率 (本题两空均选填“减小”、“不变”或“增大”) (4)另一位同学也用该装置提升重4N的钩码,测量相关数据后算得动滑轮的机械效率为90.9%,与表中小霞算得的83.3%有较大差别,则造成上述较大差别的原因可能是该同学在实验操作中_(单选)。 A.提升的高度比小霞实验时的大的多 B.弹簧测力计静止时读出拉力大小 C.拉着弹簧测力计向上加速运动 D.拉力方向与弹簧测力计轴线方向不一致 7.亲爱的同学,请你运用所学知识回答下列问题。 (1)实验小组研究定滑轮特点时,做的实验如图甲所示,据此可证明:使用定滑轮不省力,但可以 。他们通过进一步分析还发现:使用定滑轮时,其相当于一个 杠杆; (2)图乙所示的是“探究动滑轮工作特点”的实验装置,小明记录的数据如下表。分析数据可得:钩码越重,拉力F与钩码重的比值越接近 (填数值)。由此他推断得出:在不计动滑轮重和摩擦时,使用动滑轮可以省 的力; 实验次序 1 2 3 钩码重/N 2 4 6 测力计示数/N 1.1 2.1 3.1 (3)小敏用图丙所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。 ①实验中,测力计的示数如图丙所示,钩码的总重力G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m时,C点上升了30cm,则杠杆的机械效率为 ;(结果精确到0.1%) ②实验中若提升的钩码重力一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是 ; ③若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 8.某实验小组用下图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如表所示。 物理量 实验次数 1 2 3 4 钩码重G物/N 0.5 1.0 1.5 2.0 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 0.3 0.5 0.7 0.9 绳端移动距离s/m 0.3 0.3 0.3 0.3 机械效率 67% 71% 74% (1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计; (2)第1次实验滑轮组的机械效率是 ;(保留两位有效数字) (3)分析以上数据可知,使用同一个滑轮组提升重物时,被提升物体的重力越 ,滑轮组的机械效率越高; (4)若在第4次实验结束后,小明又在滑轮的轮轴处加润滑油,此时滑轮组的机械效率将 (选填“大于”“等于”或“小于”)74%。 9.物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益(用“MA”表示),根据机械效益可以比较省力程度。那么,滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢?小明提出三个猜想: 猜想一:与物体重力大小有关; 猜想二:与吊起动滑轮的绳子股数有关; 猜想三:与动滑轮重力大小有关; 小明组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组,其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1,图丙中每个滑轮的质量m2,m1=2m2,利用这三个滑轮组进行实验,测得5组数据,再将图丙的滑轮先后更换两次,测得2组数据。不计绳重和摩擦,实验数据如下表。 序号 物重G/N 吊起动滑轮的绳子股数n 拉力F/N 机械效益MA 1 6 2 4.0 1.5 2 8 2 5.0 1.6 3 10 2 6.0 1.7 4 8 3 3.3 2.4 5 8 4 2.5 3.2 6 8 4 3.0 2.7 7 8 4 3.5 2.3 (1)分析1、2、3三次数据可知,其他条件相同时, 越大,滑轮组的机械效益越大,其省的力 (选填“越多”“越少”或“不变”); (2)分析数据可知,当其他条件相同时,机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是 ; (3)第 三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系; (4)用表格中第7次实验的滑轮组,匀速提升重10N的物体,则该滑轮组的机械效益为 ; (5)同一滑轮组的机械效益增大时,其机械效率 (选填“变小”“不变”或“变大”),机械效率与机械效益的比值 (选填“变小”“不变”或“变大”)。 10.小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。 (1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (“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 (“左”或“右”)侧调节; (2)如图乙所示,小明在A点挂2个重力均为1N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;于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:.小张认为他这样得出的结论是不合理的原是: ; (3)小明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,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”); (4)图丁的漫画中, (选填“小猴”或“小兔”)分得的萝卜质量大。 11.如图所示,某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A,收集了表中的实验数据: 次数 斜面的倾斜程度 物块重力 斜面高度 拉力 斜面长度 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% (1)实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向 移动(选填“左”或“右”)。分析表中的数据可得出:斜面越缓越 力(选填“省”或“费”),斜面的机械效率越 ; (2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是和,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为,与第二次实验相比,有用功 (选填“相同”或“不同”)、而拉力做的总功 (选填“变大”或“变小”),这种情况下斜面的机械效率将 (选填“变大”或“变小”); (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和 有关; (4)实验中,若物重、斜面长度不变,且斜面光滑,以下能正确表示拉力F与斜面高度h的关系的是 。 A. B. C. D. 12.在探究“杠杆平衡条件的实验”中(杠杆上每格等距,每个钩码的质量相等)。 (1)杠杆的平衡状态包括杠杆处于静止状态或匀速转动状态。而在实验中我们为了便于实验的操作,都是让杠杆处于 状态下进行实验的; (2)如图甲所示,在右侧离支点O第2格挂两个钩码,只需在左侧离支点O第4格处挂 个钩码,即可使杠杆在水平位置平衡; (3)实验中,有同学用图乙的方式悬挂钩码来进行探究杠杆平衡条件的实验,但老师建议同学不宜采用这种方式,该种方式的不足之处是 (填字母)。 A.一个人无法独立操作 B.力臂与杠杆不重合 C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡 13.兴趣小组为探究“杠杆的平衡条件”,准备了以下器材:杠杆(有均匀刻度的直杆)、铁架台、若干钩码(每个钩码质量均相同)、圆盘等; (1)图甲杠杆静止不动,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将两端的平衡螺母向 侧适当调节; (2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A点挂3个钩码,B点挂 个钩码,可使杠杆在水平位置平衡。多次改变所挂钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡。实验中“多次”的目的是 ; (3)通过以上实践,小红认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确,他们采用图丙装置进行实验。将一个密度均匀的圆盘放置在支架上,圆盘可绕O点自由转动,在C点挂4个钩码并用手使圆盘CG处于水平位置,分别在D、E、F、G、H点处挂6个钩码,松手后观察圆盘状态并记录在下列表格中; 实验序号 C点所挂钩码个数 右侧所挂钩码位置 右侧所挂钩码个数 圆盘状态 1 4 D 6 保持静止 2 4 E 6 保持静止 3 4 F 6 保持静止 4 4 G 6 不能保持静止 5 4 H 6 不能保持静止 ①综合以上实验分析可知,小红的观点是 (选填“正确”或“错误”)的; ②1、2、3三次实验圆盘能保持静止,原因是支点到 的距离不变,物理学中将该距离叫做 (填物理量的名称)。 14.如图所示是“探究杠杆平衡条件”的实验。 (1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置保持静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;若要使其水平平衡,则应将平衡螺母向 调节; (2)小亮想用弹簧测力计和钩码进行实验,设计实验时提出了两种方案,第一种按图乙进行实验,第二种按图丙进行实验,你认为按图 进行实验更简便,原因是 。图乙、丙中,杠杆均水平平衡,此时图 中的弹簧测力计的示数较大; (3)实验结束后,小亮提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究,发现在杠杆O点左侧的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是 。 15.如图所示,小敏用一辆小车、一块长木板分别做了以下两个实验: 实验一:把小车倒放在用长木板搭的斜面上,沿斜面匀速直线向上拉动小车拉力F1=0.8N,小车移动的距离s1=1.000m;用刻度尺测出小车上升的高度h1=0.100m。 实验二:把小车正放在长木板搭的斜面上,调整斜面倾角,沿斜面匀速直线向上拉动小车,拉力F2=0.8N,小车移动的距离s2=1.000m;用刻度尺测出小车上升的高度h2=0.600m。 把重物直接提升一定高度所做的功为有用功,拉力做的功为总功,请回答以下问题: (1)实验一的总功为W总1,实验二的总功为W总2,则有W总1 W总2(选填大于”、“等于”或“小于”); (2)实验一的斜面的机械效率为 1,实验二的斜面的机械效率为 2,则 (选填对应的字母); A 1> 2 B 1= 2 C 1< 2 D由于小车重力未知,不能比较 1与 2的大小关系 (3)上述实验中,小车的重力可能是下列选项中的 (选填对应的字母)。 A1N B 1.2N C1.8N D2N 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 《第十二章 简单机械 实验练习-2024-2025学年人教版八年级物理下学期》参考答案 1.(1) 是 右 (2) 1.5 变大 (3)3 103 2.(1)匀速 (2) 0.4 74.1% (3) 越高 无关 (4) < > 2:1 (5)C 3.(1)甲 (2) 越高 4.(1) 是 左 (2)C (3)寻找普遍结论 (4) 5.(1)左 (2)B (3)仍能 (4)先变小后变大 (5)20~30 6.(1)匀速 (2) 1.3 0.6 76.9 (3) 减小 不变 (4)C 7.(1) 改变力的方向 等臂 (2) 0.5 一半 (3) 66.7% 杠杆的重力 变大 8.(1)匀速 (2)56% (3)大 (4)大于 9.(1) 物重 越多 (2)MA=0.8n (3)5、6、7 (4)2.5 (5) 变大 不变 10.(1) 平衡 左 (2) 3 一次实验得出的结论具有偶然性 (3)不变 (4)小猴 11.(1) 左 省 低 (2) 相同 变大 变小 (3)斜面的粗糙程度 (4)C 12.(1)水平静止 (2)1 (3)C 13.(1) 平衡 右 (2) 2 寻找普遍规律 (3) 错误 力的作用线 力臂 14.(1) 平衡 右 (2) 丙 乙 (3)杠杆的重力对杠杆转动产生了影响 15.(1)等于 (2)C (3)AB 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$