2026年中考物理复习 专题三实验复习（六）机械能和简单机械相关实验

专题三实验复习 （六）机械能、简单机械相关实验（新人教版）（学生篇） 实验一探究物体的动能跟哪些因素有关 （一）实验要点 1．【实验装置】 2．【实验方法】控制变量法、转换法。 (1)转换法的应用：物体动能的大小是通过 木块被推动的距离 来反映的。 (2)控制变量法的应用： ①探究物体动能的大小与速度的关系：让同一钢球从 不同 的高度由静止释放，使钢球到达水平面时速度 不同 ； ②探究物体动能的大小与质量的关系：让质量不同的钢球从同一高度由静止释放，使钢球到达水平面时 速度 相同。 3．【分析现象，总结结论】 (1)质量相同的物体，运动的速度 越大 ，它的动能 越大 。 (2)运动速度相同的物体，质量 越大 ，它的动能 越大 。 4．【交流与反思】 (1)机械能及其转化(小球从斜面滚下，重力势能转化为动能；木块在水平面运动直至静止，机械能转化为内能)。 (2)木块最终停下来是因为受到阻力的作用。 (3)若水平面绝对光滑，该实验 不能 (选填“能”或“不能”)达到探究目的，原因是 木块将做匀速直线运动，无法比较运动的距离 。 (4)应用：对不同的车辆进行 限速 、 限载 。 （二）强化训练 ☆在“探究影响动能大小的因素”的实验中，如图甲、乙、丙所示，让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上由静止滚下，钢球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置. (1)本实验研究的是 (填“木块”或“钢球”)的动能与它的质量、速度的关系. (2)实验通过观察木块被撞后移动的 的大小，可比较出钢球对木块 的多少，从而判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫 . (3)比较甲、乙两图进行的实验，将同一钢球放在同一斜面上不同高度处由静止释放，目的是使钢球在撞击木块时 不同，探究的是动能与 的关系.通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体， 越大，动能越大. (4)比较甲、丙两图进行的实验，让不同质量的两个钢球分别从同一斜面的同一高度滚下的目的是使钢球到达水平面时，具有相同的 ，探究的是动能与 的关系.实验现象：质量 (填“大”或“小”)的钢球把木块撞得远.得出结论：当速度相同时，物体的_________ 越大，动能越大. (5)木块最终会停下来的主要原因是 ，在此过程中木块通过 的方式把动能转化为内能.如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0，木块将 . (6)若在做甲、乙两图实验时，乙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要改进乙图实验，再与甲图实验对比.在不改变木板长度的情况下，可行的操作是 (填字母). A.换用质量更小的钢球 B.给水平木板铺上毛巾 C.适当降低钢球的高度 D.换用一个较重的木块 (7)实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个因素对动能影响更大，于是又进行了实验测定，得到数据如表： 分析表格中对应的数据可知， (填“质量”或“速度”)对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时， (填“超载”或“超速”)造成的危害更严重. 【拓展设问】 (8)甲、丙两次实验中，木块在同一水平面上运动时受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1 (填“>”“<”或“=”)f2；木块移动的过程中，动能转化为 能，其克服摩擦力做功的功率 (填“变大”“变小”或“不变”). (9)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ；理由是 . (10)善于动脑的小明在上述实验的基础上取掉了斜面，增加了一个弹簧，设计了如图丁所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验中弹簧具有的弹性势能 (填“相同”或“不同”).放手后将钢球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系.接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将钢球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做_______ (填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系. （三）真题体验 ☆．(2024·湛江模拟)汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1<h2。 (1)甲、乙、丙三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中，动能的大小是通过__________________来反映的。 (2)甲、乙两次实验探究的是动能与______的关系。 (3)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA______(选填“>”“<”或“＝”)mB，与乙图实验进行比较，可以得出：______相同时，质量越大，动能越大。 (4)善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个小球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能_________(选填“相同”或“不同”)。放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做___________(选填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系。 实验二　探究杠杆的平衡条件(课标必做实验) （一）实验要点 1．【实验装置】 2．【实验过程】 (1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 。 (2)实验时，首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。 (3)给杠杆两端挂上钩码，移动钩码的位置，直到杠杆再次在 水平 位置达到平衡。多次改变力和力臂的数值，重复上述实验。 (4)设计表格并记录数据。 (5)分析实验数据，得出结论。 3．【实验结论】杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式表达：F1l1＝F2l2。 4．【交流与反思】 (1)杠杆平衡状态的判断。 (2)平衡螺母的调节：左高向左调，右高向右调。 (3)多次测量的目的：避免偶然性，使得出的结论具有普遍性。 (4)将一端的钩码换成弹簧测力计的好处：能直接测出拉力的大小，实验操作更方便。 (5)弹簧测力计从竖直拉杠杆变成斜拉杠杆，拉力力臂 变小 ，弹簧测力计示数 变大 。 (6)杠杆两端受力变化时，杠杆动态平衡判断。 5．力和力臂的大小计算。 6．生活中杠杆的应用及杠杆类型的判断。 （二）强化训练 ☆探究杠杆的平衡条件 1.杠杆：一根能绕 转动的硬棒. 2.杠杆的五要素：支点、 、 、 、 . 3.动力与阻力都作用在杠杆上，但对杠杆的作用效果 （填“相同”或“相反”）. 4.动力臂和阻力臂：支点O到 之间的距离. 5.杠杆的平衡条件是 ，数学表达式为：____________. 6.实验器材：铁架台、带刻度的均匀杠杆、弹簧测力计、钩码、细绳、刻度尺等. 7.实验过程： （1）如图甲所示，将杠杆的中心挂在铁架台上，当杠杆静止时，处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态，目的是 . （2）将平衡螺母往 调，直到杠杆变成水平平衡状态，如图乙所示. （3）将钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的个数或 ，使杠杆始终保持水平平衡状态，如图丙所示，目的是 . （4）记录对应的数据在表格中，请完善表格中的内容. 8.多次实验的目的是 . 9.同学们做“探究杠杆的平衡条件”实验，调节杠杆水平平衡后，第一组同学按图甲进行实验，第二组同学按图乙进行实验，你认为第____ （填“一”或“二”）组实验更方便，理由是 . 10.“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”某同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，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： . 11.如图所示，杠杆在水平位置平衡.此时，在B点下方加挂一个相同的钩码，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可以将A点的两个钩码向 （填“左”或“右”）移动 格. 12.如图所示装置，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可以用弹簧测力计在图中的 （填“A”或“C”）点施加一个竖直向上的力. 13.如图所示，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5 N，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F= N.当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”“变小”或“不变”），若想此时弹簧测力计示数仍等于F，应将弹簧测力计的作用点向 （填“左”或“右”）移动适当的距离. （三）真题体验 ☆如图所示，小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码(每个钩码质量相同)等实验器材，探究杠杆的平衡条件. (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，则此时杠杆处于　 　(选填“平衡”或“非平衡”)状态；  (2)为了便于测量　 　(选填“力”或“力臂”)，应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；  (3)将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂　 　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；  (4)小勇用弹簧测力计替代钩码，先在B点竖直向下拉杠杆，然后将弹簧测力计绕B点旋转至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)；  (5)实验结果表明，杠杆的平衡条件是：　 .  实验三　测量滑轮组的机械效率 1．【实验原理】η＝ ×100% 2．【实验装置】如图所示。 3．【测量工具】弹簧测力计和刻度尺。 4．【实验操作】竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。 5．【实验方法】控制变量法。 (1)探究滑轮组的机械效率的大小与被提升物体重力的关系：保持动滑轮重一定，改变钩码的重力。 (2)探究滑轮组机械效率的大小与动滑轮重力的关系：保持钩码重力一定，改变动滑轮重。 6．【设计表格并记录数据】 7．【实验数据分析与处理】 8．【实验结论】滑轮组的机械效率与 物体的重力 和 动滑轮的重力 有关。 (1)同一滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。 (2)不同的滑轮组，机械效率不同。物重相同时，动滑轮越重，机械效率越低。 9．【交流与反思】 (1)弹簧测力计的使用和读数。 (2)实验中要缓慢拉动弹簧测力计，目的是使弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力大小。 (3)提高滑轮组机械效率的方法： 增加物重 、 使用轻质动滑轮 、 减小机械摩擦 。机械效率与物体提升的高度、速度 无关 。 (4)绳子自由端移动的距离s和物体上升高度h的关系： s＝nh 。 (5)滑轮组机械效率小于1的原因：滑轮组在提升重物过程中会做额外功。 10．有用功、总功、机械效率的计算(W有＝Gh，W总＝Fs，η＝ ×100%)。 （二）强化训练 ☆小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率(忽略绳重和摩擦)。 (1)若钩码以0.1 m/s的速度______上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为______m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越_____(选填“高”或“低”)。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为______N；若该物体被匀速提升的距离为20 cm，则此时拉力做的总功为_____J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率_______　(选填“相同”或“不相同”)。 (5)【拓展】若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将　____(选填“升高”“降低”或“不变”)，因为___________ ________________________（三）真题体验 ☆ 小明同学测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表. (1)实验原理：η＝  ＝  .  (2)在表格横线处填写合适的内容. (3)实验器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需　 .  (4)探究实验：实验中，应　 　拉动弹簧测力计，测力计要在拉动中读数.  (5)第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为　 　N.  (6)第2次实验时，滑轮组的机械效率是　 　.  (7)分析第1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高.  (8)在实验中，应匀速拉动弹簧测力计.小明同学觉得测力计在拉动时读数比较困难，于是他让弹簧测力计停下来后读数，你认为这样可以吗?为什么? _______________________________________________________________________________________________________________________________________ 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题三实验复习 （六）机械能、简单机械相关实验（新人教版）（教师篇） 实验一探究物体的动能跟哪些因素有关 （一）实验要点 1．【实验装置】 2．【实验方法】控制变量法、转换法。 (1)转换法的应用：物体动能的大小是通过 木块被推动的距离 来反映的。 (2)控制变量法的应用： ①探究物体动能的大小与速度的关系：让同一钢球从 不同 的高度由静止释放，使钢球到达水平面时速度 不同 ； ②探究物体动能的大小与质量的关系：让质量不同的钢球从同一高度由静止释放，使钢球到达水平面时 速度 相同。 3．【分析现象，总结结论】 (1)质量相同的物体，运动的速度 越大 ，它的动能 越大 。 (2)运动速度相同的物体，质量 越大 ，它的动能 越大 。 4．【交流与反思】 (1)机械能及其转化(小球从斜面滚下，重力势能转化为动能；木块在水平面运动直至静止，机械能转化为内能)。 (2)木块最终停下来是因为受到阻力的作用。 (3)若水平面绝对光滑，该实验 不能 (选填“能”或“不能”)达到探究目的，原因是 木块将做匀速直线运动，无法比较运动的距离 。 (4)应用：对不同的车辆进行 限速 、 限载 。 （二）强化训练 ☆在“探究影响动能大小的因素”的实验中，如图甲、乙、丙所示，让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上由静止滚下，钢球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置. (1)本实验研究的是 (填“木块”或“钢球”)的动能与它的质量、速度的关系. (2)实验通过观察木块被撞后移动的 的大小，可比较出钢球对木块 的多少，从而判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫 . (3)比较甲、乙两图进行的实验，将同一钢球放在同一斜面上不同高度处由静止释放，目的是使钢球在撞击木块时 不同，探究的是动能与 的关系.通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体， 越大，动能越大. (4)比较甲、丙两图进行的实验，让不同质量的两个钢球分别从同一斜面的同一高度滚下的目的是使钢球到达水平面时，具有相同的 ，探究的是动能与 的关系.实验现象：质量 (填“大”或“小”)的钢球把木块撞得远.得出结论：当速度相同时，物体的_________ 越大，动能越大. (5)木块最终会停下来的主要原因是 ，在此过程中木块通过 的方式把动能转化为内能.如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0，木块将 . (6)若在做甲、乙两图实验时，乙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要改进乙图实验，再与甲图实验对比.在不改变木板长度的情况下，可行的操作是 (填字母). A.换用质量更小的钢球 B.给水平木板铺上毛巾 C.适当降低钢球的高度 D.换用一个较重的木块 (7)实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个因素对动能影响更大，于是又进行了实验测定，得到数据如表： 分析表格中对应的数据可知， (填“质量”或“速度”)对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时， (填“超载”或“超速”)造成的危害更严重. 【拓展设问】 (8)甲、丙两次实验中，木块在同一水平面上运动时受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1 (填“>”“<”或“=”)f2；木块移动的过程中，动能转化为 能，其克服摩擦力做功的功率 (填“变大”“变小”或“不变”). (9)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ；理由是 . (10)善于动脑的小明在上述实验的基础上取掉了斜面，增加了一个弹簧，设计了如图丁所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验中弹簧具有的弹性势能 (填“相同”或“不同”).放手后将钢球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系.接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将钢球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做_______ (填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系. 解析： 1 确定实验研究的对象。 实验中通过钢球撞击木块来探究动能大小的影响因素，因此研究对象是钢球。 2 确定实验中动能大小的判断方法。 实验中通过观察木块被钢球推动的距离来判断钢球动能的大小，这种方法称为转换法。 3 分析甲、乙两图实验目的和结论。 甲、乙两图中，相同质量的钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，目的是让两钢球到达水平面时具不同的速度，从而得出物体动能的大小与速度有关。 4 分析甲、丙两图实验目的和结论。 甲、丙两图中，不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是让两钢球到达水平面时具有相同的速度，从而得出物体动能的大小与质量有关。 5木块会停下来的主要受到摩擦力，在此过程中木块通过做功 的方式把动能转化为内能.如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0，木块将保持原来的运动状态。 6为了使木块不滑出木板，需要增大木块质量，增大其故选。 7 根据实验数据可知速度变化对动能影响更大。 8甲、丙两次实验中，木块在同一水平面上，压力和接触面粗糙程度一样，运动时受到的摩擦力相等；木块移动的过程中，动能转化为内能，其速度越来越小，而摩擦力未变，所以克服摩擦力做功的功率变小。 9本实验装置的水平面如果绝对光滑，无法比较距离，故不能得出结论。 解析： 10 分析两次实验中弹簧的弹性势能是否相同。 用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，弹簧的形变程度不同，因此两次实验弹簧具有的弹性势能不同。 验证动能与速度的关系。 由于弹簧的弹性势能不同，放手后将小球弹出去撞击木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。 分析能否验证动能与质量的关系。 让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同:程度，弹簧的弹性势能相同，转化后小球的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样做不能:验证动能与质量的关系。 故答案为：钢球 距离 做功 转换法 速度 速度 速度 速度 质量 大 质量 受到阻力 做功 一直做匀速直线运动 C 速度 超速 = 内 变小 不能 木块无法停下来，将一直做匀速直线运动 不同 能 （三）真题体验 ☆．(2024·湛江模拟)汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1<h2。 (1)甲、乙、丙三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中，动能的大小是通过__________________来反映的。 (2)甲、乙两次实验探究的是动能与______的关系。 (3)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA______(选填“>”“<”或“＝”)mB，与乙图实验进行比较，可以得出：______相同时，质量越大，动能越大。 (4)善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个小球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能_________(选填“相同”或“不同”)。放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做___________(选填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系。 解析: (1)实验中，动能大小是通过木块移动的距离来反映的，用到了转换法; (2)由甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，小球:的高度不同，即速度不同，木块移动的距离不同，故甲、乙两次实验探究的是动能与速度的关系; (3)由图乙和图丙可知，两个小球的质量不同，小球:滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，说明丙图中B球的动能较大，即B球的质量较大，可以得出:物体速度相同时，质量越大，动能越大; 4 分析两次实验中弹簧的弹性势能是否相同。 用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，弹簧的形变程度不同，因此两次实验弹簧具有的弹性势能不同。 5验证动能与速度的关系。 由于弹簧的弹性势能不同，放手后将小球弹出去撞击木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。 6分析能否验证动能与质量的关系。 让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同:程度，弹簧的弹性势能相同，转化后小球的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样做不能验证动能与质量的关系。 故答案为： 木块移动的距离 速度 < 速度 不同 不能 实验二　探究杠杆的平衡条件(课标必做实验) （一）实验要点 1．【实验装置】 2．【实验过程】 (1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 。 (2)实验时，首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。 (3)给杠杆两端挂上钩码，移动钩码的位置，直到杠杆再次在 水平 位置达到平衡。多次改变力和力臂的数值，重复上述实验。 (4)设计表格并记录数据。 (5)分析实验数据，得出结论。 3．【实验结论】杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式表达：F1l1＝F2l2。 4．【交流与反思】 (1)杠杆平衡状态的判断。 (2)平衡螺母的调节：左高向左调，右高向右调。 (3)多次测量的目的：避免偶然性，使得出的结论具有普遍性。 (4)将一端的钩码换成弹簧测力计的好处：能直接测出拉力的大小，实验操作更方便。 (5)弹簧测力计从竖直拉杠杆变成斜拉杠杆，拉力力臂 变小 ，弹簧测力计示数 变大 。 (6)杠杆两端受力变化时，杠杆动态平衡判断。 5．力和力臂的大小计算。 6．生活中杠杆的应用及杠杆类型的判断。 （二）强化训练 ☆探究杠杆的平衡条件 1.杠杆：一根能绕 转动的硬棒. 2.杠杆的五要素：支点、 、 、 、 . 3.动力与阻力都作用在杠杆上，但对杠杆的作用效果 （填“相同”或“相反”）. 4.动力臂和阻力臂：支点O到 之间的距离. 5.杠杆的平衡条件是 ，数学表达式为：____________. 6.实验器材：铁架台、带刻度的均匀杠杆、弹簧测力计、钩码、细绳、刻度尺等. 7.实验过程： （1）如图甲所示，将杠杆的中心挂在铁架台上，当杠杆静止时，处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态，目的是 . （2）将平衡螺母往 调，直到杠杆变成水平平衡状态，如图乙所示. （3）将钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的个数或 ，使杠杆始终保持水平平衡状态，如图丙所示，目的是 . （4）记录对应的数据在表格中，请完善表格中的内容. 8.多次实验的目的是 . 答案为：固定点 动力 动力臂 阻力 阻力臂 相反 力的作用线 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 平衡 消除杠杆的自身重力对实验的影响 右 位置 让力臂落在杠杆上，便于直接读取力臂的大小 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 寻找普遍规律，让结论更具普遍性 9.同学们做“探究杠杆的平衡条件”实验，调节杠杆水平平衡后，第一组同学按图甲进行实验，第二组同学按图乙进行实验，你认为第____ （填“一”或“二”）组实验更方便，理由是 . 解析：1平衡消除杠杆的自身重力对实验的影响 2位置让力臂落在杠杆上，便于直接读取力臂的大小 故答案为：一 便于测量力臂 10.“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”某同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，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： . 解析：杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。 故答案为:未排除杠杆自身重力对实验的影响 11.如图所示，杠杆在水平位置平衡.此时，在B点下方加挂一个相同的钩码，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可以将A点的两个钩码向 （填“左”或“右”）移动 格. 解析： 设一个钩码重为G，杠杆上一个格长度为l，如图丙所示，在B点下方加挂一个钩码，根据杠杆平衡条件4Gx21=2Gxnl故n=4，即将A点的两个钩码向右移动一个格。 故答案为：右 1 12.如图所示装置，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可以用弹簧测力计在图中的 （填“A”或“C”）点施加一个竖直向上的力. 解析：分析图中杠杆的力臂和力的方向，确定施加力的点。 图中杠杆在O点为支点，C点和A点分别位于支点的两侧。为了保持杠杆平衡，需要在C点施加一个竖直向上的力，因为C点位于支点的左侧，与右侧的力臂方向相反，可以抵消右侧的力，使杠杆保持平衡。 故答案为：C 13.如图所示，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5 N，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F= N.当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”“变小”或“不变”），若想此时弹簧测力计示数仍等于F，应将弹簧测力计的作用点向 （填“左”或“右”）移动适当的距离. 解析： 1 计算在A点挂两个钩码时，弹簧测力计的示数。 根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，其中F2=0.5Nx2=1N，L2=4格，L1=2格代入公式计算F。F1XL1=F2XL2,其中F2=0.5N x2=1N，L2=4格，L1=2格，代入公式得F1x2=1Nx4，解得F1=2N。 2分析弹簧测力计斜拉时示数的变化。 当弹簧测力计斜拉时，力臂L1变小，为了保持杠杆平衡，需要增大拉力F，因此弹簧测力计的示数将变大。 3 调整弹簧测力计的作用点以保持力的大小不变。若想使弹簧测力计示数仍等于上，由于斜拉时力臂。变小，需要增大作用点到支点的距离，即应将弹簧测力计的作用点向右移动适当的距离。 故答案为：2 变大 右 （三）真题体验 ☆如图所示，小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码(每个钩码质量相同)等实验器材，探究杠杆的平衡条件. (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，则此时杠杆处于　 　(选填“平衡”或“非平衡”)状态；  (2)为了便于测量　 　(选填“力”或“力臂”)，应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；  (3)将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂　 　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；  (4)小勇用弹簧测力计替代钩码，先在B点竖直向下拉杠杆，然后将弹簧测力计绕B点旋转至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)；  (5)实验结果表明，杠杆的平衡条件是：　 .  解析:(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态; (2)为了便于测量力臂，应该使杠杆在水平位置平衡;如图甲所示，杠杆右端下沉，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调节; (3)设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，设在B处挂了n个钩码，则3Gx2L=nGx3L，解得:n=2，应在B点挂2个钩码;两边各取下一个钩码后，2Gx2L>1Gx3L，所以杠杆左端下沉; 4)弹簧测力计在B处竖直向下拉时，拉力的方向竖直向下与杠杆垂直，动力臂等于支点到力的作用点的距离;弹簧测力计在逐渐旋转过程中，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，根据杠杆平衡条件得，动力变大，阻力和阻力臂不变，则弹簧测力计的示数变大; (5)实验结果表明，杠杆的平衡条件是:动力X动力臂一阻力X阻力臂。 故答案为:平衡　力臂 左 2 左 变大 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 实验三　测量滑轮组的机械效率 1．【实验原理】η＝ ×100% 2．【实验装置】如图所示。 3．【测量工具】弹簧测力计和刻度尺。 4．【实验操作】竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。 5．【实验方法】控制变量法。 (1)探究滑轮组的机械效率的大小与被提升物体重力的关系：保持动滑轮重一定，改变钩码的重力。 (2)探究滑轮组机械效率的大小与动滑轮重力的关系：保持钩码重力一定，改变动滑轮重。 6．【设计表格并记录数据】 7．【实验数据分析与处理】 8．【实验结论】滑轮组的机械效率与 物体的重力 和 动滑轮的重力 有关。 (1)同一滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。 (2)不同的滑轮组，机械效率不同。物重相同时，动滑轮越重，机械效率越低。 9．【交流与反思】 (1)弹簧测力计的使用和读数。 (2)实验中要缓慢拉动弹簧测力计，目的是使弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力大小。 (3)提高滑轮组机械效率的方法： 增加物重 、 使用轻质动滑轮 、 减小机械摩擦 。机械效率与物体提升的高度、速度 无关 。 (4)绳子自由端移动的距离s和物体上升高度h的关系： s＝nh 。 (5)滑轮组机械效率小于1的原因：滑轮组在提升重物过程中会做额外功。 10．有用功、总功、机械效率的计算(W有＝Gh，W总＝Fs，η＝ ×100%)。 （二）强化训练 ☆小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率(忽略绳重和摩擦)。 (1)若钩码以0.1 m/s的速度______上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为______m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越_____(选填“高”或“低”)。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为______N；若该物体被匀速提升的距离为20 cm，则此时拉力做的总功为_____J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率_______　(选填“相同”或“不相同”)。 (5)【拓展】若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将　____(选填“升高”“降低”或“不变”)，因为___________ _______________________________________________ 解析:(1)由图可知承重绳子股数n=3.则弹簧测力计竖直向上移动的速度v绳=nv物=3x0.1m/s=0.3m/s。 (2)根据图乙可知，被提升物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 (3)忽略绳重和摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，所以W有用=Gh，滑轮组的机械效率由图乙可知,G动=1N时,机械效率为80%,则80%=解得G=4N。拉力为 若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为Wa=Fs= 4小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，若忽略绳重及摩擦，则克服动滑轮重做的功为额外功，额外功相同，做的有用W有功相同，因此总功相同，由 可知，甲、丙滑轮组的机械效率相同。 5当弹簧测力计拉着钩码加速上升时，此时绳端受的是不平衡的力，测力计对绳端拉力变大，总功变大，机械效率会降低。 故答案为：匀速 0.3 低 4 1 相同 降低 加速上升时，测力计对绳端拉力变大，总功变大，机械效率会降低 （三）真题体验 ☆ 小明同学测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表. (1)实验原理：η＝  ＝  .  (2)在表格横线处填写合适的内容. (3)实验器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需　 .  (4)探究实验：实验中，应　 　拉动弹簧测力计，测力计要在拉动中读数.  (5)第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为　 　N.  (6)第2次实验时，滑轮组的机械效率是　 　.  (7)分析第1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高.  (8)在实验中，应匀速拉动弹簧测力计.小明同学觉得测力计在拉动时读数比较困难，于是他让弹簧测力计停下来后读数，你认为这样可以吗?为什么? _______________________________________________________________________________________________________________________________________ 解析： 1 确定实验原理，即机械效率的计算公式。 机械效率的计算公式为其中G是钩码重力，h是钩码上升高度，F是拉力，S是绳端移动的距离。 2 填写表格中缺失的内容。 根据实验数据，需要填写绳端移动的距离S/m和机械效率η。 3 确定实验所需的器材。 除了钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需要弹簧测力计和刻度尺来测量拉力和绳端移动的距离。 4说明实验中弹簧测力计的使用方法。 实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以确保测量的拉力准确。 5 读取弹簧测力计的示数。 根据图示，弹簧测力计的示数为0.6N。 6 计算第2次实验时滑轮组的机械效率。 使用公式代入第2次实验的数据进行使用公式计算 7 分析实验数据，得出结论。 通过比较第1、2、3次实验的数据，可以发现提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 8 评估弹簧测力计停止后读数的可行性。 让弹簧测力计停下来后读数是不可行的，因为这样会减少机械摩擦，导致拉力偏小，计算出的机械效率会偏大。 讨论没有刻度尺时计算机械效率的方法。即使没有刻度尺，也可以通过公式 计算机械效率，其中n是承担重物的绳子段数。 故答案为： 弹簧测力计和刻度尺 竖直向上匀速　 0.6　62.5% 物体越重 不可以，让弹簧测力计停下来不是做功的过程，弹簧测力计停下来后，少了机械摩擦，拉力会偏小，计算出的机械效率会偏大　 1 学科网（北京）股份有限公司 $