期末物理专题复习:简单机械实验题2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-06-20
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十二章 简单机械 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 978 KB |
| 发布时间 | 2026-06-20 |
| 更新时间 | 2026-06-20 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58419626.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦简单机械实验核心素养,以杠杆平衡条件、滑轮组及斜面机械效率为载体,系统整合实验操作、数据处理与误差分析方法,构建“原理探究-定量计算-应用拓展”的逻辑链条。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|杠杆平衡条件|6题|控制变量法探究平衡条件;力臂测量(水平平衡法、直角三角尺辅助);动态平衡分析(斜拉时力臂变化)|从杠杆调平(平衡螺母调节)到平衡条件(F₁l₁=F₂l₂)推导,再到实际应用(杆秤量程分析)|
|滑轮组机械效率|5题|匀速拉动测拉力;η=W有/W总计算;影响因素(物重、动滑轮重)分析|从绕绳方式判断n,到有用功(Gh)、总功(Fs)计算,再到机械效率影响因素探究|
|斜面机械效率|2题|斜面倾角与物重对η的影响;额外功(摩擦力)计算|通过控制变量法验证猜想,建立η与斜面倾角、物重的定量关系|
内容正文:
期末物理专题复习:简单机械实验题
1.小明根据玩跷跷板游戏的体验提出了探究“杠杆平衡时动力大小的影响因素”实验中:
(1)实验前,将甲图中杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)测力计倒置使用时需要重新校零。如图乙,一种方法是取两个弹簧测力计,先竖直方向校零后,按图所示方式竖直放置,秤钩对秤钩,在竖直方向拉到某一数值,这时上面的测力计示数为2N,下面的测力计示数1.8N,然后移动下面的弹簧测力计的指针到______N即可;
(3)下表是小华本次实验得到的数据,分析这次数据可得到结论动力与、成正比,与成______比。进一步分析表格中数据可以得到:______;
实验次数
动力/N
动力到支点的距离/cm
阻力/N
阻力到支点的距离/cm
1
2.0
5
1.0
10
2
1.0
10
1.0
10
3
4.0
5
2.0
10
4
4.0
5
1.0
20
(4)如图丙,杠杆上每格的距离为5cm,每个钩码重0.5N,同组的小芳将测力计斜着拉动时,发现测力计示数由a位置的3N变为了b位置的6N,经过老师的提醒,小芳用直角三角尺测出了支点到动力作用线的距离OC为5cm,为了使第(3)间中的结论成立,请你给和下一个定义:支点到______的距离叫;
(5)实验完成后,同学发现其他组的杠杆有所不同,他仔细观察了构造;
图甲中的杠杆中间开有一个槽(槽与杠杆的悬挂点在同一水平线上),在槽口中扣有钢丝,用以挂钩码和弹簧测力计;图丁中的杠杆则是底部留有一排小孔(孔与杠杆的悬挂点不在同一水平线上),用以悬挂钩码和测力计。其它同学对两种杠杆的优劣,提出了一些看法,你认为不正确的是______。
A.甲杠杆在使用时,由于钢丝有重力,移动钩码改变悬挂位置后需要重新调节平衡螺母
B.丁杠杆在使用时,钩码改变位置后不需要重新调节平衡螺母
C.甲杠杆在使用时,力臂可以连续改变,丁杠杆不可以
D.丁杠杆在使用时,用测力计沿竖直方向拉动,使杠杆在水平位置平衡时,测力计的拉力最小
2.如图所示是某实验小组探究杠杆的平衡条件的实验装置(杠杆刻度均匀,每个钩码重0.5N)。
(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”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡是为了_______。
(2)接下来,在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后,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_________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
3.如图所示,为测量滑轮组机械效率的实验装置,每个钩码重 1N。
(1) 实验时要竖直向上___________拉动弹簧测力计,拉力大小如图所示,若测力计向上移动 15cm,则总功为___________,该滑轮组的机械效率为___________;
(2)若增加钩码的个数,该滑轮组的机械效率将___________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
4.在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,应将平衡螺母向______调节,把铅垂线放置于O点,从正前方观察,当零刻度线与铅垂线______(选填“重合”或“垂直”)时,即杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,需要在B点挂上______个钩码,杠杆将在水平位置平衡;再次在其两边各加上一个钩码,杠杆______侧会下降;
(3)多次实验,记录的数据如下表,可得、、、之间的关系是:______;
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
6.0
2.0
3.0
2
1.5
4.0
3.0
2.0
3
2.0
2.0
4.0
1.0
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是______。
A.测量铅笔长度
B.探究重力与质量关系
C.探究反射角与入射角关系
5.“探究杠杆平衡条件”的实验中,每个钩码重0.5N。
(1)如图甲所示,杠杆静止在该位置,此时杠杆处于 ______(平衡/非平衡)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_____移动;
(2)杠杆静止在水平位置后,将4个钩码悬挂在A点,如图乙所示,要使杠杆仍在水平位置平衡,则应在B点悬挂______个钩码;
(3)如图丙所示,在拉力F1的作用下杠杆仍在水平位置平衡,则F1=_______。
6.小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中,提出了以下猜想:
A.同一个斜面,所推的物体越重,机械效率越高;
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
为了验证猜想,小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究,记录数据如下表:
实验次数
斜面倾角
物重/N
拉力F/N
斜面高度h/m
斜面长度s/m
有用功/J
总功/J
斜面机械效率
1
30°
3
2.5
0.6
1.2
1.8
3
60%
2
30°
5
3.8
0.6
1.2
3
4.56
3
42°
5
2.8
0.8
1.2
2.4
3.36
71%
(1)在实验过程中,应沿斜面向上______拉动木块;
(2)第2次实验中斜面的机械效率______(结果保留整数);
(3)对比实验1、2的数据可以用来验证猜想______(填字母序号);细心的小明发现第2次实验中的额外功大于第1次实验中的额外功,你认为可能的原因是______;第1次实验中物块与斜面间的摩擦力是______N;
(4)对比实验______的数据可以用来验证小明提出的另一个猜想,并且可初步得出的结论是____________。
7.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示:
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
2.7
0.2
2
4
0.1
1.8
0.3
3
8
0.1
3.1
0.3
4
8
0.1
2.5
0.4
△
(1)实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计,某同学在该实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)通过比较___________(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数___________(选填“有关”或“无关”);比较2、3两次实验得出结论:同一滑轮组,___________,滑轮组的机械效率越高。
(3)第4次实验空格中数值为___________,分析可知: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___________。
(4)实验中使用了不同的滑轮组,还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率,目的是为了___________。
A.多次测量取平均值减小误差 B.获得多组数据归纳出物理规律
(5)若每个滑轮的重1N,第三次实验中克服摩擦做的额外功为___________J(不计绳重)。
8.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中。
(1)实验前杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态,接下来应该将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。杠杆水平平衡后,在实验过程中,______(选填“可以”或“不可以”)再调节平衡螺母。
(2)多次实验并记录数据如下表所示。分析数据得出杠杆的平衡条件:______(用、、、表示);多次测量并记录数据的目的是______(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
20
2
10
2
1.5
10
1
15
3
2
15
1.5
20
(3)如图乙所示,在A点挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应该在B点挂______个相同的钩码。
(4)某同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是______。
9.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按如图所示方向拉动测力计,即在图甲中拉动测力计匀速向上移动,在图乙中拉动测力计匀速向下移动,在图丙中拉动测力计匀速向上运动。测得的实验数据如下表所示。
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
(1)比较测力计示数的大小,可知使用动滑轮的好处是________;
(2)比较测力计拉力的方向,可知使用定滑轮的好处是________;
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知使用动滑轮________;
(4)在图丙中,实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G′,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦。则下列计算该装置机械效率的表达式中错误的是________。
A. B. C.
10.(8)在探究“杠杆平衡条件”的实验中,实验器材有:杠杆(每小格长度为5cm)、铁架台、弹簧测力计、细线和若干个重为1N的钩码。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆________(选填“是”或“不是”)平衡状态。要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两侧平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调,这样做的目的是便于测量________;
(2)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示。多次实验并把数据记录在表格中。
实验序号
F1/N
F2/N
a
2
10
1
20
b
2
15
3
10
c
2
20
4
10
分析实验数据可得杠杆的平衡条件是________(用表中字母表示);多次实验的目的是________。(选填“A”或“B”);
A.减少实验误差 B.得到普遍规律
(3)图丙中,杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆________(选填“左端下沉”或“右端下沉”);
(4)取下图丙中右侧钩码,先后用弹簧测力计沿、方向拉杠杆,仍使杠杆在水平位置平衡,如图丁所示,则弹簧测力计示数________,________(选填“大于”“等于”或“小于”)。
11.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:(不计绳重)
序号
动滑轮重
物重
物体上升的高度
绳端受到的拉力
绳端移动的距离
滑轮组的机械效率
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
3
0.5
4
0.1
2
0.3
66.7
4
1
4
0.1
0.5
(1)根据表格前3次数据,在图甲中画出滑轮组的绕绳方法________。
(2)实验中,测量绳端拉力F时,应尽量__________匀速向上拉动弹簧测力计。
(3)第4次实验时,测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为__________N,滑轮组的机械效率为__________%。
(4)由表中第1、2、3三组数据可知,同一滑轮组的机械效率与__________有关。
(5)由表中第3、4组数据可知,滑轮组的机械效率与摩擦和__________有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功__________J。
12.如图所示,小明做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(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;选择杠杆中心作为支点的目的是____________;
(2)如图乙所示,在杠杆的两端加挂并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,同时测出力臂大小,并将收集的数据记录在下表中,下表中第二次实验时______,实验中多次测量的目的是:____________;
实验次数
1
1
10
2
5
2
2
10
20
3
4
15
3
20
(3)根据上面表格可以得出杠杆平衡条件的表达式是:____________;
(4)如图丙所示,在杠杆的左端挂上钩码,右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆使其在水平位置平衡。若保持杠杆不动,改变弹簧测力计拉力的方向,弹簧测力计的示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)实验结束后同学们自制了一个杆秤如图所示,将秤钩固定在C点,秤钩上不挂重物且无秤砣时,提纽移至A点杆秤恰好水平平衡。
①自制杆秤的零刻度线在______(“A左侧”,“A右侧”,“A点”)。
②写出一种使杆秤的量程变大的方法:____________。
13.一位同学在做“探究杠杆的平衡条件”实验,实验装置如图甲所示。
实验序号
左侧
右侧
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
3
0.1
2
0.15
2
1
0.2
1
0.2
3
1
0.3
2
0.15
(1)实验前,杠杆未挂钩码时需要向右调节平衡螺母,才能使杠杆处于水平平衡状态,说明调节前杠杆的_______(选填“左”或“右”)端翘起。
(2)该同学在调好的杠杆两侧挂上钩码并调整钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。随后他多次改变钩码数量和钩码位置,并将实验所得的数据填入上表中。根据实验数据可得:杠杆的平衡条件是_______。(用、、、表示)
(3)实验过程中,使杠杆在水平位置平衡的好处是便于测量_______。挂上钩码后,为使杠杆在水平位置平衡,_______(选填“能”或“不能”)调节平衡螺母。
(4)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,若在杠杆两侧的钩码下各加挂一个钩码,杠杆将_______(选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(5)如图乙所示,转动弹簧测力计到虚线位置的过程中,始终保持杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.小红用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)。
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,且在______(选填“静止”或“拉动”)时读数;
(2)若重物以0.1m/s的速度匀速上升,则弹簧测力计竖直向上移动的速度为______m/s;
(3)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______;
(4)分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为______N;
(5)小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验,如图丙所示。小红多使用一个滑轮的目的是______;
A.可以省力
B.可以省功
C.可以省距离
D.可以改变拉力的方向
(6)小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时,甲、丙滑轮组的机械效率______(选填“相同”或“不相同”)。
15.同学们做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)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,老师认为一组实验更方便,理由是______;
(2)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡。此时,在点下方加挂一个钩码,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,可以将A点的两个钩码向右移动______格;
(3)将图丙中A点的钩码取下,得到如图丁所示的装置。若仍要保持杠杆在水平位置平衡,可以用弹簧测力计在图丁中的______(选填“”或“”或“O”)点施加一个竖直向上的力;
(4)调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,得到下表中的实验数据,分析发现表格设计存在缺陷,请指出______;
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
6
5
5
6
2
5
10
10
5
3
4
15
6
10
4
2
20
8
5
根据实验数据可得出杠杆的平衡条件:______;
(5)以上实验结束后,小明用弹簧测力计代替钩码,如图戊所示,保持所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图戊所示,由图像得每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积(如图戊中阴影部分)______(选填“相等”或“不等”);
(6)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图己所示装置进行探究,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:______。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《期末物理专题复习:简单机械实验题2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案
1.(1)右
(2)2
(3) 反 =
(4)拉力
(5)A
【详解】(1)当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则杠杆向左偏,由左偏右调可知,则应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)由于力的作用是相互的,上面的测力计示数为2N,则上面的测力计对下面测力计的拉力大小为2N,所以下面的测力计对上面测力计的拉力大小也为2N,故移动下面的弹簧测力计的指针到2N。
(3)[1][2]分析表中数据发现
2.0N×5cm=1.0N×10cm
1.0N×10cm=1.0N×10cm
4.0N×5cm=2.0N×10cm
所以可得到结论动力与、成正比,与成反比;根据表格中的数据计算结果可以得到
(4)将测力计斜着拉动时,动力臂变小,由杠杆平衡条件可知,动力变大,所以动力臂L1为支点到动力作用线的距离。
(5)A.甲杠杆在使用时,移动钩码改变悬挂位置后不需要重新调节,实验过程不能移动平衡螺母,故A错误,符合题意;
B.实验过程不能移动平衡螺母,丁杠杆在使用时,钩码改变位置后不需要重新调节平衡螺母,故B正确,不符合题意;
C.甲杠杆在使用时,钩码挂在钢丝上可以滑动,所以力臂可以连续改变;丁杠杆在使用时,钩码挂在悬挂点上,不可以连续改变力臂,故C正确,不符合题意;
D.丁杠杆在使用时,用测力计沿竖直方向拉动,则拉力的力臂最大,由杠杆平衡条件可知,拉力最小,所以使杠杆在水平位置平衡时,测力计的拉力最小,故D正确,不符合题意。
故选A。
2. 右 便于测量力臂 左 2 变大
【详解】(1)[1]挂钩码前,杠杆如图甲所示,此时杠杆的右端偏高,根据“右高右调”的原则,正确的操作是向右调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
[2]使杠杆在水平位置平衡的目的是为了方便测量力臂,因为在水平位置时,力臂就是支点到力的作用点的垂直距离,可以直接从杠杆上读出。
(2)[3][4]接下来,在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后,杠杆重新在水平位置平衡,设每个格子的长度为L,每个钩码的重量为G,根据杠杆的平衡条件,若将A处的钩码拿掉一个,A处将剩下1个钩码,总重力为
GA=1G
则左边力与力臂的乘机为
由于B处原本有3个钩码,总重力为
GB=3×G=3G
设此时右端的格数为n,则右边力与力臂的乘机为
要使杠杆在水平位置再次平衡,则M左=M右,即
解得:n=2,则应将B处所挂钩码向左移动2个格。
(3)[5]某同学用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉时,弹簧测力计的拉力方向与杠杆垂直,其力臂等于支点到力的作用点的距离。然而,当弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置时,拉力的方向将不再与杠杆垂直,而是与杠杆形成一个锐角,则动力臂减小。根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂不变时,动力臂减小则动力增大,因此,在旋转过程中,为了保持杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变大。
3. 匀速 0.18J 83.3% 增大
【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数。
[2]由图知道,弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小是1.2N。动滑轮和钩码有三段绳子承担,因此钩码上升的高度
则总功为
[3]有用功
该滑轮组的机械效率为
(2)[4]在滑轮组其它条件不变的情况下,仅增加钩码的个数,相当于增大了有用功的比例,因此,其机械效率会增大。
4.(1) 右 重合
(2) 2 右
(3)
(4)A
【详解】(1)[1][2]图中杠杆左端下沉,说明左侧偏重,所以应将平衡螺母向右调。重力的方向竖直向下,所以当零刻度线与铅垂线重合时,说明杠杆已水平平衡。
(2)[1]由杠杆平衡条件可知,假设需要在B点挂上的钩码数量为n,则有
解得,即需要在B点挂上2个钩码。
[2]再次在其两边各加上一个钩码,则
所以杠杆右端下沉。
(3)由表中数据可知,每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于其阻力与阻力臂的乘积,故可得:。
(4)实验中多次测量的目的是避免偶然性,得出普遍性规律。
A.测量铅笔长度的实验中多次测量的目的通过取平均值减小误差,故A符合题意;
B.探究重力与质量关系的实验中多次测量的目的是避免偶然性,得出普遍性规律,故B不符合题意;
C.探究反射角与入射角关系的实验中多次测量的目的是避免偶然性,得出普遍性规律,故C不符合题意。
故选A。
5.(1) 平衡 左
(2)6
(3)2N
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆处于静止状态,则说明杠杆受力平衡,处于平衡状态。
[2]如图甲所示,杠杆右端下沉,说明右端重,要使杠杆平衡,应将平衡螺母向左调节。
(2)设杠杆每格的长度为1,每个钩码的重力为0.5N,设在B点挂n个钩码,根据杠杆的平衡条件可知,
解得钩码数n=6。
(3)设杠杆每格的长度为1,如图丙所示,此时拉力与杠杆成30°,根据数学知识可知,此时拉力F1的力臂为
每个钩码重0.5N,根据杠杆平衡条件可知,
解得
6.(1)匀速直线
(2)66%
(3) A 摩擦力增大 1
(4) 选择2、3进行比较,且斜面倾角越大,机械效率越高 物重相同时,斜面倾斜程度越大,机械效率越大
【详解】(1)为了保证弹簧测力计的示数稳定,应沿斜面向上匀速直线拉动木块。
(2)由表中数据知道,第2次实验中斜面的机械效率
(3)[1]对比1、2两次实验的数据,控制的是斜面倾角相同,改变的是物体的重力,因此是探究斜面的机械效率与物体重力的关系,即验证的是猜想A。
[2] 沿着斜面拉物体时,克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功,由表中1、2两次的数据知道,1、2两次斜面的倾角不变,第2次物体的重力大于第1次物体的重力,因此第2次物体对斜面的压力大于第1次物体对斜面的压力,由滑动摩擦力的影响因素知道,第2次物体受到斜面的摩擦力大于第1次物体受到斜面的摩擦力,由W额=fs知道,第2次的额外功大于第1次的额外功。
[3]第1次实验中
由W额=fs知道,物块与斜面间的摩擦力
(4)[1][2]斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度关系,必须控制压力一定,改变倾斜程度,故对比2、3两次实验的数据,且斜面倾角越大,机械效率越高,故可得出结论:当物体的重力相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越大。
7.(1) 匀速 偏小
(2) 1、2 无关 物重越大
(3) 低
(4)B
(5)0.03
【详解】(1)[1][2]实验中,为确保测力计读数准确反映拉力,应沿竖直方向缓慢匀速拉动;加速提升会导致拉力瞬时增大,使得总功偏大,而有用功不变,由可知,机械效率将偏小。
(2)[1][2]实验1和实验2中钩码的重力相同,实验1中钩码上升0.1m,绳端移动0.2m,说明有效绳子股数为2股,实验2中钩码上升0.1m,绳端移动0.3m,说明有效绳子股数为3股,但机械效率相同,说明使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
[3]2、3两次实验使用的是同一滑轮组,实验3中钩码的重力更大,机械效率更高,故可得:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)[1]第4次实验空格中数值为
[2]比较第3、4次的实验数据,不同滑轮组提升相同重物,动滑轮重不同,机械效率不同,可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
(4)使用不同的滑轮组,还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率,目的是为了避免偶然性,得出具有普遍性的规律。
故选B。
(5)第三次实验做的总功为
W总3=F3s3=3.1N×0.3m=0.93J有用功为
W有用3=G3h3=8N×0.1m=0.8J由图可知,第三次实验使用了一个动滑轮,则克服动滑轮重力所做的功为
W动滑轮=G动滑轮h3=1N×0.1m=0.1J第三次实验中克服摩擦做的额外功
W摩擦=W总3-W有用3-W动滑轮=0.93J-0.8J-0.1J=0.03J
8.(1) 平衡 右 不可以
(2) F1l1=F2l2 寻找普遍规律
(3)6
(4)杠杆自重对杠杆平衡有影响
【详解】(1)[1]实验前杠杆静止在图甲所示位置,杠杆处于静止状态,则此时杠杆处于平衡状态。
[2]由甲图可知,杠杆左端下倾,由左偏右调可知,应向右端调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
[3]杠杆调平衡后,实验中要探究的就是左右两端力与力臂的平衡规律,不能再通过调节螺母来使杠杆达到平衡了。
(2)[1]分析表格的数据发现,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,故可以得出杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
[2]本实验为“探究杠杆的平衡条件”的实验,通过实验得到杠杆平衡的规律,所以要多进行几次实验,避免实验的偶然性,寻找普遍规律。
(3)由图乙可知,A点挂4个钩码,OA之间有3格,OB之间有2格,要使杠杆在水平位置平衡,应该在B点施加一个向下的拉力F,设每个钩码重力为G,每小格长为L,则有
4G×3L=F×2L
解得
F=6G
所以应该在B点挂6个相同的钩码。
(4)图丙所示的装置,杠杆的支点不在杠杆的中心位置,没有挂钩码时,无法将杠杆调到水平位置平衡,因而杠杆的自重对平衡有影响。
9.(1)可以省力
(2)可以改变力的方向
(3)费距离
(4)B
【详解】(1)由表格中丙数据知,测力计示数比钩码的重力小,所以通过使用动滑轮,可省力。
(2)要向上提起物体时,使用定滑轮,可以向下用力将物体提起,所以使用定滑轮可改变力的方向。
(3)由乙、丙实验测力计移动的距离知,使用定滑轮测力计移动的距离较小,使用动滑轮测力计移动的距离较大,所以使用动滑轮费距离。
(4)图丙中,提升钩码所做的有用功
使用动滑轮所做的总功
机械效率
不计绳子重及摩擦时,有
带入上述公式可得
故B错误,B符合题意,AC正确,AC不符合题意。
故选B。
10.(1) 是 左 力臂大小
(2) F1l1=F2l2 B
(3)左端下沉
(4) 3 大于
【详解】(1)[1]当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;由图甲可知,杠杆静止在如图所示的位置,此时杠杆是平衡状态。
[2]此时左端上升,右端下沉,只需将左右两侧的任意一个平衡螺母向左调,使杠杆在水平位置平衡即可,故也可以将左端的平衡螺母向左调,使杠杆在水平位置平衡。
[3]实验时调节杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,实验时便于测量力臂大小。
(2)[1]根据表格数据分析,三次实验中,动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,故可以得出杠杆的平衡条件是
F1l1=F2l2
[2]经过本实验,通过分析得到的实验数据得出杠杆的平衡条件,所以实验中进行多次实验的目的是使实验结论具有普遍性,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如图丙所示的杠杆两边钩码各撤掉1个,支点左侧
2G×2L=4GL
支点右侧
G×3L=3GL
因为
4GL>3GL
所以此时杠杆左端下沉。
(4)[1]由杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
可得,F1为
[2]F2的力臂小于F1的力臂,左侧阻力与阻力臂不变,由杠杆平衡原理可知,则F2变大,所以
F2>F1
11.(1)
(2)竖直方向
(3) 1.6 83.3
(4)物重
(5) 动滑轮重 0.15
【详解】(1)由前3组实验数据知,s=3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重,因此应从动滑轮绕起,如图所示:
(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值。
(3)[1]由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.6N。
[2]第4次实验时滑轮组的机械效率为
(4)由表中第1、2、3组数据可知,滑轮组不变,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越大,可以得到同一滑轮组的机械效率与物重有关。
(5)[1]由表中第3、4组数据可知,物重相同,动滑轮重力不同,机械效率不同,由此可得,滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关。
[2] 根据表中第3组数据可知,有用功为
W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
克服动滑轮做的功为
W动=G动h=0.5N×0.1m=0.05J
总功为
W总=Fs=2N×0.3m=0.6J
则克服绳重及摩擦做的那部分额外功为
W额=W总-W有-W动=0.6J-0.4J-0.05J=0.15J
12.(1) 是 右 消除杠杆自身重力对实验的影响
(2) 避免偶然性,得到普遍规律
(3)
(4)变大
(5) A点 换用质量更大的秤砣
【详解】(1)[1]杠杆处于静止或匀速转动时都是平衡状态,杠杆在如图甲的位置静止时杠杆是平衡状态。
[2]此时杠杆左低右高,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节。
[3]选择杠杆中心作为支点,杠杆自身重力的作用线过支点,重力的力臂为零,自身重力对实验不会产生影响,因此的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响。
(2)[1]根据杠杆平衡条件可知
[2]本实验为了探究杠杆平衡条件,多次实验的目的是避免偶然性,得到普遍规律。
(3)根据表中数据可知,杠杆平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,因此表达式是
(4)弹簧测力计在支点右端竖直向下拉使杠杆水平平衡时,右端的阻力臂大小等于支点到阻力作用点的距离,改变弹簧测力计拉力的方向,阻力臂是支点到阻力作用线的距离,阻力臂比竖直向下拉时小,由于支点左端动力和动力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,阻力变大,即弹簧测力计示数变大。
(5)[1]秤钩上不挂重物且无秤砣时,提纽移至点处秤杆恰好可以水平平衡,则点为秤杆的支点,此时秤钩上无重物,若把秤砣悬挂在点处,因秤砣的拉力过支点,其力臂为零,秤杆仍平衡,由此可知该秤杆的零刻度线应标在点。
[2]由可得
所以要使杆秤的量程变大,即增大,在力臂不变时,可增大即增大秤砣的重力,由可知,换用质量更大的秤砣。
13.(1)右
(2)
(3) 力臂 不能
(4)逆时针
(5)变大
【详解】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向杠杆上翘的一端调节,题目中需要向右调节平衡螺母,说明调节前杠杆右端翘起。
(2)对表格三组数据计算可得,,,均满足,因此杠杆的平衡条件为。
(3)杠杆在水平位置平衡时,拉力竖直向下,力臂与杠杆重合,便于直接测量力臂;平衡螺母仅在实验前调节,挂上钩码实验过程中不能调节平衡螺母。
(4)设每个钩码重为,每格长度为,加挂钩码前,满足,杠杆平衡; 各加一个钩码后,左侧乘积为,右侧乘积为,左侧乘积更大,左端下沉、右端上升,因此杠杆逆时针转动。
(5)弹簧测力计斜拉过程中,动力臂逐渐变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力变大,因此弹簧测力计的示数变大。
14. 拉动 0.3 低 3 D 相同
【详解】(1)[1]在实验中,要正确测量绳端的拉力,需竖直向上匀速拉动测力计,且在拉动时读数。
(2)[2]由图甲可知,滑轮组的绳子承重股数为n=3,若重物以0.1m/s的速度匀速上升,则弹簧测力计竖直向上移动的速度为
(3)[3]根据图乙可知,图像是一条向下的曲线,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低。
(4)[4]忽略绳重和摩擦,提升物体重力所做的功为有用功,提升物体和动滑轮重力所做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率为
由图乙可知,G动=1N,η=75%,则有
解得,被提升物体所受的重力为G=3N。
(5)[5]根据定滑轮特点可知,小红多了一个定滑轮,是为了改变用力的方向,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(6)[6]小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时,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,做的有用功相同,因此总功相同,根据可知,甲、丙滑轮组的机械效率相同。
15.(1)弹簧对杠杆拉力力臂和杠杆重合,便于测量力臂
(2)1
(3)C
(4) 物理量没加单位 见解析
(5)相等
(6)杠杆自身有重力
【详解】(1)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一组实验设计的好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,力臂直接从杠杆上直接读取。
(2)若每个钩码重G,每个小格长L,若在B处下方再加挂一个钩码,则
左侧=4G×2L=8GLA处挂两个钩码,即总重力为2G,使杠杆在水平位置仍然平衡,则
右侧=2G×nL
则n=4,所以应向右移动1格可使杠杆在水平位置再次平衡。
(3)若将图丙中A点的钩码取下,B点下方加挂的钩码产生逆时针转动的效果,仍要保持杠杆在水平位置静止平衡,可以用弹簧测力计在图丙中C点施加一个竖直向上的力,力与力臂产生顺时针转动的效果。
(4)[1]分析表格内容知道,表格设计存在缺陷,即表示物理量的数据没加单位。
[2]分析1、2、3组实验数据知道,杠杆的平衡条件为
动力×动力臂=阻力×阻力臂
或
(5)由于此题中的阻力和阻力臂不变,利用图像中任意一组数据都能得出
图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等,其原因是阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件知道,动力与动力臂的乘积保持不变。
(6)如图己装置进行实验,杠杆的重心没有通过支点,所以杠杆的重力对杠杆平衡有影响。
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