第十一章简单机械和功专题训练简单机械和功实验探究2021—2022学年苏科版九年级物理上册（含答案）

第十一章 专题训练 简单机械和功实验探究
1．在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）如图甲所示，应调节杠杆两端的__，使杠杆在水平位置平衡，这个步骤的目的是避免杠杆的_对实验的影响。
（2）如图乙所示，如果在C点用弹簧测力计拉，为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数最小，应____拉动。
（3）如图丙所示，如果在C点改用弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架上，杠杆水平平衡时弹簧测力计示数比上一步骤中的________（选填“大”或“小”）。
2．在探究“杠杆的平衡条件”的实验过程中：
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，如图甲所示，此时杠杆的重心在悬挂点O________侧（选填“左”、“右”、“上”或“下”），为避免杠杆的重力对实验产生影响，应把杠杆左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）“杠杆不处于水平位置能否平衡？”小洁和小红意见不同。小洁认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？________（选填“对”或“错”）。后来小洁将杠杆调节在水平位置平衡，在杠杆支点左侧某位置挂3个钩码，在支点右侧某位置用始终竖直向下的力拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图乙所示，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂________（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小________。
（3）小林同学尝试利用杠杆原理测量一把直尺的质量，如图丙所示，将质量是m的钩码挂在刀口左侧的直尺上某一适当位置，在刀口上向右移动直尺，使其在水平位置平衡，读出此时________到刀口的距离，视为动力臂l1，尺中心（重心）到刀口的距离，视为阻力臂l2，则用上述已知的和测得的物理量可写出直尺的质量为________。
3．如图某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，得到的数据如下表所示：
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%
2 4 0.1 1.4 0.5
3 6 0.1 2.4 0.3 83%
（1）从表中数据可分析出实验1是用______图做的实验，实验2是用______图做的实验（选填甲或乙）；
（2）表中空白处填上的数据是______（百分数保留整数）；
（3）比较实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越______（选填“高”或“低”）；
（4）比较实验1和实验3可得结论：使用滑轮组时，______，可以提高滑轮组的机械效率。
（5）除题（4）的方法外，请再提一个提高滑轮组机械效率的方法______。
4．小南利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验时每次使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于直接______。
（2）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆A点挂3个相同的钩码，可在杠杆的B点挂______个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡。
（3）如图所示，保持左侧钩码个数和位置不变，弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，始终使杠杆水平平衡，若θ由如图所示位置增加到90°时测力计的示数将______。
5．小华想“探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？”提出以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验，记录的实验数据如下表：
实验序号 物重G物/N 斜面高h/m 斜面长s/m 沿斜面拉力F/N 机械效率η
1 5 0.3 1.25 2.0
2 8 0.3 1.25 60%
3 8 0.4 1.25 3.8 67%
（1）若要探究斜面能否省功，要比较_______与_______的关系（请用题中的物理量符号表示）；
（2）第1次实验中，斜面的机械效率为_______，第2次实验中，沿斜面的拉力为_______N，通过对比实验1、2数据，可得到的实验结论是：_________；
（3）实验时要使斜面高变大，应该把木板下面的木块向________移动（选填“左”或“右”）；通过对比实验________两组数据，可知斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
（4）第1次实验中，物体所受摩擦力为_________N。
6．下图是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置图。
（1）实验前应先调节杠杆使其在水平位置平衡，目的是______。如图（a）所示，为使杠杆在水平位置平衡，可调节杠杆左端的平衡螺母向______移动。
（2）调节杠杆平衡后，在A点用弹簧测力计施加一个竖直向上的力，弹簧测力计示数如图（b）所示，在B位置竖直向下悬挂重为______N的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。根据这一次实验数据就得出实验结论，这样的做法有什么不妥：______，杠杆的平衡条件是______。
（3）如图（c），用弹簧测力计在C点由竖直向上拉改为斜向右上方拉，使杠杆在水平位置始终平衡，在此过程中弹簧测力计的示数会______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
7．跳绳是同学们经常进行的体育活动项目之小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。
（1）用体重计测量自己的质量。
（2）用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度（人的重心上升的高度）。
（3）用________（填测量器材）记录跳次所用的________（填物理量与其对应字母）。
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率________（用字母表示）。
（5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则________。
A．频率相同，体重大的功率大
B．频率相同，跳的时间长的功率大
C．体重相同，频率高的功率小
D．体重相同，跳的时间长的功率大
（6）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：________。
（7）若跳绳者的质量，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件，可估算出此跳绳者在内克服重力做功的平均功率为________。（取）
8．小明同学用如图所示的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，他首先测出木块重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块，调节斜面倾斜角度的大小多次测量，得到下表所示的数据：
实验次数 斜面倾角θ 木块重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η/%
1 15° 10 0.1 0.4 3.6
2 30° 10 0.2 0.4
3 15° 20 0.1 0.4 7.2
（1）实验中，小明的拉力方向应与斜面______，拉着木块做______运动；
（2）当斜面倾斜角为30度时，弹簧测力计的示数如图所示，则此时拉力F＝______N；
（3）分析表中数据可以得出结论：使用斜面______力，但______距离（选填“省”或“费”），使用机械_____（能/不能）省功；
（4）通过对比实验______的数据（选填实验次数），可以得出的探究结论是：其他条件相同时，斜面倾斜角度越大，斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）；
（5）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持______不变，斜面的粗糙程度不变，只改变物重。通过对比实验______的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力______。（有关/无关）
9．根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：
（1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。小明通过调节杠杆右端的螺母向___________（左/右）移动，使杠杆在水平位置平衡，然后进行下面的实验探究。
（2）要使图乙中杠杆平衡，应在a处挂___________个钩码（题中的每个钩码都是相同的）。
（3）当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将___________（变大/不变/变小）。
（4）有同学根据自己的实验数据，得到如下结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中没有___________（选填序号：①改变力的大小②改变力的方向③改变力的作用点）。
（5）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了___________。
A．减小摩擦 B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差 D．获取多组实验数据归纳出物理规律
（6）小华又进行了课外探究，她找来相同的硬币若干，在一平衡杠杆的左端放上2枚、右端放3枚，杠杆仍在水平位置平衡，如图所示。她用刻度尺测出L1和L2，则2L1___________（/=）3L2；若将杠杆左端的硬币正上方再加2枚硬币，在杠杆右端的硬币正上方再加3枚硬币，杠杆将___________（平衡/不平衡）。
10．用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与哪些因素有关：
（1）实验时，应竖直向下拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码_________上升，若弹簧测力计向下拉动30cm，则钩码上升___________cm；
（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得多组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___________（大/小）。实验中，若在弹簧测力计静止时进行读数，则这样测出的机械效率与实际值相比将___________（偏大/偏小/相等）；
（3）若不计绳重和摩擦，分析图乙可知，当G动=5N时，被提升物体所受的重力为___________N；
（4）改变被提升的物重，用同一滑轮组匀速提升物体进行多次实验，获得数据并绘制出图像。若不计绳重和摩擦，则下列图像中能粗略反映滑轮组的机械效率η与提升物重G关系的是___________。
（5）小组同学在交流讨论时，一位同学提出在探究“滑轮组的机械效率是否与物重有关”实验时，要尽量保证每次提升重物的速度必须相同。你________（同意/不同意）这位同学提出的观点。
参考答案
1．平衡螺母 自重 竖直向上拉动 大
2．左 右 对 变小 不变 钩码
3．甲 乙 57% 低 提升钩码（物体）重力 减小绳重和摩擦
4．测量力臂 4 变小/减小
5． 60% 3.2 使用同一斜面提升物体时，斜面的机械效率与物体的重力无关 左 2、3 0.8
6．便于测量力臂 左 1 一次实验数据具有偶然性 动力×动力臂=阻力×阻力臂 变大
7．秒表 时间 A 降低跳起高度或减轻体重（合理即可） 135
8．平行 匀速直线 6 省 费 不能 1、2 高 斜面倾斜角度 1、3 无关
9．右 1 变大 ② D > 平衡
10．匀速 15 小 偏大 20 C 不同意