第十一章简单机械和功专题训练简单机械和功实验探究2022—2023学年苏科版九年级物理上册(word版含答案)

第十一章 专题训练 简单机械和功实验探究
1．在“探究杠杆平衡条件的实验”中∶
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于________（填“平衡”或“不平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________调节，这样做的目的是________ ；
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在 A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，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，则杠杆_______（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，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将________（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每小格长度为2cm，当弹簧测力计在C 点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数的大小为________N。
2．如图所示，小明在家里用筷子、细线、几块相同的橡皮擦和钢卷尺等物品“探究杠杆的平衡条件”。
（1）小明将细线系在筷子的中部位置，筷子静止后如图1所示，此时筷子处于 _____（选填“平衡”或“非平衡”）状态；接下来他应该将细线向 _____（选填“左”或“右”）移动适当距离，让筷子在水平位置平衡，这样做除了可以消除筷子所受的重力对实验的影响外，还具有便于 _____的优点。
（2）调节筷子在水平位置平衡，小明把数量不等的橡皮擦分别挂在筷子两侧，然后用钢卷尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离，如图2所示，实验数据记录在如表中。在第三次实验中n2＝_____时筷子才能在水平位置平衡；在第二次实验中，将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm，则筷子将 _____（选填“左侧下沉”、“右侧下沉”或“仍然水平平衡”）。
实验 左侧橡皮擦个数n1/个 左侧橡皮擦悬挂点距支点距离s1/cm 右侧橡皮擦个数n2/个 右侧橡皮擦悬挂点距支点距离s2/cm
1 3 3.0 1 9.0
2 3 5.0 2 7.5
3 4 3.5 7.0
（3）小明利用橡皮擦和筷子制作了一把“杆秤”，如图3所示，他想增加“杆秤”的量程，应将悬挂“杆秤”的细线向 _____（选填“左”或“右”）移动一定的距离；小明将作为“秤砣”的橡皮擦取下擦了一些字以后，再用此“秤砣”称量物品的质量，则测量结果 _____（选填“大于”“小于”或“等于”）物品的真实质量。
3．在“探究杠杆的平衡条件”实验中（每个钩码的质量相等）。
（1）为使图甲中杠杆在水平位置平衡，需将两端平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节；
（2）图乙中，在已调平的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂______个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡；
（3）改用弹簧测力计在C点向上拉杠杆，如图丙所示。当弹簧测力计向右逐渐倾斜时，要使杠杆始终在水平位置平衡，其示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”），原因______；
（4）实验中保持钩码个数及位置不变，多次收集数据并在坐标系中绘制出动力臂l1与动力F1的关系图像如图丁所示，由图像可知：当F1=5N时，l1=______cm；
（5）根据杠杆平衡的条件分析图戊可知：A端胡萝卜相比B端胡萝卜______（选填“重一些”、“一样重”或“轻一些”）。
4．小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。
（1）实验前，杠杆静止时如图1甲所示，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，可将杠杆两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆水平平衡的目的是______；
（2）实验时，在杠杆左边某位置挂上钩码，并保持钩码数量和力臂不变，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，测出多组动力臂L1和动力F1的数据，绘制成L1-F1，的关系图像，如图1乙所示。请根据图像推算，当L1为0.6m时，F1为______N；
（3）如表是小明同学在本次实验中得到的数据，据此分析可以发现此次实验的不妥之处是______；
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 1.5 10 3.0 5
2 1.0 20 2.0 10
（4）如图2甲所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹测力计由图中a位置移至b位置时，其示数______（选填“变大”“不变”或“变小”）；
（5）小明同学用图2乙装置进行实验，发现总是无法得到课本上所给出的平衡条件，原因是______。
5．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图丙进行，并将测得的数据记录在表格中。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm
1 1.0 20.0 1.0 20.0
2 2.0 20.0 2.0 20.0
3 1.0 20.0 0.7 40.0
4 2.0 20.0 1.2 40.0
（1）分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 ___________（选填“能”或“不能”）省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 ___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）用图丙进行实验时，最好 ___________匀速拉动绳子自由端；分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 ___________；
（3）在本实验中进行了多次实验，目的是 ___________。
A．从多次实验中选取最准确的数据
B．多次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律
D．利用控制变量法
6．如图所示是武警战士进行爬杆比赛的情景，小华观看后，想要测定战士爬杆的功率，他设计的实验方案如下，请你帮他补充完整。
1.实验原理：______________； 2.实验器材：竹竿、电子秤、刻度尺、______________等； 3.实验步骤： ① 用电子秤测出武警战士的质量m，则战士以一定的速度快速爬杆所用的 力F=_____________（用测定的物理量字母表示）； ② 用刻度尺测出爬杆的高度h； ③ 用______________； ④ 得出武警战士爬杆的功率P=______________。（用测定的物理量字母表示）
7．如图所示，测量小强做引体向上的功率，需要的测量工具有磅秤、刻度尺和_________。需要测的物理量有小强质量m、做n个引体向上所用的时间t和身体向上运动的高度h，则功率的表达式P= _______。小强同学共做了10个引体向上，做前5个较快，后5个做得较慢，则他做前5个引体向上时做的功 _______（大于/小于/等于）后5个引体向上时做的功。
8．如图是小明所在实验小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置，他们测得的实验数据如表。
实验次数 物重 G/N 物体上升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
（1）实验过程中，应竖直向上 ___________拉动弹簧测力计；
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 ___________；
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 ___________，滑轮组的机械效率越高；
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 ___________W；
（5）小华所在实验小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于小明小组的测量值，则小华小组机械效率测量值偏大的原因可能是 ___________。（填字母）
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于小明小组
（6）请你根据所学知识判断：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率 ___________（选填“相同”或“不同”）。
9．探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实验装置如图所示，实验数据如表所示。
次数物理量 1 2 3 4
钩码重G/N 4 4 6 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6
机械效率η 57% 74% 83%
（1）实验使用的测量工具是 ___________和弹簧测力计；
（2）在实验操作中应竖直向上 ___________拉动弹簧测力计，通过分析表中数据可知，第2次实验是用 ___________（选填“甲”或“乙”）图装置做的；
（3）若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可能得出的结论是滑轮组的机械效率与 ___________有关；
（4）第4次实验的机械效率为 ___________%（保留整数），比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是滑轮组的机械效率与物体上升高度 ___________。
10．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图）。
实验数据记录如下表：
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9
（1）实验中，应竖直向上 _____拉动弹簧测力计；
（2）在第2次实验中，滑轮组的机械效率η为 _____（保留一位小数）；第3次实验如图丙，请读出图中弹簧测力计读数：_____；
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为_____
A．71.6%　　　B．82.6%　　　C．92.4%　　　D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，并绘制出如图丁的图像。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”）；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 _____。（填字母）
A．减小摩擦 B．多次测量取平均值减小误差 C．获得多组数据归纳出物理规律
11．如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：
次数 倾角 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η/%
1 45° 1 0.7 0.9 1 0.7 0.9 77.8
2 30° 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7 71.4
3 30° 2 0.5 1.4 1 1 1.4
（1）表格中缺少一个数据，请补充完整：___________（保留一位小数）；
（2）对比实验1、2的数据得出结论：斜面倾角越小越省力，其机械效率越___________；
（3）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___________（选填“有关”或“无关”）。
12．如图所示是小聪和小红同学设计的“探究斜面机械效率”的实验装置：
Ⅰ、小聪分别使用等重的木块a和小车（有轮子）完成了机械效率的测量，相关数据如表所示：
次数 物体 物重G/N 拉升高度h/m 拉力F/N 拉动距离s/m 机械效率η/%
1 木块 6 0.1 1.20 1 50
2 小车 6 0.1 0.75 1
（1）每个实验都有需要特别强调的注意事项，如在本实验中，用弹簧测力计拉动物体时，需要注意两点：一是拉力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做______运动；
（2）第2次实验中斜面的机械效率为______。小聪的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与______的关系，得出的结论是______。
Ⅱ、小红同学利用木块b、木板、刻度尺、弹簧测力计等器材测得的数据如表：
实验次数 斜面倾斜程度 木块重力G/N 拉升高度h/m 拉力F/N 拉动距离s/m 机械效率η
1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5%
2 较陡 3 0.3 1.8 1 50%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（3）小红的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与______的关系，得出的结论是：用斜面拉同一个物体，______，斜面机械效率越高；
（4）第2次实验中，木块受到的摩擦力大小为______。
参考答案
1．平衡 右 消除杠杆自重对杠杆平衡产生的影响 6 不能 变大 2
2．平衡 左 测量力臂 2 左侧下沉 左 大于
3．．左 4 变大 弹簧测力计的力臂变小 3 重一些
4．平衡 右 便于测量力臂大小 0.5 动力臂是阻力臂的两倍，实验数据不具普遍性 变大 杠杆的自重对杠杆平衡有影响
5． 不能 不变 沿着竖直方向 动滑轮自身受到重力 C
6． 秒表 mg 秒表测出战士爬杆所用的时间t
7．秒表 等于
8．匀速缓慢 74.1% 越重 0.54 C 相同
9． 刻度尺 匀速 甲 动滑轮重力 83 无关
10．匀速 88.9% 2.2N C 低 C
11．71.4 小 2、3 无关
12．匀速直线 80% 摩擦力大小 其他条件相同时，斜面的机械效率与摩擦力的大小有关，摩擦力越大，机械效率越低 斜面的倾斜程度 斜面的倾斜程度越大 0.9N