2024五四制鲁科版物理八年级下学期--专项素养综合全练(七)杠杆、滑轮、机械效率实验（有解析）
文档属性
| 名称 | 2024五四制鲁科版物理八年级下学期--专项素养综合全练(七)杠杆、滑轮、机械效率实验（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 361.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（五四制） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-04 15:09:16 | ||
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文档简介
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2024五四制鲁科版物理八年级下学期
专项素养综合全练(七)
杠杆、滑轮、机械效率实验
类型一 探究杠杆的平衡条件
1.【学科素养·科学探究】(2023山东泰安泰山月考)根据“探究杠杆平衡的条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态。小明通过调节杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,目的是避免 对实验的影响。
(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)如图丙所示,当弹簧测力计由竖直拉着变成倾斜拉着,杠杆始终在水平位置静止,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)有一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改变力的 (选填“大小”“方向”或“作用点”)。
(5)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了 (选填
序号)。
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
类型二 探究定滑轮和动滑轮的特点
2.【实验探究·设计实验】(2023山东青岛西海岸新区期末)在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验时,小明用同一个滑轮做了四次实验,前两次实验按图甲、乙所示的实验装置图进行,后两次实验按图甲、丙所示的实验装置图进行,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次实验的数据及观察到的实验现象,可以得出结论:使用定滑轮 (选填“可以”或“不能”)省距离, (选填“可以”或“不能”)改变力的方向;用图乙所示的实验装置进行实验时,若小明将绳子的自由端沿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)用图丙所示的实验装置进行实验时,应沿 方向匀速拉动绳子的自由端。分析第3、4次实验的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主要是因为 。
(3)分析第3、4次实验的数据及观察到的现象,可以得出结论,一般情况下,使用动滑轮 (选填“可以”或“不能”)省力, (选填“可以”或“不能”)省距离,不能改变力的方向。日常生活中,人们既需要改变力的方向,又需要省力,则可以把定滑轮和动滑轮组合在一起制成 。
类型三 斜面功的原理
3.【学科素养·科学探究】如表是小宇同学进行斜面探究实验时记录的实验数据,实验装置如图所示。
测量 次数 F/N s/m G/N h/m Fs/ (N·m) Gh/ (N·m)
1 3 2 20 0.3 6 6
2 4.5 2 30 0.3 9
3 6 2 40 0.3 12 12
(注:F是拉力大小,s是小车通过的距离,G是小车所受重力,h是小车上升的高度)
(1)将表格中的数据填写完整。
(2)s和h是用 测量的,G是用 测量的,测量F要求小车做 。
(3)小宇通过探究得到的实验结论:使用光滑斜面时拉力所做的功
斜面克服小车重力所做的功,也就是说使用斜面 (选填“省”或“不省”)功。
类型四 测量滑轮组的机械效率
4.【学科素养·科学探究】(2023山东泰安泰山模拟)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组用如图甲所示的同一滑轮组提升钩码,分别做了多次实验,实验数据记录如表:
实验 序号 钩码重 G/N 钩码上升的高度h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计上 升距离s/cm 机械效 率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。第1次实验时,弹簧测力计的示数如图甲所示,为 N。
(2)第2次实验时,滑轮组的机械效率是 。
(3)分析第 次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物的重力越大,滑轮组的机械效率越高;分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
(4)请在图乙中画出此滑轮组既能省力又能改变力的方向的绕绳方法。若不计摩擦及绳重,这种绕绳方法与实验时用的绕绳方法相比,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案全解全析
1. (1)是 右 杠杆自重 (2)1 (3)变大 (4)方向 (5)D
解析 (1)实验开始时,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于静止状态,是平衡状态;杠杆右端高,所以应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动,使杠杆在水平位置平衡;杠杆在水平位置平衡目的是避免杠杆自重对实验的影响;(2)设杠杆上每一格长为L,一个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得2G×2L=nG×4L,解得:n=1;(3)当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计的拉力的力臂变小,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,弹簧测力计的拉力变大,即弹簧测力计的示数变大;(4)“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”,是杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变力的方向;(5)在探究杠杆平衡条件的实验中,需要多次改变悬挂的钩码个数和位置,也就是改变力和力臂的大小,获取多组实验数据的目的是归纳出杠杆平衡的条件,故D正确。
2 (1)不能 可以 不变 (2)竖直 动滑轮自身受到重力 (3)可以 不能 滑轮组
解析 (1)由第1、2次实验的数据知,使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但能改变力的方向;若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小不变。(2)用题图丙所示的实验装置进行实验时,一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子的自由端;分析第3、4次实验的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,且两次实验2F-G的值均为0.4 N,其主要原因是:动滑轮自身受到重力;(3)分析第3、4次实验的数据可知,拉力总小于钩码重力,故可以得出结论:使用动滑轮可以省力,不能省距离;为满足日常生活的需求,可以把动滑轮和定滑轮组合制成滑轮组。
3 (1)9 (2)刻度尺 弹簧测力计 匀速直线运动 (3)等于 不省
解析 (1)由表中第2次实验数据可知:F2s2=4.5 N×2 m=9 N·m;(2)用刻度尺测量s和h,用弹簧测力计测量小车所受重力G;测量F要求小车应处于平衡状态,所以要求小车做匀速直线运动;(3)由表中数据可知,Fs=Gh,即使用光滑斜面时拉力所做的功等于斜面克服小车重力所做的功,故使用斜面不省功。
4 (1)0.6 (2)62.5% (3)1、2、3 无关 (4)见解析图 不变
解析 (1)由题图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,第1次实验时,弹簧测力计的示数为0.6 N;(2)第2次实验时,所做的有用功W有用=
Gh=1.5 N×0.05 m=0.075 J,做的总功W总=Fs=0.8 N×0.15 m=0.12 J,滑轮组的机械效率η==×100%=62.5%;(3)探究影响滑轮组机械效率的因素的实验使用了控制变量法,探究重物的重力对滑轮组机械效率的影响时应保持其他条件相同,分析第1、2、3次实验数据知,使用同一滑轮组,钩码上升的高度相同,随着重物的重力增大,机械效率增高;分析第3、4次实验数据知,使用同一滑轮组,重物的重力相同,钩码上升的高度不同,但滑轮组机械效率不变,说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关;(4)要求使用该滑轮组提升重物时既能省力又能改变力的方向,说明绳子自由端拉力的方向应向下,所以绳子最后通过定滑轮,由此从外向内依次完成绕线;两种绕绳方法,动滑轮的重力不变,不计摩擦及绳重,故额外功为克服动滑轮自重所做的功,由η===可知,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率
不变。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2024五四制鲁科版物理八年级下学期
专项素养综合全练(七)
杠杆、滑轮、机械效率实验
类型一 探究杠杆的平衡条件
1.【学科素养·科学探究】(2023山东泰安泰山月考)根据“探究杠杆平衡的条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态。小明通过调节杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,目的是避免 对实验的影响。
(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)如图丙所示,当弹簧测力计由竖直拉着变成倾斜拉着,杠杆始终在水平位置静止,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)有一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改变力的 (选填“大小”“方向”或“作用点”)。
(5)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了 (选填
序号)。
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
类型二 探究定滑轮和动滑轮的特点
2.【实验探究·设计实验】(2023山东青岛西海岸新区期末)在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验时,小明用同一个滑轮做了四次实验,前两次实验按图甲、乙所示的实验装置图进行,后两次实验按图甲、丙所示的实验装置图进行,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次实验的数据及观察到的实验现象,可以得出结论:使用定滑轮 (选填“可以”或“不能”)省距离, (选填“可以”或“不能”)改变力的方向;用图乙所示的实验装置进行实验时,若小明将绳子的自由端沿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)用图丙所示的实验装置进行实验时,应沿 方向匀速拉动绳子的自由端。分析第3、4次实验的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主要是因为 。
(3)分析第3、4次实验的数据及观察到的现象,可以得出结论,一般情况下,使用动滑轮 (选填“可以”或“不能”)省力, (选填“可以”或“不能”)省距离,不能改变力的方向。日常生活中,人们既需要改变力的方向,又需要省力,则可以把定滑轮和动滑轮组合在一起制成 。
类型三 斜面功的原理
3.【学科素养·科学探究】如表是小宇同学进行斜面探究实验时记录的实验数据,实验装置如图所示。
测量 次数 F/N s/m G/N h/m Fs/ (N·m) Gh/ (N·m)
1 3 2 20 0.3 6 6
2 4.5 2 30 0.3 9
3 6 2 40 0.3 12 12
(注:F是拉力大小,s是小车通过的距离,G是小车所受重力,h是小车上升的高度)
(1)将表格中的数据填写完整。
(2)s和h是用 测量的,G是用 测量的,测量F要求小车做 。
(3)小宇通过探究得到的实验结论:使用光滑斜面时拉力所做的功
斜面克服小车重力所做的功,也就是说使用斜面 (选填“省”或“不省”)功。
类型四 测量滑轮组的机械效率
4.【学科素养·科学探究】(2023山东泰安泰山模拟)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组用如图甲所示的同一滑轮组提升钩码,分别做了多次实验,实验数据记录如表:
实验 序号 钩码重 G/N 钩码上升的高度h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计上 升距离s/cm 机械效 率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。第1次实验时,弹簧测力计的示数如图甲所示,为 N。
(2)第2次实验时,滑轮组的机械效率是 。
(3)分析第 次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物的重力越大,滑轮组的机械效率越高;分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
(4)请在图乙中画出此滑轮组既能省力又能改变力的方向的绕绳方法。若不计摩擦及绳重,这种绕绳方法与实验时用的绕绳方法相比,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案全解全析
1. (1)是 右 杠杆自重 (2)1 (3)变大 (4)方向 (5)D
解析 (1)实验开始时,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于静止状态,是平衡状态;杠杆右端高,所以应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动,使杠杆在水平位置平衡;杠杆在水平位置平衡目的是避免杠杆自重对实验的影响;(2)设杠杆上每一格长为L,一个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得2G×2L=nG×4L,解得:n=1;(3)当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计的拉力的力臂变小,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,弹簧测力计的拉力变大,即弹簧测力计的示数变大;(4)“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”,是杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变力的方向;(5)在探究杠杆平衡条件的实验中,需要多次改变悬挂的钩码个数和位置,也就是改变力和力臂的大小,获取多组实验数据的目的是归纳出杠杆平衡的条件,故D正确。
2 (1)不能 可以 不变 (2)竖直 动滑轮自身受到重力 (3)可以 不能 滑轮组
解析 (1)由第1、2次实验的数据知,使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但能改变力的方向;若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小不变。(2)用题图丙所示的实验装置进行实验时,一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子的自由端;分析第3、4次实验的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,且两次实验2F-G的值均为0.4 N,其主要原因是:动滑轮自身受到重力;(3)分析第3、4次实验的数据可知,拉力总小于钩码重力,故可以得出结论:使用动滑轮可以省力,不能省距离;为满足日常生活的需求,可以把动滑轮和定滑轮组合制成滑轮组。
3 (1)9 (2)刻度尺 弹簧测力计 匀速直线运动 (3)等于 不省
解析 (1)由表中第2次实验数据可知:F2s2=4.5 N×2 m=9 N·m;(2)用刻度尺测量s和h,用弹簧测力计测量小车所受重力G;测量F要求小车应处于平衡状态,所以要求小车做匀速直线运动;(3)由表中数据可知,Fs=Gh,即使用光滑斜面时拉力所做的功等于斜面克服小车重力所做的功,故使用斜面不省功。
4 (1)0.6 (2)62.5% (3)1、2、3 无关 (4)见解析图 不变
解析 (1)由题图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,第1次实验时,弹簧测力计的示数为0.6 N;(2)第2次实验时,所做的有用功W有用=
Gh=1.5 N×0.05 m=0.075 J,做的总功W总=Fs=0.8 N×0.15 m=0.12 J,滑轮组的机械效率η==×100%=62.5%;(3)探究影响滑轮组机械效率的因素的实验使用了控制变量法,探究重物的重力对滑轮组机械效率的影响时应保持其他条件相同,分析第1、2、3次实验数据知,使用同一滑轮组,钩码上升的高度相同,随着重物的重力增大,机械效率增高;分析第3、4次实验数据知,使用同一滑轮组,重物的重力相同,钩码上升的高度不同,但滑轮组机械效率不变,说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关;(4)要求使用该滑轮组提升重物时既能省力又能改变力的方向,说明绳子自由端拉力的方向应向下,所以绳子最后通过定滑轮,由此从外向内依次完成绕线;两种绕绳方法,动滑轮的重力不变,不计摩擦及绳重,故额外功为克服动滑轮自重所做的功,由η===可知,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率
不变。
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