【期末复习冲刺】人教版八年级下册物理专项复习试卷(5) 实验探究题专练
1.为了探究力的作用效果与力的三要素之间的关系,某同学做了如下实验:
让一薄钢条的下端固定,然后分别用不同方向或不同大小的力作用在钢条的不同部位,使其发生如图a、b、c、d中所示的形变,各力的大小关系是:F1=F3=F4>F2.
(1)该同学是根据_______________来判断力的作用效果的;
(2)比较a、c两次实验可以得出的结论是_________________________________;
(3)通过比较______两次实验,该同学得出了力越大,力的作用效果越明显的结论。
【答案】(1)钢条的形变大小 (2)力的作用效果跟力的方向有关。力的大小相同、作用点相同,力的方向不同,力的作用效果不同 (3)a、b
【解析】(1)在探究力的作用效果与力的三要素之间的关系的实验中,通过观察比较钢条的形变大小来判断力的作用效果,这里采用的是转换法的思想;(2)比较a、c两次实验,力的大小相同、作用点相同,力的方向不同,力的作用效果不同。说明力的方向影响力的作用效果;(3)要探究力的作用效果与力的大小的关系,必须控制力的方向相同和作用点相同,改变力的大小,符合条件的是a、b两次实验。
2.小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有的四根弹簧做了如下测试:如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l.测试结果如表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。 。
弹簧代号 甲 乙 丙 丁
l0/cm 2.00 4.00 4.00 8.00
l/cm 20.00 22.00 6.10 35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能
【答案】乙最合适,因为把30N的重物挂在弹簧下端,弹簧甲发生了塑性形变,不能恢复原状;弹簧丙会使相邻两刻度线之间的距离太小,不便读数;弹簧丁超过了最大测量范围。
【解析】弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量和所受的拉力成正比。
把30N的重物挂在弹簧甲下端,取走重物后弹簧不能恢复原状,甲发生了塑性形变,故甲不合适;
把30N的重物挂在弹簧丙下端,弹簧总长l=6.10cm,弹簧总长太小且会使单位刻度代表的数值不便计算,不符合相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些的要求,故丙不合适;
把30N的重物挂在弹簧丁下端,弹簧总长l=35.00cm,超过了刻度板M的长度,不符合测量范围0~30N的要求,故丁也不合适;
把30N的重物挂在弹簧乙下端,弹簧总长l=22.00cm,符合需要制作的测力计的4点要求,故乙合适。
3.实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的F-x关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,则比值k的单位是______,这根弹簧k的大小为______;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大;
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为______cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为0.5N,则弹簧下端受到钩码的拉力F=______ N,此时弹簧的伸长量x=______ cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F-x图像(对应图线记为b);
⑤比较图线a、b,可以判断________(选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
【答案】(1)N/cm 0.5N/cm (2)①3.00 ②2.5 2.50
④ ⑤ 丙
【解析】(1)拉力的单位是牛(N),弹簧的伸长量单位是厘米(cm),弹簧受到的拉力与弹簧的伸长量的比值k的单位是牛每厘米(N/cm);这根弹簧k的大小为;
(2)①如图乙,此时弹簧长度为11.50cm-8.50cm=3.00cm;②如图丙所示,每个钩码所受的重力为0.5N,5个钩码的总重为2.5N,则弹簧下端受到钩码的拉力为2.5N,此时弹簧的伸长量x=8.50cm-6.00cm=2.50cm;④在图甲中依次找到并标出表格中数据对应的各点,然后连接起来,画出F-x图像;⑤图线b的k值为,大于原来图线ak值,可以判断丙同学的猜想是正确的。
4.在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中:
次数 1 2 3 4 5 6 …
质量m/g 40 100 160 200 240 300 …
重力G/N 0.4 1.4 2.0 2.3 3.0 …
(1)测量前,要检查弹簧测力计的指针是否指在 上。
(2)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,表中空缺的实验数据“▲”是 N.
(3)根据表中的数据得到如图乙所示的对应点,请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图像。
(4)由图像可知,物体所受的重力跟它的质量 。
【答案】(1)零刻度线 (2)1.6 (3)如图 (4)成正比
【解析】(1)使用弹簧测力计时候,首先要“调零”,即检查指针是否指在零刻度线处;(2)第3次测量时,弹簧测力计指针指示位置如图甲所示。由图可知,该测力计的分度值为0.2N,指针在刻度值为1的刻度线下方3格,则弹簧测力计的示数是1.6N;(3)用描点法作图,重力与质量的关系图像如图所示;(4)由于重力与质量的关系图像为原过点的直线,可以得出的结论是:物体所受的重力跟它的质量成正比。
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤的示数/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示数/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90
5.小明用家里的器材探究重力的大小与质量的关系。如图甲、乙所示,小明用布袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,实验数据记录如表:
(1)在图乙中,当米袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力的大小 ;
(2)分析如表数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成 ,下列数据处理方法可以得到此结论的是 。
A.计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B.计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
【答案】(1)相等 (2)正比 A
【解析】(1)当米袋静止时,拉力器对米袋的拉力和米袋所受的重力是平衡力,二力大小相等,米袋对拉力器的拉力(等于拉力器的示数)与拉力器对米袋的拉力是相互作用力,二力相等,故拉力器示数等于米袋所受的重力;
(2)由表格中的数据得,计算每一次实验中重力的大小与质量的比值:
======9.8N/kg,
结论:物体所受的重力与其质量成正比。
6.利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同;
(2)实验通过观察 (选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是 ;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是 。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
【答案】(1)速度 (2)A (3)木板 (4)B (5)D
【解析】(1)为了使小车到达水平面上的速度相同,需要将小车从斜面的同一高度滑下;(2)实验中通过观察小车在水平面上滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,小车滑行的距离越长,说明小车所受阻力越小;(3)水平面表面越光滑,小车速度减小的越慢。木板比棉布光滑,小车在木板上运动时速度减小的慢;(4)实验中运动的小车会停下来,是因为小车受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因。水平面表面越光滑,小车速度减小的越慢,推理可得:如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来;
(5)A.物体受力平衡时,可以保持静止状态或匀速直线运动状态不变;B、C.根据牛顿第一定律,物体不受力,原来静止的物体会保持静止状态,原来运动的物体会以原来的速度做匀速直线运动;D.力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变,一定受到力的作用,而且是受到非平衡力的作用。
7.如图是探究“运动与力的关系”的实验。
(1)实验时让小车从同一斜面的同一高度静止滑下,是为了使小车在水平面上滑动时的 相同;
(2)比较三次实验发现:阻力越小,小车滑行的距离越 (选填“远”或“近”),从实验推理可得:若水平面绝对光滑,则运动的小车在水平面上将做 运动;
(3)在大量实验的基础上,经过科学推理得出牛顿第一定律,采用这种研究方法的还有______(选填下面的字母);
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.探究声音能否在真空中传播
(4)在实验操作过程中,发现只有最后一次小车滑出水平桌面, (选填:“需要”、“不需要”)重做实验。
【答案】(1)初速度 (2)远 匀速直线 (3)C (4)不需要
【解析】(1)实验时为了使小车在水平面上滑动时的速度相同,需要让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下。
由实验现象可知,木板表面比较光滑,小车在木板表面上运动的距离最远,可以得到运动的小车所受阻力越小,小车滑行的距离越远。推理可得:若水平面绝对光滑,运动的小车在水平面上将做匀速直线运动。
在大量实验事实的基础上,经过科学推理得出牛顿第一定律,采用的是实验推理法。探究影响压力作用效果的因素和探究影响滑动摩擦力大小的因素,用到了转换法和控制变量法;探究声音能否在真空中传播,用到了科学推理法。
(4)在实验操作过程中,发现只有最后一次小车滑出水平桌面,说明最后一次实验小车在水平面上所受阻力最小,滑行得最远,因此,不需要重做实验。
8.在探究“二力平衡的条件”实验中,小聪同学采用的实验装置如图甲所示,小明同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)老师指出图乙的装置更科学,原因是选用小车,可以减小 对实验结果的影响;
(2)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持 (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态;
(3)左右两盘放质量相等的砝码,小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码,小车将运动,说明彼此平衡的两个力大小 ;
(4)小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车将转动,说明彼此平衡的两个力必须在 上。
【答案】(1)摩擦力 (2)静止 (3)相等 (4)同一直线
【解析】(1)实验中选用小车进行研究,小车所受滚动摩擦力要比将小车直接放在桌面上所受滑动摩擦小得多,这样可以减小摩擦力对实验的影响。
(2)实验中通过观察小车能否静止,确定其是否处于平衡状态,如果小车处于静止状态,说明小车受到平衡力的作用。
(3)实验时,向左盘和右盘同时加入相等质量的砝码时,小车左右两端在水平方向受到的拉力大小相等,处于静止状态。将左盘中再添加一个砝码,小车运动状态改变,由静止变为运动,这表明平衡的两个力大小相等。
(4)把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动,最后恢复到静止平衡状态,说明小车左右两端在水平方向上受到的方向相反的两个力在同一条直线上时才能平衡。
9.小华用如图所示的实验装置“探究二力平衡的条件”。
(1)如图甲所示,左边用细线挂一个钩码,右边用细线挂两个钩码时,木块仍然保持静止,这时木块在水平方向受到的力 (选填“平衡”或“不平衡”);
(2)图乙是小华的改进装置,目的是 对小车平衡的影响,小车所受拉力F3的施力物体是 ;
(3)实验时,将小车扭转一个角度,松手瞬间小车 平衡,说明相互平衡的两个力作用在 ;
(4)如图丙所示,该装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(5)在图丙中,为了验证相互平衡的两个力作用在同一物体上,你的操作是 。
【答案】(1)平衡 (2)减小摩擦力 细线 (3)不能 同一直线上 (4)能 (5)用剪刀剪断小卡片,观察卡片能不能静止
【解析】(1)图甲中,左、右两侧所挂钩码数量不同,木块仍然保持静止,处于平衡状态,这时木块在水平方向上受三力平衡。
(2)图乙装置中,将木块换成小车,目的是减小摩擦力对小车平衡的影响;细线对小车施加拉力F3,小车所受拉力F3的施力物体是细线。
(3)实验时,因为相互平衡的两个力作用在同一直线上,所以将小车扭转一个角度,松手瞬间小车不能平衡。
(4)图丙中,虽然两个定滑轮的高度不同,但定滑轮不能改变力的大小,只改变力的方向,且小卡片两端受到方向相反的两个拉力仍在一条直线上,装置能探究二力平衡的条件。
(5)当小卡片平衡时,用剪刀剪断小卡片,由于二力没有作用在同一物体上,卡片不能保持平衡,由此可以得到的二力平衡的一个条件是二力必须作用在同一物体上。
10.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中;
(1)小明用图甲所示的方式匀速拉动木块,测量滑动摩擦力,这样操作是______(选填“正确”或“错误”)的。
(2)小明提出如下猜想:A.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。小明以v1的速度匀速拉动木块,进行了正确的实验操作,实验探究过程如图所示。
比较图 两次实验,可验证猜想A;比较图 两次实验,可验证猜想B.
如图戊所示,小明以v2的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知v2>v1,木块重4N,砝码共重2N,弹簧测力计的示数为2.4N,此时,毛巾对木块的摩擦力为 N.
【答案】(1)错误 (2)丙、丁 乙、丙 (3)2.4
【解析】(1)只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小,甲图中,弹簧测力计沿斜向上方拉动木块,故它的示数不等于木块所受的滑动摩擦力,这样操作是错误的;
(2)要验证滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关,应保持接触面的粗糙程度相同,使接触面受到的压力不同,应选择丙和丁两次实验;要验证滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,应保持压力相同,使接触面的粗糙程度不同,应选择乙和丙两次实验;
(3)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度无关,小明以v2的速度匀速拉动木块再次进行实验,摩擦力的大小仍等于弹簧测力计的示数为2.4N.
11.某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。
实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 1.2
2 侧放 1.2
3 竖放 1.2
(1)如图甲,用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小;
(2)在图甲实验中发现,很难保持木块在(1)小题中的运动,且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进,如图乙所示,将弹簧测力计水平固定,通过拉力F′拉动长木板进行实验,测量数据记录如表所示:
(3)根据实验数据可以得出:木块所受的滑动摩擦力大小应为 N,滑动摩擦力的大小与接触面的面积 (选填“有关”或“无关”)。图乙与图甲相比,图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更 (选填“稳定”或“不稳定”)。
【答案】(1)匀速 (3)1.2 无关 稳定
【解析】(1)根据二力平衡的原理,只有物体做匀速直线运动时,拉力才与滑动摩擦力大小相等;
(3)实验改进后,物体B相对于地面是静止的,物体B受到测力计的拉力和木板对物体B的滑动摩擦力是一对平衡力,其大小始终相等,木块所受的滑动摩擦力大小应为1.2N.
滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小无关,与木板运动的速度无关,所以实验时不必控制木板做匀速直线运动,便于操作,且实验时木块相对地面保持静止,弹簧测力计的示数更稳定,读数更方便。
12.八年级同学在探究同一直线上二力合成的实验中,把一根轻质橡皮筋的一端固定在O 点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,他们都将橡皮筋由A拉伸到B 位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c) 所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)、(b)和(c)三次实验中,都将橡皮筋拉伸到B 点,目的是使每次实验中力产生的__________相同。
(2)分析比较图(a)与(b) 中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个分力的大小之和,并且方向跟两个力的方向相同,即____________(用公式表示)。
(3)分析比较图(a)与(c) 中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个分力的大小之差,并且方向与较大力的方向相同,即________________(用公式表示),合力的方向与____(选填“F3”或“F4 ”)的方向相同。
【答案】(1)作用效果 (2)F=F1+F2 (3)F=F3-F4 F3
【解析】(1)在探究同一直线上二力合成的(a)、(b)和(c)三次实验中,都将橡皮筋拉伸到B 点,使橡皮筋形变大小相同,目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。
(2)图(a)中拉力F的方向与图(b) 中拉力F1、F2的方向相同,图(a)中弹簧测力计的示数F=4N,图(b)中弹簧测力计的示数分别为F1=1N,F2=3N,F单独作用在橡皮筋上跟F1、F2共同作用在橡皮筋上产生的效果相同,都是将橡皮筋由A拉伸到B 位置。由此可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个分力的大小之和,并且合力的方向跟两个分力的方向相同,即F=F1+F2 .
(3)图(a)中拉力F的方向与图(c) 中拉力F3的方向相同,与图(c) 中拉力F4的方向相反,图(a)中弹簧测力计的示数F=4N,图(c)中弹簧测力计的示数分别为F3=5N,F4=1N,F单独作用在橡皮筋上跟F3、F4共同作用在橡皮筋上产生的效果相同,都是将橡皮筋由A拉伸到B 位置。由此可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个分力的大小之差,并且合力的方向跟较大的分力的方向相同,即F=F3-F4 .
13.在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: ;
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是: ;
A.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 (选填“<”、“=”或“>”)p2;
(5)小聪选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是: 。
【答案】(1)被压下的深浅 不可以 (2)受力面积 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 (3)A (4)= (5)没有控制压力的大小相同
【解析】(1)探究“影响压力作用效果的因素”实验中,压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来体现的,由于木板受压力作用的形变不明显,所以不可以用木板代替海绵来完成探究实验。
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制受力面积大小不变,压力的大小不同,由于海绵的凹陷程度不同,且压力越大海绵的凹陷程度越大,故可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越显著。
(3)分析比较图2、图3的实验现象可知,两次实验的压力大小不变,受力面积的大小不同,海绵的凹陷程度不同,且受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,故可得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著。
A.书包的背带做得又宽又大,这是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的;B.交通管理部门规定,严禁货车超载,这是通过通过减小压力来减小压力作用效果的。
(4)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,图3、图4两次实验的压力相同,受力面积相同,由 可知,压强相同,即.
(5)为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,应保持压力相同,使受力面积不同,观察海绵的凹陷程度;小聪在探究“压力的作用效果与受力面积的关系”时,将物块沿竖直方向切成大小不同的两块,这样两块对海绵的压力不同,小聪可以改变物块A的放置方式,从而改变海绵受物块压力的受力面积,同时保持了压力不变,可用于探究“压力的作用效果与受力面积的关系”。
14.如图所示,在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明将废弃的矿泉水瓶中装水分别放在海绵和砖块上进行实验。
(1)实验时,是通过观察 来比较瓶对海绵的压力作用效果。
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用 次实验(填序号)。
(3)分析比较图中C、D、E三次实验,可得的结论是 。
(4)分析A、B两次实验,A瓶对砖块的压力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B瓶对海绵的压力,A瓶对砖块的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B瓶对海绵的压强。
(5)同组的小聪在实验过程中又提出一个问题:在B、C两次实验中,瓶中的水对底部的压力和压强大小相等吗 若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压力分别为FB、FC,对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,请你分析并比较:FB (选填“>”、“<”或“=”)FC,pB (选填“>”、“<”或“=”)pC.
【答案】(1)海绵的凹陷程度 (2)B C (3)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 (4)小于 小于 (5)> =
【解析】(1)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,是通过观察比较海绵的凹陷程度来比较瓶子对海绵的压力作用效果的。
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,只改变受力面积的大小,由图可知,应选用B、C两次实验。
(3)C、D、E三次实验中,受力面积相同,瓶子中水的体积不同,瓶子对海绵的压力不同,压力的作用效果不同。所以比较图中C、D、E三次实验,可以得出结论:压力的作用效果与压力大小有关,受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)由图A、B可知,A瓶中的水较少,即A瓶和瓶内水的总重力小于B瓶和瓶内水的总重力,故A瓶对砖块的压力小于B瓶对海绵的压力;由图A、B可知,A瓶与砖块的接触面积等于B瓶与海绵的接触面积,A瓶对砖块的压力小于B瓶对海绵的压力,由公式可知,A瓶对砖块的压强小于B瓶对海绵的压强。
(5)在B、C两次实验中,瓶子底部水的深度相同,由p=ρ水gh得,瓶中的水对瓶底和瓶盖的压强大小关系为pB=pC;由于瓶底的面积大于瓶盖的面积,即SB>SC,由F=pS可知,水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力,即FB>FC.
15.小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小明发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来的操作: ;
(2)如图乙所示,从结构上看,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体, ,压强越大;
(4)若图丁中,探头在水中的深度为8cm,请你计算该处水的压强为 Pa;(ρ水=1.0×103kg/m3)
(5)小明还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向图丁烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】(1)取下软管重新安装 (2)不属于 (3)深度越大 (4)800 (5) 错误 没有控制液体的深度相同
【解析】(1)压强计U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强,当使用前发现U形管两侧水面已有高度差,只需要取下软管重新安装即可,让U形管两侧液面相平。
(2)上端开口,下部连通的容器叫连通器,液体压强计的右端开口和大气相通,左端是密闭的,所以不属于连通器。
(3)比较丙、丁两次实验可知,液体密度相同,丙中探头所在处水的深度大,U形管两侧液面的高度差大,液体压强大,故可以得出结论:同种液体,深度越大,液体压强越大。
(4)探头所在处水的深度为8cm,水产生的压强为
P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(5)向丙图烧杯中多次加盐水,改变了液体密度,同时也改变了探头所在处液体的深度,没有控制液体的深度相同,故所得出的结论是错误的。
16.小明利用如图所示装置探究“影响液体内部压强大小的因素”。
(1)实验前,按压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面高度变化 (选填“明显”或“不明显”),则实验装置可能漏气;通过观察 反映液体压强大小;
(2)保持探头在液体中的位置不变,改变探头上的橡皮膜的朝向,如图A、B、C所示,发现U形管两侧液面的高度差不变,说明液体压强大小与方向 (选填“有关”或“无关”);
(3)比较图C、D两次实验,可以得出结论:同种液体, ,液体压强越大;
(4)小明将探头先后浸入到两杯液体中,如图D、E所示,发现U形管两侧的液面高度差不相同,说明:_________________________________________________;
(5)若已知流速小的地方压强大,流速大的地方压强小。如图F所示,橡皮管和下方玻璃管侧壁相连通,当向玻璃管中吹风时,U形管内液面较低的是 (选填“a”或“b”)侧。
【答案】(1)不明显 U形管两侧液面的高度差 (2)无关 (3)深度越大 (4)液体压强跟液体密度有关。深度相同,液体密度越大,液体的压强越大 (5)b
【解析】(1)进行实验前,按压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面高度变化不明显,说明实验装置可能漏气;实验中通过观察U形管两侧液面高度差反映液体压强大小,U形管两侧液面高度差越大,液体压强越大。
(2)保持探头在液体中的位置不变,改变探头的朝向,如图A、B、C所示,发现U形管两侧液面的高度差不变,说明:同种液体同一深度处向各个方向的压强相等;液体压强大小与方向无关。
(3)比较图C、D两次实验,可以得出结论:同种液体,深度越大,U形管两侧液面的高度差越大,说明同种液体,深度越大,液体压强越大。
(4)D、E图中,探头所在处液体深度相同,液体的密度不同,U形管两侧液面的高度差,液体的压强不同,由此可得出结论:液体压强跟液体密度有关。深度相同,液体密度越大,液体的压强越大。
(5)流体的压强与流速有关,流速小的地方压强大,流速大的地方压强小,a管下方的空气流速变大,压强变小,小于大气压,b管上方的压强为大气压,则在气压差作用下,U形管中液体发生流动,a管(左管)中液面上升,b管(右管)中液面下降,导致b管中的液面低于a管中的液面。
17.学完大气压之后,老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验,如图甲所示。小明实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为0~5N的弹簧测力计、玻璃板。
(1)他们设计了如下实验步骤:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力
B.小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直至吸盘刚要离开玻璃板
D.测量吸盘与玻璃板接触面的直径d,计算吸盘与玻璃板的接触面积S=1.0×10﹣4m2
E.根据p=,计算出大气压的大小p
你认为合理的实验步骤顺序应该是 (选填“①”或“②”);
①DBACE ②BDCAE
(2)排好序后进行实验,弹簧测力计拉至最大示数。吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为1×105Pa计算,弹簧测力计量程至少要大于 N;
(3)因为没有多余的大量程弹簧测力计,小明利用其它器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案测量,保持轻杆水平,在吸盘刚要离开玻璃板时,弹簧测力计读数是 N,可计算出大气压值为 Pa;
(4)他们发现实验结果明显比真实气压值小,其中的原因可能是 。(答1条即可)
【答案】(1)② (2)10 (3)2.6 7.8×104 (4)吸盘内有空气(或测量吸盘的直径d有误差等)
【解析】(1)利用吸盘测量大气压强:①将吸盘吸在光滑玻璃板上,排尽吸盘内空气,为了密封,先将吸盘蘸水;②测量吸盘与玻璃板之间的接触面积;③用弹簧测力计拉动吸盘至吸盘刚好离开玻璃板,读出弹簧测力计示数,大气对吸盘的压力等于弹簧测力计的示数;④记录弹簧测力计的示数为F,大气对吸盘的压力等于F;⑤根据p=计算大气压强值;正确步骤应为②;
(2)由p=得,大气对吸盘的压力F=pS=1×105Pa×1.0×10﹣4m2=10N,选用的弹簧测力计量程至少要大于0~10N;
(3)使用的弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.6N;由图乙可知,弹簧测力计对杠杆拉力的力臂是吸盘对杠杆拉力的力臂的3倍,由杠杆平衡条件可得,吸盘对杠杆的拉力为弹簧测力计对杠杆拉力的三倍,为F=3×2.6N=7.8N,大气对吸盘的压力等于吸盘对杠杆的拉力,为F=7.8N,大气压值为p===7.8×104Pa;
(4)利用吸盘和弹簧测力计测量大气压,测量的结果小于真实值可能的原因:吸盘内的空气没有全部排尽;测量吸盘直径d存在有误差等。
18.如图是小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出 的长度l为10cm,即可算出活塞横截面积为 cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p= Pa;
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F′,则大气压值p′= (用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)注射器带刻度部分 0.2 (2)1.05×105 (3)(4)偏小。
【解析】(1)注射器带刻度部分的容积为2mL,长度l为10cm,则活塞的横截面积为;
(2)大气压值为=;
(3)大气对活塞的压力为F0,活塞与筒壁之间的摩擦力为f,
第一次活塞被拉出注射器时,活塞所受针筒的摩擦力方向和大气压力方向相同,活塞所受弹簧测力计的拉力为F=F0+f;
第二次活塞退回注射器时,活塞所受针筒的摩擦力方向和弹簧测力计对活塞的拉力方向相同,大气对活塞的压力为F0=F′+f,
则大气对活塞的压力为F0=,大气压值为;
(4)若筒内空气没有排尽,所需拉力偏小,在受力面积一定时,所测大气压值偏小。
19.小明和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块所受的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比_________。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小明继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关,并通过计算得出所用盐水密度为______g/cm3;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小聪同学还想进一步探究:物体在浸没前所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小聪得出结论:物体在浸没前所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:____________。
【答案】(1)上 增大 0.3 (2)越大 无关 (3)1.1 不变 (4)没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】(1)将物块部分浸入水中时,物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它竖直向上的拉力、水对物体的作用力,由于弹簧测力计的示数减小,即弹簧测力计对它向上的拉力减小,则水对物体的作用力方向为竖直向上,即水对物体有竖直向上的浮力。
物块部分浸入水中后,由于物体排开液体使液面上升, 即容器底所在处水的深度变大,则水对容器底部的压强变大,即水对容器底部的压强比放入物块前大。
当测力计示数如图甲所示时,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,则物块所受的浮力F浮=G-F=2.7N-2.4N=0.3N.
(2)由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,弹簧测力计对物块向上的拉力越小,物体受到的浮力越大。由此可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大。
观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增大,弹簧测力计示数不变,弹簧测力计对物块向上的拉力不变,物块受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关。
(3)物体所受的重力为2.7N,浸没在水中时弹簧测力计示数为1.7N,弹簧测力计对物块向上的拉力为1.7N,物体受到的浮力F浮水=G-F′=2.7N-1.7N=1N,由F浮=ρ液V排g得,物体排开水的体积
当物体完全浸没在盐水中时,受到的浮力F浮′=G-F"=2.7N-1.6N=1.1N
物体排开盐水的体积等于排开水的体积,由F浮=ρ液V排g得,盐水的密度
在实验前,弹簧测力计指针未调零,由于浸入液体中的物体所受浮力等于测量物体所受重力时弹簧测力计的示数和物体浸入液体中测量时弹簧测力计的示数之差,所以计算得到的浮力是准确的,则计算出的盐水密度不变。
(4)要探究物体在浸没前物体所受浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关,需控制物体排开液体的体积相同、液体的密度相同,小聪同学将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,则在改变物体浸入液体中深度的同时,也改变了物体排开液体的体积,故该方案不合理,原因是没有控制物体排开液体的体积相同。
20.同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N.
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 kg/m3.
【答案】(1)4 (2)无 (3)B、C (4)错误 没有控制物体排开液体的体积相同
(5)1.1×103
【解析】(1)由图A可知,物体所受的重力G=6N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为2N,物体浸没在水中受到的浮力为F浮=G-F=6N-2N=4N.
(2)A与C、D三次实验中物体浸入液体中的深度不同,A与C、D三次实验中弹簧测力计的示数相等,则物体所受浮力大小相等,故可以得出的结论:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)验证物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关,需要控制液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,故选择A与B、C三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)验证物体所受浮力大小与液体的密度有关,需要保持物体排开液体的体积相等,改变液体的密度,A与B、E三次实验中,液体的密度不同,物体排开液体的体积也不同,因此不能探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系,故该操作是错误的,无法得出正确结论。
(5)由(1)可知,物体浸没在水中时所受浮力为4N,由F浮=ρ液V排g得,物体排开水的体积,
物体浸没在盐水中排开盐水的体积和浸没在水中排开水的体积相同,物体浸没在盐水中所受的浮力F浮′=G-F′=6N-1.6N=4.4N,由F浮=ρ液V排g得,步骤E中所用盐水的密度为
21.如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验;
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体所受的重力为______N;
(2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与___________有关;
(3)浸没后,继续缓慢地增大物体在水中的深度,同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面的深度;下图能正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面深度h关系的图像是_____;(填序号)
A. B. C. D.
(4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力___________;
(5)某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关;请你自选实验器材,简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。________________________________________________。
【答案】(1)2.1 (2)物体排开液体的体积 (3)D (4)越大 (5)取体积相同的铜块和铝块,用弹簧测力计分别测出它们所受的重力记为G1、G2;②用弹簧测力计分别挂着它们浸没在水中,金属块不触底,读出弹簧测力计的示数记为F1、F2;③分析比较G1-F1和G2-F2的大小,判断浮力大小与物体的密度是否有关
【解析】(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.1N,则物体所受的重力为2.1N.
(2)观察乙、丙、丁图发现,在同种液体中,液体密度不变,物体逐渐浸入水中,排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,弹簧测力计对物体的拉力减小,物体受到的浮力F浮=G-F增大,所以物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由于浮力的大小与物体排开液体的体积有关,在物体没有全部浸入水中时,物体浸入水中越深,排开液体体积越大,则物体下表面所处的液体深度越大,物体受到的浮力越大;当物体浸没在水中时,物体排开液体的体积不变,则物体受到的浮力大小不变,故随着物体下表面所处的深度增大,物体受到的浮力先增大,后不变。
(4)分析图中甲、丁、戊发现,物体浸没在不同液体中,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,弹簧测力计对物体的拉力越小,物体受到的浮力越大。由此可得结论:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(5)①取体积相同的铜块和铝块,用弹簧测力计分别测出它们所受的重力记为G1、G2;
②用弹簧测力计分别挂着它们浸没在水中,金属块不触底,读出弹簧测力计的示数记为F1、F2;③分析比较G1-F1和G2-F2的大小,即可验证猜想。
22.小明和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力F浮=1N,再由另外两图得出物块排开液体所受重力G排=1N,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的G排 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= kg/m3(g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
【答案】(1)甲、乙 (2)偏小 (3)B (4)丁、甲、乙、丙 (5)2×103 (6)能
【解析】(1)由图甲可知,物块所受的重力为2N,由图乙可知,将物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,弹簧测力计对物块的拉力为1N,因此物块浸没在水中受到的浮力为F浮=G-F=2N-1N=1N.
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,会导致溢出水的体积偏小,测出的物块排开的水所受的重力G排偏小。
(3)为了得到更普遍的结论,应该选择不同的液体或者物体重复实验,使用相同的方案和器材多次测量求平均值是没有意义的。
(4)实验步骤的最佳顺序是先测出空小桶所受的重力,再测出物块所受的重力,然后将物块浸没在水中进行排水,最后测得小桶和溢出水所受的总重力,所以实验步骤的最佳顺序是丁、甲、乙、丙。
(5)由F浮=ρ液V排g得,物块浸没在水中排开水的体积
物块的体积等于物块浸没在水中排开水的体积V=V排=1×10-4m3
物块的密度
(6)将物块换成可以漂浮在水面上的木块进行实验,木块所受水的浮力可以由漂浮时所受浮力等于所受重力得到,G排可以用小桶和物体排开的水的总重减去小桶重得到,所以也能得到与(1)相同的结论。
23.小明在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小F浮是否等于物体排开的液体所受重力的大小G排”。
(1)小明在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:
因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小F浮等于木块所受重力的大小G木;
若要验证F浮是否等于G排,只需验证 ;
又因为G=mg,所以只需验证m木是否等于m排;
于是,小明找来了电子秤(可直接显示物体质量)、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下:
A.用电子秤测量木块的质量m木;
B.用电子秤测量小烧杯的质量m杯;
C.把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集从溢水杯中被木块排开的水;
D.用电子秤测量小烧杯和排开的水的总质量m总;
(2)实验数据记录如表所示:
研究对象 木块质量m木/g 小烧杯质量m杯/g 小烧杯和水的总质量m总/g 排开水的质量m排/g
木块 80 38 118
分析表格中的实验数据,得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小F浮与物体排开的液体所受重力的大小G排 ;
(3)在和同学交流分享时,小聪认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到F浮=G排;
(4)小明梳理小聪的推理过程时发现,下沉的物体不能通过“m物是否等于m排”间接验证“F浮是否等于G排”,原因是 。
【答案】(1)木块所受的重力等于木块排开的液体所受的重力 (2)相等 (3)电子秤的示数保持不变 (3)下沉的物体受到的浮力小于物体所受的重力
【解析】(1)木块漂浮在水中时,木块所受的重力等于木块受到的浮力,而木块所受的浮力等于木块排开的水所受的重力。要验证F浮是否等于G排,只需要验证木块所受的重力等于木块排开的液体所受的重力。即G木=G排.
(2)分析表格中的实验数据发现,小烧杯和水的总质量为118g,小烧杯的质量为38g,木块排开水的量m水=118g-38g=80g,所以木块的质量等于木块排开水的质量,木块所受的重力等于木块排开的水所受的重力,漂浮在液体中的物体所受的浮力等于物体排开的液体所受重力。
(3)由于漂浮在液体中的物体所受的重力等于物体排开的液体所受的重力,所以木块轻轻放入溢水杯,木块排开水所受的重力等于木块所受的重力,木块排开水的质量等于木块的质量,所以会观察到溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,电子秤的示数保持不变。故若观察到电子秤的示数保持不变,即可得到F浮=G排.
(4)由物体的沉浮条件可知,下沉的物体受到的浮力小于物体所受的重力,由阿基米德原理可知,下沉的物体受到的浮力等于物体排开的液体所受的重力,所以下沉的物体所受的重力大于物体排开的液体所受的重力,故下沉的物体的质量大于物体排开的液体的质量。故下沉的物体不能通过“m物等于m排”间接验证“F浮等于G排”。
24.学完《功率》后,老师布置了一项实践性作业:利用生活中的测量工具,设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示)
(1) ;
(2)用卷尺测出所上楼梯的总高度h;
(3) ;
(4)上楼功率的表达式P= (g值用该字母表示即可)。
【答案】(1)用台秤测出自身质量为m (3)用秒表测量出上楼所用的时间t
(4)
【解析】利用生活中常用的电子体重计、卷尺和电子表(或秒表)等测量工具测量自己上楼功率
(1)用体重计测出自身的质量为m;
(2)用卷尺测出所上楼梯的总高度h;
(3)用电子表测量出上楼所用的时间t;
(4)上楼功率的表达式:P===.
25.如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,其动能大小是通过 (选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的;
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越 ;
(3)分析比较 两组实验可得,物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(4)综合上述可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高 ;
(5)在实验中,若增大水平面的粗糙程度,则木块移动的距离将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
【答案】(1)距离s (2)大 (3)甲、丙 (4)速度 (5)减小
【解析】(1)在探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中,小钢球从斜面滚下过程中,其动能大小是通过小木块移动距离s的大小来反映的。
(2)分析比较甲和乙两组实验可知,小球的质量相同,在斜面上释放时的高度不同,到达水平面时的速度不同。甲图中小球释放时所处的高度大,到达水平面时的速度大,推动木块滑行的距离远,撞击木块时的动能大。由此可得出结论:物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)研究物体的动能与质量的关系,要控制速度大小相同(即小球在斜面上释放时的高度相同),而小球的质量不同,故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(4)图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度,质量越大的车,限制的最大速度越小;
(5)在实验中,若增大水平面的粗糙程度,木块受到的阻力增大,则木块在水平面上移动的距离将减小。
26.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一斜面不同高度hA、hB、hC的位置由静止滚下(mA=mBhB),推动在水平面上的小木块运动一段距离后静止,请你根据生活经验和所学的物理探究方法,对以下问题进行判断。
(1)要研究超载的危害时,我们可选择 两次实验进行比较,选择依据的物理研究方法是 ;
(2)对比乙、丙两次实验,动能较大的小球是 ,判断的理由是 ;
(3)小明根据实验现象认为:小球推动木块移动一段距离后都要停下来,所以小球和木块的机械能最终都消失了。你认为他的观点是否正确: ,理由是 ;
(4)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到研究目的,原因是 ;
(5)甲、乙两次实验中,木块受到的摩擦力分别为f甲、f乙,则f甲 (选填“>”、“<”或“=”)f乙.
【答案】(1)甲、丙 控制变量法 (2)C 小木块在水平面上移动的距离更远
(3)不正确 能量不能凭空消失,小球和木块的机械能转化为了内能 (4)不能 由牛顿第一定律可知:一切物体不受外力时总保持原本的运动状态 (5)=
【解析】(1)探究超载安全隐患时,应控制小球的速度相同,使小球的质量不同,由图示实验可知,应选择甲、丙两图所示实验进行比较,实验应用了控制变量法。
(2)由图示乙、丙实验可知,在丙图实验中,木块在水平面上被小球推动的距离较大,因此C球的动能较大。
(3)球推动木块在水平面上移动一段距离后都要停下来,是因为水平面对木块有摩擦力,木块克服摩擦力做功,消耗的机械能转化为内能,而不是机械能消失了。故小明的观点不正确。
(4)若水平面绝对光滑,由牛顿第一定律可知:一切物体不受外力时总保持原来的运动状态,因此木块就会做匀速直线运动,无法比较木块移动距离的远近,进而比较小球的动能大小,达不到探究的目的。
(5)甲、乙两次实验中,木块与水平面接触面的粗糙程度相同,接触面所受压力相同,木块在水平面上滑动受到的滑动摩擦力相同,即f甲=f乙..
27.小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验:如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示。
(1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小;
(2)为了验证猜想一,需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析;
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是: 。
实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
【答案】(1)桌腿进入沙子的深度 (2)①④⑤ (3)质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
【解析】(1)通过小明设计的实验可以知道,他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙子越深,说明物体做功越多,物体具有的重力势能越大。
(2)要验证物体的重力势能与物体的质量有关,应控制物体所处的高度相同,使物体质量的大小不同,小明要完成探究,需要利用几个质量不同的物体进行实验。所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
(3)比较表中①②③的实验数据,可以发现,物体所处高度相同,③中桌腿进入沙子的深度更大,所以,③中的物体开始下落时具有的重力势能大。由此可以得出的初步结论是:质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
28.小明利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条,探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上,如图所示,在弹性限度内,拉伸相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,数据如下表。请回答以下问题:
(1)实验中,是通过比较______________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
(2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的___有关。
(3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能还与橡皮条的______有关。
(4)用同种材料同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是( )
A.窄而长的 B.宽而长的 C.窄而短的 D.宽而短的
【答案】(1)弹珠弹射的水平距离 (2)长度 (3)宽度 (4)D
【解析】(1)橡皮条的弹性势能的大小是通过弹珠射出的水平距离来表示的,射出水平距离越大,橡皮条的弹性势能越大。
(2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条宽度相同,长度不同,弹珠射出的水平距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。
(3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条长度相同,条宽不同,弹珠射出的水平距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。
(4)综上所述,橡皮条的弹性势能的大小与橡皮条的宽度、长度有关;在拉伸相同的伸长量时,宽度越宽,橡皮条的弹性势能越大,长度越小,橡皮条的弹性势能越大,故橡皮条的弹性势能最大的橡皮条是宽而短的。
29. 如图,小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为50克的钩码若干个(g取10N/kg)。
(1)如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则可将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)在图乙中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆______(选填“左”或“右”)端下沉;
(3)如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为______N.若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)右 (2)右 (3)2 变大
【解析】(1)如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,说明左端较重,则可将杠杆两端的平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)每个钩码所受重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
若杠杆上一格长度为L,在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆左端力和力臂的乘积4×0.5N×2L=4NL,杠杆右端力和力臂的乘积3×0.5N×3L=4.5NL,右端力和力臂的乘积等于左端力和力臂的乘积,杠杆不能平衡,杠杆右端下沉。
(3)如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,根据杠杆平衡条件得,3×0.5N×4L=F×3L,弹簧测力计对杠杆的拉力F=2N.
若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,阻力、阻力臂不变,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力增大,弹簧测力计的示数变大。
30. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图1所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图2是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为 ,②为 。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件: 。
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图3所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了 。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为 (选填“OA”、“OB”或“AB”)。
【答案】(1)右 (2)1 0.15 (3)F1l1=F2l2 (4)拉力的力臂 OB
【解析】(1)实验前,发现杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,要使其在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)由图2可知,杠杆左端挂了3个钩码,钩码在两格处,右端挂了两个钩码,位置在3格处,结合表中数据可知,两格处的力臂是0.1m,因此3格处的力臂为0.15m,故①为1,②为0.15;
(3)由表中数据可知,杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2;
(4)力臂不一定是支点到力作用点的距离,用弹簧测力计斜拉可使根据实验数据得出的结论更具普遍性,因为这样做改变了拉力的力臂,使力臂与杠杆不重合;从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂,因此拉力的力臂应为OB.
31.提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要意义,某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示.
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
(1)实验时应沿竖直方向________缓慢向上拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图____的装置完成的,它的机械效率η=_____。
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是_____(选填“正确”或“错误”)的。
(4)通过比较________(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论: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________。
【答案】(1)匀速 (2)丙 80% (3)错误 (4)1、2 (5)越低
【解析】(1)实验时,需要读出测力计的示数,所以需要竖直匀速缓慢的拉动测力计,以方便读取测力计示数;
(2)由表中数据可得,钩码移动的距离为0.1m时,绳子自由端移动的距离为0.4m,则承担总重的绳子段数为:n==4,即和动滑轮相连的绳子有4股,第3次实验利用的是丙图所示的装置;提升重物做的有用功W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J,总功W总=F3s3=1.25N×0.4m=0.5J;滑轮组的机械效率为:η===80%;
(3)对比2、4的实验数据发现,其它条件不变,只改变物体被提升的高度,机械效率是不变的,所以猜想Ⅰ是错误的。
(4)要想得到同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高的结论,需要保证滑轮组(动滑轮重)不变,重物提升的高度也不变,只改变被提升重物的重力,所以分析表中1、2号实验数据可得到用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高的结论。
(5)对比2、3次实验可以发现,被提升重物的重力不变,提升的高度也不变,但滑轮组中动滑轮的个数增加了,且动滑轮个数越多,机械效率越低,所以可得结论: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。
32.如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。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)创新小组也利用重为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智慧小组的测量值,则创新小组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智慧小组
【答案】(1)匀速缓慢 (2)74.1% (3)越大 (4)0.54 (5)C
【解答】(1)实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数;
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率η===≈74.1%;
(3)分析表中三次实验数据可知,同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)若在第三次实验中,F=1.8N,物体上升的速度为0.1m/s,则绳子自由端的速度
v=3×0.1m/s=0.3m/s,拉力F的功率P===Fv=1.8N×0.3m/s=0.54W;
(5)A.测拉力时,弹簧测力计指针未调零,指针指在零刻度线下方,测量的拉力偏大,计算出的机械效率偏小;
B.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升,测量的拉力偏大,计算出的机械效率偏小;
C.使用的动滑轮的重力小于智慧小组,克服动滑轮重做的额外功少,计算得出的机械效率偏大。
33.小明将木板一端置于水平桌面上,另一端与量角器组装成斜面(如图所示),按以下步骤进行了实验:
①选3个物体A、B和C,分别测出它们的重力大小;
②将斜面倾角(木板与桌面夹角)调成5°,分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止,用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小;
③将斜面倾角先后调成10°和15°,重复步骤②。
实验数据记录如下表:
斜面倾角 5° 10° 15°
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物体 A B C A B C A B C
重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0
压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98
(1)请在图中画出物体A对木板(斜面倾角为15°)压力的示意图,要求包含力的三要素;
(2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系,可选择实验序号 中的数据进行分析;
(3)分析比较实验数据可知:不同物体静止在同一斜面上时,物体对木板的压力与该物体重力的比值 ;
(4)分析比较实验数据可知,同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力与该物体重力的比值 (选填“越大”、“越小”或“不变”);
(5)斜面作为一种简单的机械,在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下,质量为30kg的物体沿斜面向上匀速运动了1m,升高了30cm,斜面的机械效率为90%,则该物体所受摩擦力的大小为 N.(取g=10N/kg)
【答案】(1) (2)1、4、7(或2、5、8或3、6、9) (3)都相等 (4)越小 (5)10
【解析】(1)物体A对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直于斜面并指向斜面;由表格中数据可知,当斜面倾角为15°时,A对斜面的压力大小为9.66N.
(2)研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系,应选择同一物体放在同一斜面上,改变斜面倾角,测出压力大小进行比较,所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。
(3)分析比较1、2、3(或4、5、6或7、8、9)三组数据,A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上,物体对木板的压力与该物体所受重力的比值都相等。
(4)分析比较序号1、4、7(或2、5、8、或3、6、9)中的实验数据可知,同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力越小,由于物体所受重力不变,则物体对木板的压力与该物体所受重力的比值越小。
(5)拉力F做的有用功为
由得,拉力F做的总功为,由W总=W有+W额得,额外功为
由W=Fs得,该物体所受摩擦力的大小为
34.小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣.他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是______、______.
(2)请设计出实验数据记录表.(把表格画在答题卡的方框里面)
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关.则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持________不变,这里采用的科学研究方法是________.
【答案】(1)弹簧测力计 刻度尺 (2)记录实验数据的表格
(3)斜面粗糙程度 控制变量法
【解析】(1)测量斜面的机械效率,需要测量拉力F、物体所受到重力G、物体被提升的高度h和拉力作用点移动距离s,所以需要的测量工具为弹簧测力计和刻度尺;
(2)斜面的机械效率是否与倾斜程度是否有关,需要记录斜面的倾斜角度和计算机械效率相关的物理量物体所受重力G、物体提升高度h、拉力F和拉力作用点移动距离s,记录实验数据的表格如图;
(3)探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,应保持其他物理量不变,包括斜面粗糙程度不变,改变斜面的倾斜程度,分析机械效率的变化,这种方法叫做控制变量法。【期末复习冲刺】人教版八年级下册物理专项复习试卷(5) 实验探究题专练
1.为了探究力的作用效果与力的三要素之间的关系,某同学做了如下实验:
让一薄钢条的下端固定,然后分别用不同方向或不同大小的力作用在钢条的不同部位,使其发生如图a、b、c、d中所示的形变,各力的大小关系是:F1=F3=F4>F2.
(1)该同学是根据_______________来判断力的作用效果的;
(2)比较a、c两次实验可以得出的结论是_________________________________;
(3)通过比较______两次实验,该同学得出了力越大,力的作用效果越明显的结论。
2.小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有的四根弹簧做了如下测试:如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l.测试结果如表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。 。
弹簧代号 甲 乙 丙 丁
l0/cm 2.00 4.00 4.00 8.00
l/cm 20.00 22.00 6.10 35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能
3.实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的F-x关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,则比值k的单位是______,这根弹簧k的大小为______;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大;
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为______cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为0.5N,则弹簧下端受到钩码的拉力F=______ N,此时弹簧的伸长量x=______ cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F-x图像(对应图线记为b);
⑤比较图线a、b,可以判断________(选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
4.在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中:
次数 1 2 3 4 5 6 …
质量m/g 40 100 160 200 240 300 …
重力G/N 0.4 1.4 2.0 2.3 3.0 …
(1)测量前,要检查弹簧测力计的指针是否指在 上。
(2)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,表中空缺的实验数据“▲”是 N.
(3)根据表中的数据得到如图乙所示的对应点,请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图像。
(4)由图像可知,物体所受的重力跟它的质量 。
5.小明用家里的器材探究重力的大小与质量的关系。如图甲、乙所示,小明用布袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,实验数据记录如表:
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤的示数/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示数/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90
(1)在图乙中,当米袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力的大小 ;
(2)分析如表数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成 ,下列数据处理方法可以得到此结论的是 。
A.计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B.计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
6.利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同;
(2)实验通过观察 (选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是 ;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是 。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
7.如图是探究“运动与力的关系”的实验。
(1)实验时让小车从同一斜面的同一高度静止滑下,是为了使小车在水平面上滑动时的 相同;
(2)比较三次实验发现:阻力越小,小车滑行的距离越 (选填“远”或“近”),从实验推理可得:若水平面绝对光滑,则运动的小车在水平面上将做 运动;
(3)在大量实验的基础上,经过科学推理得出牛顿第一定律,采用这种研究方法的还有______(选填下面的字母);
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.探究声音能否在真空中传播
(4)在实验操作过程中,发现只有最后一次小车滑出水平桌面, (选填:“需要”、“不需要”)重做实验。
8.在探究“二力平衡的条件”实验中,小聪同学采用的实验装置如图甲所示,小明同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)老师指出图乙的装置更科学,原因是选用小车,可以减小 对实验结果的影响;
(2)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持 (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态;
(3)左右两盘放质量相等的砝码,小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码,小车将运动,说明彼此平衡的两个力大小 ;
(4)小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车将转动,说明彼此平衡的两个力必须在 上。
9.小华用如图所示的实验装置“探究二力平衡的条件”。
(1)如图甲所示,左边用细线挂一个钩码,右边用细线挂两个钩码时,木块仍然保持静止,这时木块在水平方向受到的力 (选填“平衡”或“不平衡”);
(2)图乙是小华的改进装置,目的是 对小车平衡的影响,小车所受拉力F3的施力物体是 ;
(3)实验时,将小车扭转一个角度,松手瞬间小车 平衡,说明相互平衡的两个力作用在 ;
(4)如图丙所示,该装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(5)在图丙中,为了验证相互平衡的两个力作用在同一物体上,你的操作是 。
10.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中;
(1)小明用图甲所示的方式匀速拉动木块,测量滑动摩擦力,这样操作是______(选填“正确”或“错误”)的。
(2)小明提出如下猜想:A.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。小明以v1的速度匀速拉动木块,进行了正确的实验操作,实验探究过程如图所示。
比较图 两次实验,可验证猜想A;比较图 两次实验,可验证猜想B.
如图戊所示,小明以v2的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知v2>v1,木块重4N,砝码共重2N,弹簧测力计的示数为2.4N,此时,毛巾对木块的摩擦力为 N.
11.某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。
实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 1.2
2 侧放 1.2
3 竖放 1.2
(1)如图甲,用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小;
(2)在图甲实验中发现,很难保持木块在(1)小题中的运动,且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进,如图乙所示,将弹簧测力计水平固定,通过拉力F′拉动长木板进行实验,测量数据记录如表所示:
(3)根据实验数据可以得出:木块所受的滑动摩擦力大小应为 N,滑动摩擦力的大小与接触面的面积 (选填“有关”或“无关”)。图乙与图甲相比,图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更 (选填“稳定”或“不稳定”)。
12.八年级同学在探究同一直线上二力合成的实验中,把一根轻质橡皮筋的一端固定在O 点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,他们都将橡皮筋由A拉伸到B 位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c) 所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)、(b)和(c)三次实验中,都将橡皮筋拉伸到B 点,目的是使每次实验中力产生的__________相同。
(2)分析比较图(a)与(b) 中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个分力的大小之和,并且方向跟两个力的方向相同,即____________(用公式表示)。
(3)分析比较图(a)与(c) 中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个分力的大小之差,并且方向与较大力的方向相同,即________________(用公式表示),合力的方向与____(选填“F3”或“F4 ”)的方向相同。
13.在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: ;
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是: ;
A.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 (选填“<”、“=”或“>”)p2;
(5)小聪选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是: 。
14.如图所示,在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明将废弃的矿泉水瓶中装水分别放在海绵和砖块上进行实验。
(1)实验时,是通过观察 来比较瓶对海绵的压力作用效果。
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用 次实验(填序号)。
(3)分析比较图中C、D、E三次实验,可得的结论是 。
(4)分析A、B两次实验,A瓶对砖块的压力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B瓶对海绵的压力,A瓶对砖块的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B瓶对海绵的压强。
(5)同组的小聪在实验过程中又提出一个问题:在B、C两次实验中,瓶中的水对底部的压力和压强大小相等吗 若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压力分别为FB、FC,对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,请你分析并比较:FB (选填“>”、“<”或“=”)FC,pB (选填“>”、“<”或“=”)pC.
15.小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小明发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来的操作: ;
(2)如图乙所示,从结构上看,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体, ,压强越大;
(4)若图丁中,探头在水中的深度为8cm,请你计算该处水的压强为 Pa;(ρ水=1.0×103kg/m3)
(5)小明还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向图丁烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
16.小明利用如图所示装置探究“影响液体内部压强大小的因素”。
(1)实验前,按压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面高度变化 (选填“明显”或“不明显”),则实验装置可能漏气;通过观察 反映液体压强大小;
(2)保持探头在液体中的位置不变,改变探头上的橡皮膜的朝向,如图A、B、C所示,发现U形管两侧液面的高度差不变,说明液体压强大小与方向 (选填“有关”或“无关”);
(3)比较图C、D两次实验,可以得出结论:同种液体, ,液体压强越大;
(4)小明将探头先后浸入到两杯液体中,如图D、E所示,发现U形管两侧的液面高度差不相同,说明:_________________________________________________;
(5)若已知流速小的地方压强大,流速大的地方压强小。如图F所示,橡皮管和下方玻璃管侧壁相连通,当向玻璃管中吹风时,U形管内液面较低的是 (选填“a”或“b”)侧。
17.学完大气压之后,老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验,如图甲所示。小明实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为0~5N的弹簧测力计、玻璃板。
(1)他们设计了如下实验步骤:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力
B.小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直至吸盘刚要离开玻璃板
D.测量吸盘与玻璃板接触面的直径d,计算吸盘与玻璃板的接触面积S=1.0×10﹣4m2
E.根据p=,计算出大气压的大小p
你认为合理的实验步骤顺序应该是 (选填“①”或“②”);
①DBACE ②BDCAE
(2)排好序后进行实验,弹簧测力计拉至最大示数。吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为1×105Pa计算,弹簧测力计量程至少要大于 N;
(3)因为没有多余的大量程弹簧测力计,小明利用其它器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案测量,保持轻杆水平,在吸盘刚要离开玻璃板时,弹簧测力计读数是 N,可计算出大气压值为 Pa;
(4)他们发现实验结果明显比真实气压值小,其中的原因可能是 。(答1条即可)
18.如图是小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出 的长度l为10cm,即可算出活塞横截面积为 cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p= Pa;
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F′,则大气压值p′= (用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
19.小明和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块所受的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比_________。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小明继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关,并通过计算得出所用盐水密度为______g/cm3;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小聪同学还想进一步探究:物体在浸没前所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小聪得出结论:物体在浸没前所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:____________。
20.同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N.
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 kg/m3.
21.如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验;
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体所受的重力为______N;
(2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与___________有关;
(3)浸没后,继续缓慢地增大物体在水中的深度,同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面的深度;下图能正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面深度h关系的图像是_____;(填序号)
A. B. C. D.
(4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力___________;
(5)某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关;请你自选实验器材,简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。________________________________________________。
22.小明和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力F浮=1N,再由另外两图得出物块排开液体所受重力G排=1N,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的G排 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= kg/m3(g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
23.小明在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小F浮是否等于物体排开的液体所受重力的大小G排”。
(1)小明在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:
因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小F浮等于木块所受重力的大小G木;
若要验证F浮是否等于G排,只需验证 ;
又因为G=mg,所以只需验证m木是否等于m排;
于是,小明找来了电子秤(可直接显示物体质量)、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下:
A.用电子秤测量木块的质量m木;
B.用电子秤测量小烧杯的质量m杯;
C.把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集从溢水杯中被木块排开的水;
D.用电子秤测量小烧杯和排开的水的总质量m总;
(2)实验数据记录如表所示:
研究对象 木块质量m木/g 小烧杯质量m杯/g 小烧杯和水的总质量m总/g 排开水的质量m排/g
木块 80 38 118
分析表格中的实验数据,得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小F浮与物体排开的液体所受重力的大小G排 ;
(3)在和同学交流分享时,小聪认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到F浮=G排;
(4)小明梳理小聪的推理过程时发现,下沉的物体不能通过“m物是否等于m排”间接验证“F浮是否等于G排”,原因是 。
24.学完《功率》后,老师布置了一项实践性作业:利用生活中的测量工具,设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示)
(1) ;
(2)用卷尺测出所上楼梯的总高度h;
(3) ;
(4)上楼功率的表达式P= (g值用该字母表示即可)。
25.如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,其动能大小是通过 (选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的;
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越 ;
(3)分析比较 两组实验可得,物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(4)综合上述可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高 ;
(5)在实验中,若增大水平面的粗糙程度,则木块移动的距离将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
26.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一斜面不同高度hA、hB、hC的位置由静止滚下(mA=mBhB),推动在水平面上的小木块运动一段距离后静止,请你根据生活经验和所学的物理探究方法,对以下问题进行判断。
(1)要研究超载的危害时,我们可选择 两次实验进行比较,选择依据的物理研究方法是 ;
(2)对比乙、丙两次实验,动能较大的小球是 ,判断的理由是 ;
(3)小明根据实验现象认为:小球推动木块移动一段距离后都要停下来,所以小球和木块的机械能最终都消失了。你认为他的观点是否正确: ,理由是 ;
(4)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到研究目的,原因是 ;
(5)甲、乙两次实验中,木块受到的摩擦力分别为f甲、f乙,则f甲 (选填“>”、“<”或“=”)f乙.
27.小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验:如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示。
(1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小;
(2)为了验证猜想一,需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析;
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是: 。
实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
28.小明利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条,探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上,如图所示,在弹性限度内,拉伸相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,数据如下表。请回答以下问题:
(1)实验中,是通过比较______________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
(2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的___有关。
(3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能还与橡皮条的______有关。
(4)用同种材料同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是( )
A.窄而长的 B.宽而长的 C.窄而短的 D.宽而短的
29. 如图,小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为50克的钩码若干个(g取10N/kg)。
(1)如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则可将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)在图乙中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆______(选填“左”或“右”)端下沉;
(3)如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为______N.若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
30. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图1所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图2是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为 ,②为 。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件: 。
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图3所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了 。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为 (选填“OA”、“OB”或“AB”)。
31.提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要意义,某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示.
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
(1)实验时应沿竖直方向________缓慢向上拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图____的装置完成的,它的机械效率η=_____。
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是_____(选填“正确”或“错误”)的。
(4)通过比较________(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论: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________。
32.如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。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)创新小组也利用重为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智慧小组的测量值,则创新小组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智慧小组
33.小明将木板一端置于水平桌面上,另一端与量角器组装成斜面(如图所示),按以下步骤进行了实验:
①选3个物体A、B和C,分别测出它们的重力大小;
②将斜面倾角(木板与桌面夹角)调成5°,分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止,用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小;
③将斜面倾角先后调成10°和15°,重复步骤②。
实验数据记录如下表:
斜面倾角 5° 10° 15°
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物体 A B C A B C A B C
重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0
压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98
(1)请在图中画出物体A对木板(斜面倾角为15°)压力的示意图,要求包含力的三要素;
(2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系,可选择实验序号 中的数据进行分析;
(3)分析比较实验数据可知:不同物体静止在同一斜面上时,物体对木板的压力与该物体重力的比值 ;
(4)分析比较实验数据可知,同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力与该物体重力的比值 (选填“越大”、“越小”或“不变”);
(5)斜面作为一种简单的机械,在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下,质量为30kg的物体沿斜面向上匀速运动了1m,升高了30cm,斜面的机械效率为90%,则该物体所受摩擦力的大小为 N.(取g=10N/kg)
34.小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣.他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是______、______.
(2)请设计出实验数据记录表.(把表格画在答题卡的方框里面)
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关.则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持________不变,这里采用的科学研究方法是________.