专题复习13:简单机械(实验题)暑假冲刺练习(含解析)2024-2025学年物理八年级下册人教版

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名称 专题复习13:简单机械(实验题)暑假冲刺练习(含解析)2024-2025学年物理八年级下册人教版
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科目 物理
更新时间 2025-07-08 13:14:06

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【暑假冲刺练习】专题复习13:简单机械(实验题)-2024-2025学年物理八年级下册人教版(2024)
一、实验探究题
1.小明利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”(每个钩码均重0.5N)。
(1)实验前,为使图甲的杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端螺母向    边移动(选填“左”或“右”);图乙的杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数应为    N。
(2)接着小明多次改变钩码的数量或位置,进行多次实验,其主要目的是    ;聪明的小明发现,当进行图丙实验时,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在水平位置平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是    给实验造成了影响;
(3)如图丁所示,将弹簧测力计挂在从1依次到5的位置竖直向下施加拉力,始终保持杠杆在水平位置平衡,如图能正确表示整个过程中弹簧测力计对杠杆的拉力F与其力臂l大小变化关系的是    。
(4)善于思考的小明还想到,当货物重心太靠后时,车头会翘起来,如图戊所示,这样容易造成交通安全事故。若以货车后轮为支点,货物对货车压力F的力臂用L1表示,货车重力G的力臂用L2表示,车头之所以会翘起来,是因为FL1   GL2。(选填“>”、“<”或“=”)。
2.小林在“探究杠杆平衡条件”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、细线和质量相同钩码若干个。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于    (“平衡”或“非平衡”)状态。为方便实验,使杠杆在水平位置平衡,小林需将杠杆右端的平衡螺母向    (“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上    个同样的钩码,当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向着远离支点的方向各移动一小格   端(选填“左”或“右”)会下沉。
(3)为改变力的方向,小林在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,如图丙所示,杠杆始终保持水平平衡,测力计的示数将    (“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)该实验中,要进行多次测量,其目的是    。
3.探究杠杆的平衡条件。
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于    (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向    侧调节。
(2)如图乙,用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置,均使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计第二次的示数比第乙次的示数    (选填“大”或“小”)。
(3)小组又利用图丙所示的装置进行探究,弹簧测力计处在A点位置时,杠杆水平平衡,则测力计的示数    (选填“大于”或“小于”)B点处钩码的重力。
4. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中:
(1)该实验的原理是:    ;
(2)在实验操作中应    拉动弹簧测力计;
(3)某次实验提升物体前后如甲和乙图所示,则绳子自由端移动的距离为   ;
(4)若物体的重力为,弹簧测力计的示数如图丙所示,则滑轮组的机械效率为    ;
(5)更换不同滑轮组进行多次测量后,分析实验数据,可以得出结论,滑轮组的机械效率与    有关。多项选择:重物的重;重物上升的高度;动滑轮的重;定滑轮的重;绳子与滑轮之间的摩擦;滑轮与轴之间的摩擦
5. 在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,小明将杠杆安装到支架上保持静止,此时杠杆   选填“是”或“不是”处于平衡状态。如果要使杠杆水平平衡,则应将平衡螺母向   选填“”或“”端调节。
(2)如图乙所示,杠杆上每格均匀等距,每个钩码的质量都相同,若在位置挂个钩码,在处挂    个钩码,仍可使其在水平位置平衡;
(3)如图丙所示,小明用弹簧测力计代替钩码,保持所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点和拉力的大小,使杠杆始终在水平位置平衡,绘制出弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图丁所示,图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积如图丁中阴影部分   选填“相等”或“不等”;其原因是    。
6.在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)如图甲所示,挂钩码前,小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向    调节,这样调节的主要目的是消除    对实验的影响;
(2)如图乙,杠杆调节平衡后进行第1次实验,在杠杆两侧分别挂上钩码,移动钩码至杠杆在水平位置平衡,读取此时力和力臂的数值并计入表格中;
第2次实验,小明在杠杆一侧挂上钩码(视为阻力),动力由测力计来提供,如图丙所示,小明先将测力计在此状态下调零。在选定测力计作用位置时,应选择点    (选填“C”或“D”),说明不选择另一处的理由:   ;
(3)如图丁,第3次实验中测力计的示数为2.0N,动力臂L1的值为    。
实验序号 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m
1 15 0.10 1.0 0.15
2 1.0 0.30 2.0 0.15
3 2.0   1.5 0.20
7.学习了滑轮组的机械效率之后,小明用同样的滑轮,组装成两个滑轮组,分别如图甲、乙所示,实验的部分数据如表格所示。
次数 物体重G/N 提升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 2 10 1.5 20  
2 2 10 1.0    
(1)第一次实验的机械效率为    ;
(2)第二次实验如图乙所示,则弹簧测力计移动的距离是    cm,分析比较两次机械效率,发现第二次实验测得滑轮组的机械效率    (选填“大于”“小于”或“等于”)第一次实验测得滑轮组的机械效率;
(3)想提高此滑轮组的机械效率,以下措施中可行的是    (填序号)。
①选用轻质动滑轮
②给滑轮的轴心加润滑油
③增加物体被提升的高度
④增大被提升的物体的重力
8. 在“探究枉杆平衡条件”的实验中,小虎用到了以下的实验器材:刻度均匀的杠杆每格、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为的钩码若干个。
(1)实验前,杠杆的位置如图甲所示,小虎需将杠杆右端的平衡螺母向   选填“左”或“右”调节,使杠杆水平平衡,方便实验过程中直接在杠杆上读出   
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码并调整位置让杠杆水平平衡,得到了如下表的实验数据,分析数据可归纳出杠杆的平衡条件:   用字母表示;
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
(3)如图乙所示,此时杠杆处于水平平衡,若将两边的钩码同时各去掉一个,则杠杆的    端会下沉选填“左”或“右”;
(4)如图丙所示,小虎在杠杆点用弹簧测力计竖直向下拉,杠杆保持水平平衡,测力计的示数为   ,若测力计由位置逐渐转到位置,杠杆始终保持水平平衡,测力计的示数将   选填“变大”、“变小”或“不变”。
9. 如图,小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验前,杠杆静止时情况如图甲,此时杠杆处于    状态选填“平衡”“不平衡”;为了便于实验,这时应将平衡螺母向    端调节,直到杠杆在    位置平衡。
(2)如图乙所示,在杠杆点处挂4个钩码,为了让杠杆仍然在水平位置平衡,应在点处应挂    个同样的钩码。
(3)小王做完图乙实验后,通过改变钩码的个数和改变钩码的位置又进行了三次实验,实验中进行多次实验的目的是____ 。
A.取平均值减少误差 B.使实验结论具有普遍性
(4)另一同学小李用弹簧测力计代替钩码,在点处沿方向向下拉,也能让杠杆在水平位置平衡,接着他将弹簧测力计绕点从位置逆时针转到位置,杠杆始终保持水平平衡,弹簧测力计的示数将   选填“变大”、“不变”或“变小”。
10.如图是小净利用刻度均匀的杠杆操究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码,杠杆静止的位置如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向   (选填“左”或“右”)端调节;
(2)在杠杆调整到水平位置平衡后,利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂,测得数据如表。由表中实验数据,可得出杠杆的平衡条件是:   
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
(3)进行3次实验的目的是____(单项选择,选填正确答案标号);
A.取平均值减小误差 B.归纳出物理规律 C.使每组数据更准确
(4)如图乙,由杠杆的平衡条件可知杠杆的   (选填“左”或“右”)端会下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧钧码   
(5)如图丙,用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置用力拉(不超过弹黄测力计的量程),均使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数   (选填“大”或“小”);
(6)如图丁,有一左粗右细的直木棒,悬挂使其水平平衡,仍利用钩码和刻度尺,使用该直木棒   (选填“能”或“不能”)探究“杠杆平衡条件”;
(7)如图戊,杆秤是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件,杆秤的刻度应是的   (选填“均匀”或“非均匀”)。
11. 如图所示,利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件:实验中杠杆每一格长度为
(1)杠杆静止时如图甲所示,实验中,要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向   选填“左”或“右”调;
(2)如图乙,在点挂4个钩码,在点挂    个钩码,可使杠杆在水平位置平衡;由图丙图象可知,处对应的拉力是   ,可以推算出每个钩码重   ;
(3)保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在水平位置平衡,记录对应的力和力臂大小,绘制成图象如图丙所示。在阻力和阻力臂一定时,图象中每个点与两坐标轴围成的方形面积   填“相等”或“不相等”;
(4)用弹簧测力计代替钩码,如图丁所示,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的拉力   填“大于”、“等于”或“小于”。要使弹簧测力计的示数为,弹簧测力计必须沿    方向向下拉杠杆。
12.图甲是实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置.
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的平衡螺母向   (选填“左”或“右”)侧调节.
(2)将杠杆调节到水平位置平衡后开始实验.杠杆两侧挂上钩码后,发现杠杆倾斜,为使杠杆重新在水平位置平衡,小明采用调节平衡螺母的方法,这种做法是   (选填“正确”或“错误”)的.
(3)图乙是一个平衡的杠杆,此时若如图丙所示用滑轮推动右侧钩码的悬线,会发现杠杆   (选填“左端下沉“右端下沉”或“仍然平衡”).
(4)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是   .
(5)某同学提出,若支点不在杠杆中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为   N.以弹簧测力计的拉力为动力,以钩码处绳子的拉力为阻力,多次改变动力作用点的位置进行实验,可发现:当杠杆在水平位置平衡时,总是   (选填“大于”“小于”或“等于”).
(6)图丁中弹簧测力计位于点时,杠杆属于   (选填“省力”或“费力”)杠杆.
13. 小明和小华在做“测量滑轮组的机械效率”实验中,实验装置如图所示。
(1)【进行实验与收集证据】
①除了如图所示的器材和弹簧测力计外,还需要的测量工具是    。
②实验过程中应该沿竖直方向缓慢    拉动弹簧测力计。
③小明按照图示的装置进行实验,并将实验数据记录在表格中。
次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.2 0.3 83%
4 8 0.1 2.5 0.4  
(2)【分析与论证】
①第4次实验中,滑轮组的机械效率是    。
②分析表格中数据可知第4次实验是利用图    所示装置做的实验。
③通过比较   填实验次数两次实验数据可以得出结论: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无关。
(3)【交流与反思】
①同桌小华发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数小明认为他的想法不正确,因为他没有考虑到    对滑轮组机械效率的影响。
②如果用图丙滑轮组提升的重物,则它的机械效率可能是   选填序号。
A.
B.
C.
14. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)杠杆没挂钩码时需要向右调节杠杆两端的螺母,才能使杠杆在水平位置平衡,说明调节前杠杆的   选填“左”或“右”端高;
(2)小明通过改变钩码数量并移动钩码位置,使杠杆在水平位置平衡,多做几次实验,将得到的数据填入表中。分析表中数据,得到杠杆平衡条件是:    ;
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
(3)如图甲所示先在杠杆左侧挂个钩码,后在右侧处挂个钩码,根据得到的杠杆平衡条件可以判断出杠杆的    端会下沉;
(4)小明想用撬棒撬动地面上的石头,是撬棒的支点,是阻力,如图乙所示,为了撬动石头,请你帮他在图中画出施加在点的最小动力及其力臂   。
15. 小明用图示装置探究杠杆的平衡条件”
(1)实验前杠杆静止在如图甲所示的位置,为了使杠杆水平平衡,他应该将左边的平衡螺母向   调节。
(2)杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆、点分别挂3个、2个钩码每个钩码质量相同,杠杆恰好在水平位置平衡,如图乙所示。他便得出杠杆的平衡条件,同学小亮觉得这种实验处理方法不够完善,理由是   
(3)小明将乙图中、两点下方挂的钩码同时朝远离支点方向移动一小格,则杠杆   选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉
(4)小明若用装置丙进行实验在保持杠杆水平平衡的情况下,弹簧测力计在点沿方向拉变为沿方向拉,拉力的力臂将   ;若不计弹簧测力计的重力,其示数将   均选填“变大”、“变小”或“不变”。
(5)实验结束后,小明在整理器材时发现杠杆很重这   选填“会”或“不会”对实验造成影响。
16. 如图1为小江“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆   选填“是”或“不是”平衡状态,为了方便测力臂,使杠杆在    位置平衡,下一步应将左端平衡螺母向    调;
(2)如图1乙,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新平衡,请设计出表格,用于记录杠杆受到的动力和阻力,以及测量的动力臂和阻力臂至少完成三次实验;   
(3)实验完成后,小江始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置匀速缓慢转过一定角度不考虑杠杆重心位置的变化,如图1丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数   选填“变大”、“变小”或“不变”;若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕点   选填“顺时针”或“逆时针”方向转动一个小角度;
(4)杆秤是我国古老的衡量工具,墨经最早记述了其原理。图2甲是我国古代对杆秤的各个部件的描述方式,其中“重”指被测物体,“权”指秤砣。
如果要增加图2甲中这个杆秤的量程,则可以    后重新标记刻度;
A.减轻“权”的重力
B.增加“本”的长度
C.将提纽向右侧移动
D.将提纽向左侧移动
同学们针对能否使用自制杆秤如图2乙来完成“探究杠杆平衡条件”的实验发生了争论,你认为分析正确的是    。
A.因为杆秤上没有平衡螺母,无法调平,所以不能用它进行探究
B.因为杆秤提纽不在杠杆的正中点位置,所以不能用它进行探究
C.适当调节提纽的位置,让杆秤能如图乙,就可以利用它进行探究
D.生活中用来测质量的杆秤才能用来进行这个探究,自己制作的杆秤不行
答案解析部分
1.【答案】(1)右;1
(2)使实验结论更具普遍性,避免偶然性;杠杆的重力
(3)A
(4)>
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件时,
(1)实验前,根据图甲,各个的左侧下沉,若杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端螺母向右边移动;图乙中,左=0.5N×3×4格,杠杆平衡时,左=右,右=F×6格,则F=1N;
(2)多次改变钩码的数量或位置,进行多次实验,使实验结论更具普遍性,避免偶然性;根据图丙实验,杠杆的支点不在重心上,杠杆的重力给实验造成了影响,测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符;
(3)根据图丁,阻力和阻力臂一定,改变测力计的力臂,且杠杆始终平衡,根据F1L1=F2L2,拉力,F1与其力臂L1成反比,A符合题意;
(4)根据图戊,货车的车头翘起,是因为货车的重力和对应力臂的乘积小,货物和对应力臂的乘积大,即G货L1>G车L2,使车不平衡,车头翘起。
【分析】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;根据杠杆的平衡条件,计算拉力大小;
(2)探究杠杆的平衡条件时, 需要多次实验探究普遍性;实验时,杠杆的支点不在重心处,杠杆的自身重力对实验有影响;
(3)阻力和阻力臂一定时,动力和动力臂成反比;
(4)货车看出杠杆时,后轮为支点,当杠杆不平衡时,车头翘起。
2.【答案】(1)平衡;右
(2)1;左
(3)变大
(4)排除偶然性
【解析】【解答】(1)图甲中杠杆处于静止状态,静止时平衡状态。为了使杠杆在水平位置平衡,此时左端下沉,左端重一些,应该向右调节平衡螺母。
(2)右边力臂是左边力臂的2倍,则右边应该挂的钩码个数是左边的二分之一,故应该挂上1个同样的钩码。当各远离一格时,左边为2×3,右边是1×5,左边大些,左边下沉。
(3)由丙图可以看出,力没有与杠杆垂直,此时力臂变小,为了使杠杆保持平衡,则力会变大,弹簧测力计的示数变大。
(4)在得出实验结论时,要多次测量寻找普遍规律,避免偶然性。
【分析】(1)静止状态是平衡状态,平衡螺母向高的一端调节。
(2)根据杠杆平衡条件就可以判断出在B点挂1个钩码。
(3)当阻力与阻力臂不变时,动力臂变小,则动力变大。
(4)多次测量可以是结论更具普遍性,避免偶然性。
3.【答案】(1)平衡;左
(2)大
(3)大于
【解析】【解答】(1)杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态;要想使杠杆在水平位置平衡,则需将杠杆两端的螺母向左测调节;
(2)用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置,第二次的力臂小于第一次的力臂,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可知第二次的力大于第一次的力,所以弹簧测力计第二次的示数比第乙次的示数大;
(3) 弹簧测力计处在A点位置,钩码挂在B位置,所以弹簧测力计的拉力的力臂小于钩码的拉力的力臂,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可知测力计示数大于B点处钩码的重力。
【分析】物体静止时,处于平衡状态;调平衡时,要“左偏右调,右偏左调”;杠杆平衡条件F1L1=F2L2表示四个物理量的关系,其中两个物理量一定时,另外两个物理量相互影响。
4.【答案】(1)
(2)缓慢、匀速
(3)30
(4)83.3%
(5)
【解析】【解答】(1)、该实验的原理是
(2)、在实验操作中应缓慢、匀速拉动弹簧测力计;
(3)、某次实验提升物体前后如甲和乙图所示,则绳子自由端移动的距离为30cm;
(4)、若物体的重力为,弹簧测力计的示数如图丙所示,为2N,则滑轮组的机械效率为;
(5)、更换不同滑轮组进行多次测量后,分析实验数据,可以得出结论,滑轮组的机械效率与重物的重;动滑轮的重;绳子与滑轮之间的摩擦;滑轮与轴之间的摩擦有关。
【分析】(1)、该实验的原理是;
(2)、在实验操作中应缓慢、匀速拉动弹簧测力计,保证拉力做的功只是克服重物重力和动滑轮重力做功;
(3)、由钩码初末位置读出自由端移动的距离;
(4)、读出弹簧测力计的示数,由计算机械效率;
(5)、滑轮组的机械效率与重物的重;动滑轮的重;绳子与滑轮之间的摩擦;滑轮与轴之间的摩擦有关。
5.【答案】(1)是;B
(2)6
(3)相等;阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变
【解析】【解答】(1)如图甲所示,小明将杠杆安装到支架上保持静止,此时杠杆是处于平衡状态。如果要使杠杆水平平衡,则应将平衡螺母向端调节。
(2)由杠杆平衡条件得,所以,即在D点挂6个相同钩码,仍可使其在水平位置平衡;
(3)图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积为FL,即力与力臂的乘积。杠杆始终处于平衡状态,因为阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变,即每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积相等。
【分析】(1)杠杆保持静止,此时杠杆是处于平衡状态。如果要使杠杆水平平衡,按照左偏右调原则调节平衡螺母。
(2)由杠杆平衡条件求出在D点挂的钩码个数;
(3)图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积为动力与动力臂的乘积。杠杆始终处于平衡状态,因为阻力和阻力臂保持不变,动力与动力臂的乘积保持不变。
6.【答案】(1)左;杠杆自重
(2)D;为了消除弹簧测力计自重的影响
(3)0.15
【解析】【解答】(1)①根据甲图可知,杠杆的左端上桥,则左端轻,那么平衡螺母应该向左调节;
②这样调节的主要目的是消除杠杆自重对实验的影响。
(2)在选定测力计作用位置时,应选择点D,不选择另一处的理由:为了消除弹簧测力计自重的影响。
(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:2N×L1=1.5N×0.2m,解得:L1=0.15m。
【分析】(1)①平衡螺母总是向轻的那端调节;
②当杠杆在水平方向平衡时,钩码产生的拉力方向恰好和杠杆垂直,此时悬挂点到支点之间的距离恰好等于力臂,可以通过刻度直接读出来。
(2)根据丙图可知,测力计在D点时拉力方向向上,此时测力计的重力会被拉力抵消,避免对杠杆平衡产生影响;而在C点时,拉力方向向下,此时测力计的重力不可避免对平衡产生影响。
(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算。
7.【答案】(1)66.7%
(2)30;等于
(3)①②④
【解析】【解答】(1)第一次实验的机械效率为:;
(2)根据乙图可知,承担重力的绳子段数n=3,
则此时弹簧测力计移动的距离s=nh=10cm×3=30cm。
此时滑轮组的机械效率;
比较可知,第二次滑轮组的机械效率等于第一次实验测出滑轮组的机械效率。
(3)根据可知,增大有用功,减小额外功,可以增大滑轮组的机械效率。
①选用轻质动滑轮,减小额外功,故①符合题意;
②给滑轮的轴心加润滑油,减小摩擦而减小额外功,故②符合题意;
③增加物体被提升的高度,与滑轮组的机械效率无关,故③不合题意;
④增大被提升的物体的重力,增大有用功,故④符合题意。
故选①②④。
【分析】(1)根据计算滑轮组的机械效率;
(2)根据图乙确定承担重力的绳子段数n,再根据s=nh计算弹簧测力计移动的距离。再根据计算滑轮组的机械效率,然后进行比较即可。
(3)根据分析判断。
8.【答案】(1)右;力臂大小
(2)
(3)右
(4)3;变大
【解析】【解答】探究枉杆平衡条件的实验中,
(1)根据图甲,杠杆的左侧下沉,若杠杆水平平衡,将杠杆右端的平衡螺母向右调节,水平平衡的杠杆上拉力竖直向下时,拉力的力臂在杠杆上,便于直接在杠杆上读出力臂大小;
(2)通过分析实验数据,2.5N×0.2cm=2N×0.25cm,2N×0.15cm=1.5N×0.2cm,1.5N×0.1cm=1.0N×0.15cm,可归纳出杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2;
(3)如图乙,若将两边的钩码同时各去掉一个,左=1钩码×3格,右=2钩码×2格,左<右,则杠杆的右端会下沉;
(4)如图丙,若测力计由a位置逐渐转到b位置,拉力倾斜后,力臂减小,杠杆始终水平平衡,在阻力、阻力臂不变时,动力臂减小,动力变大,测力计的示数将变大。
【分析】(1)杠杆调节平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节,水平平衡的杠杆,便于测量力臂;
(2)根据多次测量的数据,总结杠杆的平衡条件,F1L1=F2L2;
(3)根据杠杆左右两侧力和力臂的乘积大小,判断杠杆是否平衡;
(4)杠杆上拉力倾斜时,力臂减小,拉力变大。
9.【答案】(1)平衡;右;水平
(2)6
(3)B
(4)变大
【解析】【解答】探究杠杆平衡条件的实验。
(1)杠杆静止时,处于平衡状态,根据图甲,左侧下沉,为了便于实验,将平衡螺母向右端调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)根据图乙,在杠杆A点处挂4个钩码,左=4钩码×3格,若杠杆仍然在水平位置平衡,左=右,应右=n钩码×2格,n=6个;
(3)通过改变钩码的个数和位置,进行多次实验,目的是使实验结论具有普遍性,避免偶然性 ;
(4)在B点处沿a方向向下拉,杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计从a位置逆时针转到b位置,此时拉力的力臂减小了,若杠杆始终保持水平平衡,根据F1L1=F2L2,弹簧测力计的示数将变大。
【分析】(1)静止的杠杆处于平衡状态;调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上钩码的个数;
(3)探究杠杆平衡规律时,多次试验,可以探究普遍性;
(4)杠杆上的拉力倾斜时,力臂减小,拉力变大。
10.【答案】(1)右
(2))动力×动力臂=阻力×阻力臂
(3)B
(4)左;靠近支点O移动一格
(5)大
(6)能
(7)均匀
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,杠杆的右端上翘,则右端轻,因此螺母向右调节;
(2)分别计算出每组数据中的动力×动力臂,阻力×阻力臂,发现乘积相同,那么得到杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂 。
(3)进行3次实验的目的是归纳出物理规律,故选B;
(4)①如图乙,左边:4G×3L=12GL,右边:2G×4L=8GL。比较可知,左边乘积大,即杠杆的左端下沉;
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:4G×nL=2G×4L,解得:n=2L,即左侧钩码靠近支点O移动一格即可。
(5)根据丙图可知,当弹簧测力计的方向改变时,动力臂减小,根据根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,弹簧测力计的示数变大。
(6)当杠杆在水平位置平衡时,直木棒的粗细对平衡没有影响。用刻度尺测出力臂,用钩码产生拉力,因此可以探究杠杆的平衡条件。
(7)根据图片可知,提纽相当于支点,秤砣的重力相当于动力,物体的重力相当于阻力,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:G秤砣×L1=G物×L2,即m秤砣×L1=m物×L2,即:。其中秤砣的质量和阻力臂保持不变,则动力臂L1与物体质量成正比,因此刻度是均匀的。
【分析】(1)平衡螺母总是向轻的那端调节;
(2)分别计算出每组数据中力和力臂的乘积,然后比较乘积大小即可;
(3)根据多次实验的目的判断;
(4)①比较力和力臂的乘积,乘积大的一侧会下沉;
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。
(5)注意分析动力臂的长度变化即可;
(6)根据探究杠杆平衡条件的实验过程判断;
(7)根据杠杆的平衡条件分析力臂和物体质量之间的数学关系即可。
11.【答案】(1)左
(2)6;3;0.5
(3)相等
(4)大于;竖直
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,杠杆的左端上翘,则左端轻,那么平衡螺母应该向左调节。
(2)①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:4G×3L=nG×2L,解得:n=6,即再B点挂6个钩码杠杆平衡;
②此时B点的力臂为2cm,根据丙图可知,此时拉力为3N,那么每个钩码的重力:;
(3)根据丙图可知,动力和动力臂的乘积不变,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,阻力和阻力臂的乘积不变,那么每个点与坐标轴围成的面积不变。
(4)根据丁图可知,此时动力臂减小,则弹簧测力计的拉力大于1.5N;
要使弹簧测力计的示数为1.5N,就需要动力臂为4cm,即等于杠杆支点到悬挂点之间的距离,因此拉力应该与杠杆垂直。
【分析】(1)平衡螺母总是向轻的那端调节;
(2)①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算;
②根据丙图确定2cm处对应的拉力,再除以钩码的个数得到每个钩码的重力。
(3)根据丙图分析阻力和阻力臂的数量关系,进而分析围成面积的大小变化;
(4)注意分析丁图中动力臂的变化,进而确定测力计的拉力变化。只有拉力方向与杠杆垂直时,动力臂的长度才等于杠杆的长度,据此分析解答。
12.【答案】(1)左
(2)错误
(3)左端下沉
(4)避免偶然性,寻找普遍规律
(5)2.3;大于
(6)费力
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,杠杆的左端上翘,则左端轻,那么平衡螺母应该向左调节;
(2)将杠杆调节到水平位置平衡后开始实验.杠杆两侧挂上钩码后,发现杠杆倾斜,为使杠杆重新在水平位置平衡,小明采用调节平衡螺母的方法,这种做法是错误的。
(3)如图丙所示用滑轮推动右侧钩码的悬线,则右侧力臂变短,则右侧力和力臂的乘积变小,那么杠杆的左端下沉;
(4)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是免偶然性,寻找普遍规律。
(5)①根据丁图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则示数为2.3N;
②根据丁图可知,由于支点不在杠杆的重心上,因此杠杆的重力也会对平衡产生影响,那么F1L1=G×L2'+F2L2,因此F1L1>F2L2。
(6)根据丁图可知,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
【分析】(1)平衡螺母总是向轻的那端调节;
(2)在实验过程中,只能通过调整钩码的质量让杠杆实现平衡,不能再调节平衡螺母。
(3)比较力和力臂的乘积大小,乘积大的一侧下沉;
(4)根据多次测量的目的解答;
(5)①根据丁图确定刻度尺的分度值,根据指针位置读出示数;
②注意此时杠杆的重力也会对杠杆平衡产生影响。
(6)比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
13.【答案】(1)刻度尺;匀速
(2)80%;丁;1、2
(3)摩擦力;C
【解析】【解答】(1)①在测量滑轮组机械效率的实验中,还需要测量绳子移动的距离和物体上升的高度,那么还需要刻度尺;
②实验过程中应该沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计。
(2)①第4次实验中,滑轮组的机械效率:;
②第4次实验中承担重力的绳子段数,故选丁;
③根据实验1、2可知,当钩码重力和动滑轮重力相等时,当n=2和n=3时滑轮组的机械效率相等,那么得到: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)①同桌小华发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数小明认为他的想法不正确,因为他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。
②根据公式可知,当滑轮组相同时,物体的重力越大,则机械效率越高。在丙图中,当物体重力为7N时<8N,那么此时机械效率应该略小于83%,故选C。
【分析】(1)①根据所测的物理量确定合适的测量工具;
②当匀速向上拉动测力计时,测力计的示数等于绳子上的拉力。
(2)①根据公式计算滑轮组的机械效率;
②根据s=nh计算承担重力的绳子段数n即可;
③根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)①当拉动弹簧测力计时,拉力会克服重力和摩擦力的共同影响;而测力计保持静止时,拉力只克服重力的影响;
②根据公式分析滑轮组机械效率与物体重力的关系。
14.【答案】(1)右
(2)
(3)右
(4)
【解析】【解答】探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)实验前,若使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母需要向偏高的一侧调节,若向右调节,说明杠杆的右端偏高;
(2)通过多次实验,分析数据:0.5N×20cm=2.0N×5cm,1.0N×10cm=0.5N×20cm,1.5N×10cm=3.0N×5cm,总结得杠杆平衡条件是:F1L1=F2L2;
(3)如图甲,左=4钩码×5cm,右=3钩码×10cm,左<右,可知,杠杆的右端会下沉;
(4)当动力在B点时,若动力最小,动力臂最大,最大的力臂是连接OB,再作OB的垂线是最小的力,撬起石头,动力需向下,如图:
【分析】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母需要向偏高的一侧调节;
(2)根据多次实验数据,总结杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2;
(3)根据动力×动力臂,阻力×阻力臂的大小关系,判断杠杆是否平衡;
(4)杠杆上支点到力的作用点的连线是最大力臂;最小的力和最大的力臂垂直。
15.【答案】(1)右
(2)只根据一组数据得出结论有偶然性
(3)左端下沉
(4)变小;变大
(5)不会
【解析】【解答】在探究杠杆的平衡条件时,
(1)如图甲,杠杆的左端下沉,将左边的平衡螺母向右调节,使杠杆水平平衡;
(2)杠杆在水平位置平衡后,通过图乙的一次实验,便得出杠杆的平衡条件,但只根据一组数据得出结论有偶然性,不具普遍性;
(3)在乙图中,将A、B两点的钩码朝远离支点O的方向移动一小格,左=3钩码×3格,右=2钩码×4格,则杠杆左端乘积大,左端下沉;
(4)如图丙,弹簧测力计沿a方向拉变为沿b方向拉,b位置时,拉力倾斜,拉力的力臂将变小;当杠杆水平平衡时,根据F1L1=F2L2,拉力变大,示数将变大;
(5)由于杠杆的支点在杠杆的重心上,杠杆的重力不会对实验造成影响。
【分析】(1)调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)探究杠杆的平衡条件时,需要多次实验,探究规律的普遍性;
(3)根据杠杆上的力和力臂的乘积关系,判断杠杆是否平衡;
(4)杠杆上的拉力倾斜时,力臂减小,拉力变大;
(5)杠杆的支点在重心处时,杠杆的自身重力不影响实验结论。
16.【答案】(1)是;水平;左
(2)
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1        
2        
3        
(3)不变;顺时针
(4)C;C
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件时,
(1)根据图1甲,杠杆处于静止状态,此时是平衡状态,杠杆在水平位置平衡时,钩码的拉力竖直向下,拉力的力臂在杠杆上,方便从杠杆上直接测量力臂;图中杠杆的右侧下沉,将左端的平衡螺母向左调,使杠杆水平平衡;
(2)根据实验需要测量的动力F1和阻力F2,动力臂L1和阻力臂L2设计实验记录表,至少完成三次实验,使探究的规律具有普遍性;
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1        
2        
3        
(3)弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆倾斜一定角度,如图1丙,此过程中,动力和阻力都是竖直向下的,动力臂和阻力臂的比值与力的作用点到支点的距离的比值相等,所以,阻力不变,弹簧测力计的示数不变;此时,若弹簧测力计绕B点顺时针方向转动一个小角度,使拉力和杠杆垂直,拉力的力臂变大,根据F1L1=F2L2,阻力和阻力臂一定,动力臂变大,动力变小,弹簧测力计读数减小;
(4)根据图2甲,①如果要增加图2甲中这个杆秤的量程,
A.若减轻权的重力,相当于减小动力,在标和本不变时,测量的物体重力变小,A不符合题意;
B.若增加本的长度,相当于增大了阻力臂,权和标一定时,本变大,重减小,即所测量的重力减小,B不符合题意;
C.若将提纽向右侧移动,增大了标,同时减小了本,即权×标变大,本减小,重变大,即测量的重力变大,C符合题意;
D.若将提纽向左侧移动,减小了标,增大了本,权×标变小,本变大,重减小,即测量的重力变小,D不符合题意;
②如图2乙,利用自制的杆秤完成“探究杠杆平衡条件”的实验,
A.杆秤上虽然没有平衡螺母,但可以通过适当调节提纽的位置,使杆秤在水平位置平衡,A不符合题意;BCD.提纽处是杆秤的支点,秤砣是动力,其作用点到支点是动力臂,秤钩挂物是阻力,提纽到其作用点到支点是阻力臂,具备杠杆的五要素,所以,能使用自制杆秤来完成“探究杠杆平衡条件”的实验,C符合题意,BD不符合题意。
【分析】(1)静止的杠杆是平衡状态的;水平位置平衡的杠杆,便于从杠杆上测量力臂;调节杠杆平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)根据实验所测量的动力、阻力、动力臂和阻力臂,设计实验记录表;
(3)杠杆上拉力的方向平行时,杠杆的位置改变,拉力大小不变;
(4)根据F1L1=F2L2,分析如何使测量的力更大
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