2022年广东省深圳市金稻田学校中考物理实验专题练习八
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这是一份2022年广东省深圳市金稻田学校中考物理实验专题练习八,共19页。试卷主要包含了探究物体的动能等内容,欢迎下载使用。
2022金稻田学校中考物理实验专题练习八
1.如图所示,质量为m的小球从A点静止释放,在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动(其中BC段水平)。已知重力势能为E势=mgh(h为小球离轨道BC的高度,当小球运动到B点时,h=0),动能为E动=mv2(v为小球运动的速度)。
(1)小球在A点的机械能E机= (用题目所给物理量符号表示)
(2)小球从A点静止释放到达B点时的速度vB。
①请根据题目所给信息,推守出vB=;
②根据vB=,推测vB与小球的质量m是否有关;
(3)现有形状大小相同的小球,这些小球有的质量相等,有的质量不等,写出验证你的推测的实验步骤(若有需要,可补充器材);
2.为了探究“物体动能大小和哪些因素有关”小明设计了如图所示的实验方案,让小球从高度为h的斜面顶端滑下,推动小木块在水平地面上运动一段距离s,则
(1)此实验中是通过 测量(选填“s”或“h”)来反映小球动能的大小。
(2)小明发现,这个实验装置和研究“阻力对物体运动的影响”的实验装置很相似,只要将小球换成小车,去掉木块,添加毛巾、棉布就可以完成,为了能在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态,在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是 。
A.木板、毛巾、棉布 B.毛巾、棉布、木板
C.棉布、木板、毛巾 D.毛巾、木板、棉布
3.在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图a、b、c所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下后,撞击放在水平木板上的木块,使木块在水平面上滑动,虚线位置为一段距离后停止的位置。
(1)实验中,用质量不同的小球,让它们从同一高度沿着斜面自由滚下,这是为了控制小球进入水平面的 相同。
(2)比较 两图进行的实验,可以探究小球的动能大小与速度的关系。
(3)比较a、b两图进行的实验,得出的结论是小球的动能随质量增大而 。
(4)比较b、c两图进行的实验,可以判断出动能较大的是 图的小球。
(5)木块在水平面上由滑动到静止的过程中,将机械能转化为 能。
4.如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同﹣水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)实验中,小球动能的大小是通过木块移动的距离来反映的,这种方法称为 ;
(2)分析比较 两次实验,可探究出的结论是:质量相同的物体,速度越大,动能越大;
(3)甲实验中,若木块重为1N,水平移动的距离是30cm,则重力对木块做功 J;
(4)如果水平面光滑,则 (选填“能”或“不能”)完成本实验。
5.探究物体的动能:
(1)如图甲所示,小明先探究动能大小与速度关系,他控制小车的 保持不变,让小车从斜面的 (同一/不同)高度下滑,目的是 。通过比较 ,可以比较小车具有的动能。
(2)小明在操作中发现,不用斜面而直接通过人手推小车,也可以使小车在水平木板上运动。若采用此方法来推同一辆小车, (能/不能)探究动能大小与质量的关系,理由是: 。
(3)小华去掉木块,做了如图乙所示的实验,两次实验中小车克服所有阻力所做的功 (第①次大/第②次大/一样大)。
6.在“探究影响动滑轮机械效率的因素“的实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。
序号
动滑轮物重
G动/N
钩码总重
G/N
钩码上升的
高度h/m
弹簧测力计F/N
绳自由端上升的
高度s/m
动滑轮的机械效率η/%
①
0.3
1
0.2
0.70
0.4
71.4%
②
0.3
2
0.2
1.28
0.4
78.1%
③
0.43
4
0.2
0.4
(1)实验时,小佳应沿 方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为 N,拉力所做的额外功为 J,动滑轮的机械效率为 %;
(3)分析表中数据可知:用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将 (选填“减小”、“不变”或“增大”),你认为其原因是 ;
(4)为提高动滑轮的机械效率,下列措施可行的是 (多选)
A.增加钩码的总重 B.增加提升钩码的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油 D.换用质量更小的滑轮
7.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,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
(1)实验中应 竖直向上拉动弹簧测力计;
(2)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越 。
(3)第3次实验中所做的有用功是 J,机械效率是
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功
W有/J
测力计拉力F/N
测力计移
动距离s/m
总功
W总/J
机械效率η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
0.55
(4)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,所做的额外功 (选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知: 一定,滑轮组的机械效率与 有关。
8.小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆处于图甲所示的静止状态,他应把杠杆左端的平衡螺母向 (左/右)侧调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙,杠杆在水平位置平衡,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方
向移动一小格,则杠杆 (仍保持平衡/左端下沉/右端下沉);
(3)取下A点下方所挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直 (向上/向下)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为F1,如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆仍处于水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为F2,则F2 F1(>/=/<)。
9.对O为支点的轻质杠杆同时施加大小不等的力F1、F2后保持静止,(如图甲)
(1)此时杠杆是否处于平衡状态? (选填“是”或“不是”)。
(2)画出图甲中F2的力臂L2。
(3)原来处于水平静止位置的轻质杠杆(每格的长度为L),如图乙所示受到F1、F2两个力。小明认为“若F1L1=F2L2,则杠杆平衡”,请问他的判断是否正确?若正确,请说明判断的依据;若不正确,请指出错在哪里。小明的判断 (选填“正确”或“不正确”),理由: (填写你认为正确的依据或不正确的错处)。
10.甲、乙两同学做探究杠杆平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图甲、乙所示。
(1)若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置静止,应将左端的平衡螺母向 调节。
(2)如图甲,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是 。
(3)如图乙,乙同学设计了两种实验方案:第一种测力计沿竖直方向拉,读数为F1;第二种测力计倾斜拉,读数为F2.第 (一/二)种实验方案更方便。在同等条件下,两次弹簧测力计读数F1 (>/=/<)F2。
(4)乙同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是 。
(5)当利用图丙所示杠杆匀速提升重物到相同高度的过程中,若使弹簧测力计离支点近一点,杠杆的机械效率 (变大/变小/不变,下同);若使重物离支点近一点,杠杆的机械效率 。(不考虑摩擦)
11.小强同学用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率,实验时,他先后将钩码放置在图中A、B位置,竖直向上匀速拉动弹测力计,使钩码缓慢地上升,得到下表实验数据。
实验次数
钩码悬挂点
钩码重G/N
钩码移动距离h/m
拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率n/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
(1)实验中,小强应在物体处于 (填“静止”或“匀速运动”)状态时,读取弹簧测力计示数。
(2)表格中第2次实验所测杠杆的机械效率为 (保留1位小数)。
(3)实验后小强认真地思考,发现实验数无法得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论。这是因为 。
12.根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求,完成下列各小题:
(1)某同学在调节杠杆水平位置平衡前,杠杆静止时的位置如图甲所示。此时杠杆 (填“是”或“不是”)处于平衡状态。
(2)在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码,所处的状态如图乙所示,此时他应移动 (选填“平衡螺母”或“钩码”),使杠杆在水平位置平衡。实验中他改变钩码的个数及位置进行了多次测量,其目的是 。
(3)如图丙所示,为寻找杠杆的平衡条件,也可以在已经调节好平衡的杠杆上A点悬挂2个钩码,用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,该拉力可以作用在 点(从“B”、“C”两个位置中选择满足要求的位置)。
(4)在分析实验误差时,某同学整理了以下四个因素,其中不会带来实验误差的是 。
A.铁架台自身重力较大 B.钩码磨损程度不同
C.悬挂钩码的绳索有重力 D.杠杆与转轴之间有摩擦
13.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:
序号
物重
G/N
物体上升的高度h/m
拉力
F/N
绳自由端移动的距离S/m
滑轮组的机械效率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
74.1
(1)根据表格中的数据,在图中画出滑轮组的绕绳方法。
(2)实验中,沿竖直方向拉动弹簧测力计,并读出弹簧测力计的示数。
(3)根据表格中的数据分析可知:
①滑轮组的机械效率与物重有关,同一滑轮组,所提物体越重,机械效率越大。
②随着物重的增大,额外功 (选填“变小”“不变”或“变大”),原因可能是 。
2022金稻田学校中考物理实验专题练习八
参考答案与试题解析
1.如图所示,质量为m的小球从A点静止释放,在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动(其中BC段水平)。已知重力势能为E势=mgh(h为小球离轨道BC的高度,当小球运动到B点时,h=0),动能为E动=mv2(v为小球运动的速度)。
(1)小球在A点的机械能E机= mgh (用题目所给物理量符号表示)
(2)小球从A点静止释放到达B点时的速度vB。
①请根据题目所给信息,推守出vB=;
②根据vB=,推测vB与小球的质量m是否有关;
(3)现有形状大小相同的小球,这些小球有的质量相等,有的质量不等,写出验证你的推测的实验步骤(若有需要,可补充器材);
解:
(1)小球在A点时是静止的,不具有动能,但具有重力势能,则A小球在A点的机械能E机=mgh;
(2)①小球从A点静止释放到达B点时的速度vB;由于不计空气阻力和摩擦,小球的机械能是守恒的,且小球在A点的机械能E机=mgh;到达B点时,高度为0,重力势能为0,此时小球的机械能等于动能大小,即E动=mvB2,
则:mgh=mvB2,整理得:vB=;
②根据VB=可知,vB的大小与小球的质量m没有关系;
(3)要验证速度与质量是否有关,需要测出路程和时间;故实验中需要用到秒表;
①让一个小球从一个斜面上的A点由静止开始滚下,用秒表测出小球到达斜面底端时的时间;
②让另一个质量不同的小球从同一斜面上的A点由静止开始滚下,用秒表测出小球到达斜面底端时的时间;
③再换用质量不同的小球,重复上面的实验;
实验结束后对比测量的时间的关系,如果时间都相等,即小球达到斜面底端的速度都相等,则说明小球的速度与质量无关。
答:(1)mgh;(2)(3)见解析。
2.为了探究“物体动能大小和哪些因素有关”小明设计了如图所示的实验方案,让小球从高度为h的斜面顶端滑下,推动小木块在水平地面上运动一段距离s,则
(1)此实验中是通过 s 测量(选填“s”或“h”)来反映小球动能的大小。
(2)小明发现,这个实验装置和研究“阻力对物体运动的影响”的实验装置很相似,只要将小球换成小车,去掉木块,添加毛巾、棉布就可以完成,为了能在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态,在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是 B 。
A.木板、毛巾、棉布 B.毛巾、棉布、木板
C.棉布、木板、毛巾 D.毛巾、木板、棉布
解:(1)小球动能的大小通过木块移动的距离来表示,即实验中通过测量木块移动距离s来反映小球动能的大小;
(2)在研究阻力对物体运动的影响时,为了能在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态,应该让接触面逐渐变光滑(即阻力越来越小),因为三种材料中毛巾表面最粗糙,木板表面最光滑,所以水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是毛巾、棉布、木板,故B正确;
故答案为:(1)s;(2)B。
3.在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图a、b、c所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下后,撞击放在水平木板上的木块,使木块在水平面上滑动,虚线位置为一段距离后停止的位置。
(1)实验中,用质量不同的小球,让它们从同一高度沿着斜面自由滚下,这是为了控制小球进入水平面的 速度 相同。
(2)比较 ac 两图进行的实验,可以探究小球的动能大小与速度的关系。
(3)比较a、b两图进行的实验,得出的结论是小球的动能随质量增大而 增大 。
(4)比较b、c两图进行的实验,可以判断出动能较大的是 b 图的小球。
(5)木块在水平面上由滑动到静止的过程中,将机械能转化为 内 能。
解:
(1)要探究动能大小与质量的关系,需控制速度相同,为了使小球在水平面运动时的起始速度相等,需将质量不同的小球从斜面上的同一高度处由静止滑下;
(2)探究小球的动能与速度的关系,应控制质量相同,速度不同,应使质量相同的小球从不同的高度滚下,故选a、c两图;
(3)比较a、b两图进行的实验,小球下落的高度相同,即速度相同,小球的质量不同个,质量越大的推动木块移动的距离越远,动能越大,即得出的结论是小球的动能随质量增大而增大;
(4)比较b、c两图进行的实验,b中的小球推动木块移动的距离远,则b中小球的动能大;
(5)木块在水平面上由滑动到静止的过程中,克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
故答案为:(1)速度;(2)ac;(3)增大;(4)b;(5)内。
4.如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同﹣水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)实验中,小球动能的大小是通过木块移动的距离来反映的,这种方法称为 转换法 ;
(2)分析比较 甲、乙 两次实验,可探究出的结论是:质量相同的物体,速度越大,动能越大;
(3)甲实验中,若木块重为1N,水平移动的距离是30cm,则重力对木块做功 0 J;
(4)如果水平面光滑,则 不能 (选填“能”或“不能”)完成本实验。
解:
(1)小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将重力势能转化为动能的过程;其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的,这属于转换法的应用;
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体的质量相同,而下滑的高度不同,甲图中下滑的高度大,运动到水平面时速度大,推动木块滑行的距离大,故物体质量相同时,速度越大,动能越大;
(3)木块水平移动,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,重力对木块做功0J;
(4)如果水平面是光滑的,没有阻力作用,木块被撞击后将做匀速直线运动,不能通过被撞击的距离来比较动能大小。
故答案为:(1)转换法;(2)甲、乙;(3)0;(4)不能。
5.探究物体的动能:
(1)如图甲所示,小明先探究动能大小与速度关系,他控制小车的 质量 保持不变,让小车从斜面的 不同 (同一/不同)高度下滑,目的是 改变小车到达水平面时的速度 。通过比较 小车推动木块的距离 ,可以比较小车具有的动能。
(2)小明在操作中发现,不用斜面而直接通过人手推小车,也可以使小车在水平木板上运动。若采用此方法来推同一辆小车, 不能 (能/不能)探究动能大小与质量的关系,理由是: 用手推小车的速度难以控制相等 。
(3)小华去掉木块,做了如图乙所示的实验,两次实验中小车克服所有阻力所做的功 第②次大 (第①次大/第②次大/一样大)。
解:
(1)让同一小车从斜面不同高度滑下,是为了控制质量不变,研究动能大小与速度的关系;因此实验中他控制小车的质量保持不变,让小车从斜面的 不同高度下滑,目的是改变小车到达水平面时的速度,通过比较小车推动木块距离的远近,来比较小车具有的动能;
(2)不用斜面而直接通过人手推小车,也可以使小车在水平木板上运动,但用手推小车不好控制速度不变,且小车的质量不变,无法探究动能大小与质量的关系,所以采用此方法不能探究动能大小与质量的关系;
(3)在初速度和相同的条件下,物体的质量越大,物体克服摩擦做功越多,故两次实验中小车克服所有阻力所做的功第②次大;
故答案为:
(1)质量;不同; 改变小车到达水平面时的速度;小车推动木块的距离;(2)不能;用手推小车的速度难以控制相等;(3)第②次大。
6.在“探究影响动滑轮机械效率的因素“的实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。
序号
动滑轮物重
G动/N
钩码总重
G/N
钩码上升的
高度h/m
弹簧测力计F/N
绳自由端上升的
高度s/m
动滑轮的机械效率η/%
①
0.3
1
0.2
0.70
0.4
71.4%
②
0.3
2
0.2
1.28
0.4
78.1%
③
0.43
4
0.2
0.4
(1)实验时,小佳应沿 竖直 方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为 2.4 N,拉力所做的额外功为 0.16 J,动滑轮的机械效率为 83.3 %;
(3)分析表中数据可知:用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将 增大 (选填“减小”、“不变”或“增大”),你认为其原因是 摩擦力变大 ;
(4)为提高动滑轮的机械效率,下列措施可行的是 ACD (多选)
A.增加钩码的总重 B.增加提升钩码的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油 D.换用质量更小的滑轮
解:
(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
(2)第3次实验中,由图可知,弹簧测力计的示数为2.4N;
滑轮对钩码所做的功为W有=Gh=4N×0.2m=0.8J,
拉力做的总功W总=Fs=2.4N×0.4m=0.96J;
额外功为:W额=W总﹣W有=0.96J﹣0.8J=0.16J;
动滑轮的机械效率η=×100%=×100%≈83.3%;
(3)在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据可知:
第一次拉力所做的额外功W额1=W总1﹣W有1=F1s﹣G1h=0.7N×0.4m﹣1N×0.2m=0.08J,
第二次拉力所做的额外功W额2=W总2﹣W有2=F2s﹣G2h=1.28N×0.4m﹣2N×0.2m=0.114J,
综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大,由表格数据最后一列可知,动滑轮的机械效率增大;
实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,额外功增大的原因是摩擦力变大;
(4)A.增加钩码的总重,有用功增大,根据1、2两次的实验数据可知,机械效率增大,故A正确;
B.钩码上升的高度与机械效率无关,故B错误;
C.在滑轮转轴处涂润滑油能减小额外功,能增大效率;故C正确;
D.换用质量更小的滑轮,能减小额外功,增大机械效率,故D正确。
故答案为:(1)竖直;(2)2.4;0.16;83.3;(3)增大;摩擦力变大;(4)ACD。
7.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,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
(1)实验中应 匀速 竖直向上拉动弹簧测力计;
(2)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越 大 。
(3)第3次实验中所做的有用功是 0.4 J,机械效率是 72.7%
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功
W有/J
测力计拉力F/N
测力计移
动距离s/m
总功
W总/J
机械效率η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
0.55
(4)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,所做的额外功 增大 (选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知: 提升物体的重力 一定,滑轮组的机械效率与 动滑轮的重力 有关。
解:(1)实验中应匀速竖直向上拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力大小等于测力计示数;
(2)比较第1次实验和第2次实验,滑轮组相同,第2次实验提起的钩码较重,其机械效率较大,可得结论:使用同样的滑轮组提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越大。
(3)第3次实验中所做的有用功:
W=Gh=4N×0.1m=0.4J,
则第3次实验的机械效率:
η==×100%≈72.7%;
(4)第2、3次实验中物重相同,但第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,根据W=G动h可知,所做的额外功增大;
由第2、3次实验可知:提起物体的重力一定,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率越小,故滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。
故答案为:(1)匀速;(2)大;(3)0.4;72.7%;(4)增大;提升物体的重力;动滑轮的重力。
8.小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆处于图甲所示的静止状态,他应把杠杆左端的平衡螺母向 右 (左/右)侧调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙,杠杆在水平位置平衡,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方
向移动一小格,则杠杆 左端下沉 (仍保持平衡/左端下沉/右端下沉);
(3)取下A点下方所挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直 向上 (向上/向下)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为F1,如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆仍处于水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为F2,则F2 > F1(>/=/<)。
解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧3G×3L=9GL,右侧2G×4L=8GL,因为9GL>8GL 杠杆不能平衡,左端下沉;
(3)取下A点下方所挂钩码,根据杠杆的平衡条件,改用弹簧测力计在C点向上拉,此时弹簧测力计的示数为F1,力与力臂的乘积相等,才能使杠杆在水平位置平衡;将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆,使杠杆仍处于水平位置平衡,阻力与阻力臂不变,动力臂减小,此时弹簧测力计的示数为F2变大,则F2>F1。
故答案为:(1)右;(2)左端下沉;(3)向上;>。
9.对O为支点的轻质杠杆同时施加大小不等的力F1、F2后保持静止,(如图甲)
(1)此时杠杆是否处于平衡状态? 是 (选填“是”或“不是”)。
(2)画出图甲中F2的力臂L2。
(3)原来处于水平静止位置的轻质杠杆(每格的长度为L),如图乙所示受到F1、F2两个力。小明认为“若F1L1=F2L2,则杠杆平衡”,请问他的判断是否正确?若正确,请说明判断的依据;若不正确,请指出错在哪里。小明的判断 不正确 (选填“正确”或“不正确”),理由: 没有考虑两个力的方向 (填写你认为正确的依据或不正确的错处)。
解:(1)由于图甲中两力F1、F2作用在杠杆上能使杠杆保持静止状态,因此此时的杠杆是平衡状态;
(2)先反向延长F2的作用线,然后从支点O作拉力F2的作用线的垂线,从支点到垂足的距离就是F2的力臂。如下图所示:
(3)由于图中两力F1、F2均使杠杆绕着支点O顺时针转动,两力使杠杆转动的方向相同(或没有考虑两个力的方向),故杠杆不可能平衡,因此小明的判断不正确。
故答案为:(1)是;(2)如上图所示;(3)不正确;没有考虑两个力的方向。
10.甲、乙两同学做探究杠杆平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图甲、乙所示。
(1)若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置静止,应将左端的平衡螺母向 左 调节。
(2)如图甲,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是 一次实验具有偶然性 。
(3)如图乙,乙同学设计了两种实验方案:第一种测力计沿竖直方向拉,读数为F1;第二种测力计倾斜拉,读数为F2.第 一 (一/二)种实验方案更方便。在同等条件下,两次弹簧测力计读数F1 < (>/=/<)F2。
(4)乙同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是 杠杆自重对实验的影响 。
(5)当利用图丙所示杠杆匀速提升重物到相同高度的过程中,若使弹簧测力计离支点近一点,杠杆的机械效率 不变 (变大/变小/不变,下同);若使重物离支点近一点,杠杆的机械效率 变小 。(不考虑摩擦)
解:(1)右端低左端高,应将平衡螺母向较高的一端调节,即将左边或右边的平衡螺母向左端调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,要多进行几次实验,避免偶然性;
(3)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一种实验方案更方便,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,能从杠杆上直接读力臂;因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂越大的越省力,所以,F1<F2;
(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大;
(5)若使弹簧测力计离支点近一点,此时不能改变有用功和额外功的大小,即有用功和总功不变,机械效率不变;
如果将该物体的悬挂点离支点近一点,将物体提升到同一高度,所做有用功不变,拉力作用点需要提高到更高的高度,即做的额外功增加,所以机械效率将变小。
故答案为:(1)左;(2)一次实验具有偶然性;(3)一;<;(4)杠杆自重对实验的影响;(5)不变; 变小。
。
11.小强同学用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率,实验时,他先后将钩码放置在图中A、B位置,竖直向上匀速拉动弹测力计,使钩码缓慢地上升,得到下表实验数据。
实验次数
钩码悬挂点
钩码重G/N
钩码移动距离h/m
拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率n/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
(1)实验中,小强应在物体处于 匀速运动 (填“静止”或“匀速运动”)状态时,读取弹簧测力计示数。
(2)表格中第2次实验所测杠杆的机械效率为 83.3% (保留1位小数)。
(3)实验后小强认真地思考,发现实验数无法得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论。这是因为 钩码悬挂点位置不同 。
解:(1)实验中,小强应在物体处于匀速运动状态时,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于动力大小;
(2)表格中第2次实验所测杠杆的机械效率为:
η===×100%≈83.3%;
(3)分析机械效率的影响因素应采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持钩码悬挂点位置不变,故本实验中,发现实验数无法得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论,这是因为钩码悬挂点位置不同。
故答案为:(1)匀速运动;(2)83.3%;(3)钩码悬挂点位置不同。
12.根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求,完成下列各小题:
(1)某同学在调节杠杆水平位置平衡前,杠杆静止时的位置如图甲所示。此时杠杆 是 (填“是”或“不是”)处于平衡状态。
(2)在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码,所处的状态如图乙所示,此时他应移动 钩码 (选填“平衡螺母”或“钩码”),使杠杆在水平位置平衡。实验中他改变钩码的个数及位置进行了多次测量,其目的是 寻找普遍规律 。
(3)如图丙所示,为寻找杠杆的平衡条件,也可以在已经调节好平衡的杠杆上A点悬挂2个钩码,用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,该拉力可以作用在 B 点(从“B”、“C”两个位置中选择满足要求的位置)。
(4)在分析实验误差时,某同学整理了以下四个因素,其中不会带来实验误差的是 A 。
A.铁架台自身重力较大 B.钩码磨损程度不同
C.悬挂钩码的绳索有重力 D.杠杆与转轴之间有摩擦
解:(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,图中杠杆处于静止状态,因而杠杆处于平衡状态;
(2)杠杆上已经挂上钩码,不能再调节平衡螺母,只能调节杠杆两侧的钩码数量或位置,使杠杆在水平位置重新平衡;
本实验中进行多次测量的目的是:避免实验次数过少,导致实验结论具有偶然性,便于从中寻找普遍规律;
(3)在杠杆上A点悬挂2个相同的钩码,为了使杠杆平衡,应该在B用弹簧测力计竖直向上拉杠杆才能使杠杆在水平位置平衡;
(3)A.铁架台自身的重力足够大目的使杠杆稳定,但对杠杆的平衡无影响,故A符合题意;
B.单个钩码的重力不完全相等,则多个钩码总重力无法确定,对实验结果有影响,故B不符合题意;
C.悬挂钩码的绳套重力偏大,会对力的真实值有影响,故C不符合题意;
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏,对测量结果造成误差,故D不符合题意,
故选A。
故答案为:(1)是;(2)钩码;寻找普遍规律;(3)B;(4)A。
13.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:
序号
物重
G/N
物体上升的高度h/m
拉力
F/N
绳自由端移动的距离S/m
滑轮组的机械效率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
74.1
(1)根据表格中的数据,在图中画出滑轮组的绕绳方法。
(2)实验中,沿竖直方向拉动弹簧测力计,并读出弹簧测力计的示数。
(3)根据表格中的数据分析可知:
①滑轮组的机械效率与物重有关,同一滑轮组,所提物体越重,机械效率越大。
②随着物重的增大,额外功 变大 (选填“变小”“不变”或“变大”),原因可能是 摩擦力增大,克服摩擦做的功更多。 。
解:
(1)由表格中数据知,物体上升的高度h=10cm=0.1m,绳端移动的距离s=30cm=0.3m,
根据s=nh可得绳子的股数为:n===3,根据奇动偶定原则,绳子先从动滑轮连接,如下图所示:
;
(3)滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功,随着物重的增大,动滑轮的重力不变,摩擦力越大,所以额外功变大;
故答案为:(1)如上图所示;(3)变大;摩擦力增大,克服摩擦做的功更多。
相关试卷
这是一份2022年广东省深圳市金稻田学校中考物理实验专题练习四,共9页。
这是一份2022年广东省深圳市金稻田学校中考物理实验专题练习九,共13页。试卷主要包含了如图是四个热学实验等内容,欢迎下载使用。
这是一份2022年广东省深圳市金稻田学校中考物理实验专题练习十二,共13页。