(20)力学实验题——2024年中考物理真题专项汇编
展开(1)如图甲所示,将木块放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计沿________方向拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数,则滑动摩擦力为________;
(2)将小球放在木块的凹槽内,重复(1)的操作,弹簧测力计的示数比(1)中的大。说明当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与________有关;
(3)请在图甲中画出木块所受摩擦力的示意图__________;
(4)利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系,如图乙所示。
①进行实验时,为改变小球在水平面上开始运动的速度,应使小球从同一斜面上的________高度由静止滚下;
②小球在同一斜面上的位置越高,滚下时木块被撞得越远,实验表明,质量相同的小球,运动的速度越大,动能________;
③请根据上述结论,对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议:________。
2.[2024年吉林长春中考真题]“领先”科创小组利用一个内、外壁均附有刻度尺,厚度均匀的平底柱形玻璃筒进行如下探究:
(1)将玻璃筒放入大烧杯内的水中,玻璃筒竖直漂浮,如图甲所示。测得玻璃筒浸入水中的深度为;
(2)向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟________有关;进一步分析还可说明:液体内部压强跟________有关。当玻璃筒内水柱的高度为时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了;
(3)如图乙所示,将一个底部平滑的固体艺术品放在质地均匀的黏土上A处;将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟________有关。当B处与A处凹陷程度相同时,停止注水,发现玻璃筒内水柱的高度增加了;
(4)利用上述方法可粗略测出该艺术品对黏土压强,其表达式为________(用、g及物理量符号表示)。
3.[2024年广东广州中考真题]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,则弹簧下端受到钩码的拉力______ N,此时弹簧的伸长量______ cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出图像(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.[2024年湖南长沙中考真题]“五月五,过端午。”劳技课上学习腌制咸鸭蛋,同学们通过测量盐水的密度来检测所配制盐水的浓度。
(1)实验操作如下:
①在烧杯中装入适量的盐水,用天平测量烧杯和盐水的总质量,天平平衡时右盘中的砝码和游码的位置如图所示,则______g;
②将烧杯中的盐水倒入一部分到量筒中,读出量筒中盐水的体积;
③用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量;
(2)计算得出盐水的密度为ρ=______;
(3)小组成员进行交流时,小明总结了上述实验过程中需要注意事项,你认为必要的是______(多选)。
A.天平应水平放置B.量筒读数时视线应与液面相平
C.装入盐水前应测量空烧杯的质量D.应将烧杯中的盐水全部倒入量筒中
5.[2024年广东中考真题]小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的___________处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为___________g;用量筒和水测得李子的体积为,则李子的密度为___________。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置___________,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为___________。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果___________(选填“有”或“无”)影响,原因是___________。
6.[2024年内蒙古包头中考真题]厨房中某品牌铝箔卷是由长8m、宽30cm、厚0.0015cm的铝箔卷成,小明利用家中的弹簧测力计、食品袋测量该铝箔的密度。(g取10N/kg)
(1)利用弹簧测力计和食品袋测量铝箔卷的重力。
调节弹簧测力计指针到______处,将装有铝箔卷的食品袋挂在测力计下如右图所示,记录数据,图示数据为______N。
(2)计算铝箔的体积。计算结果为______。
(3)依据公式______计算铝箔的密度。计算结果为______(结果保留一位小数)。
(4)上述测量方式会使密度测量结果______(填“偏大”或“偏小”)。原因是______。
7.[2024年内蒙古赤峰中考真题]为解决班级拔河比赛如何选队员的问题,物理老师引导学生做了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,他们选择了长木板、棉布、毛巾、木块、相同的钩码若干、弹簧测力计,进行了实验。
(1)如图所示,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,根据___________知识可知,木块受到滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)下表是其中一组同学多次实验获得的实验数据。
①分析表中___________三次实验数据,可以得出在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。据此结论,选队员时应选体重___________(填“大”或“小”)的同学。
②分析表中2、4、5三次实验数据,可以得出___________,滑动摩擦力越大。
(3)该组同学又探究了不同材质的鞋底对拔河比赛的影响。设计方案如下:选用外形、体积完全相同的实心橡胶块和塑料块(如图),用弹簧测力计拉着橡胶块在水平长木板上做匀速直线运动,测出它与该长木板之间的滑动摩擦力;用同样的方法测塑料块与长木板之间的滑动摩擦力;重复上述实验三次;比较实验数据得出结论。请指出此设计方案存在的问题___________;在不改变器材的情况下提出改进方案___________。
8.[2024年湖北武汉中考真题]某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。
(1)调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并______,达到平衡状态,如图所示。
(2)在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码,在杠杆右侧挂上6个钩码,移动右侧钩码到______cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是______(填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”)。
(3)保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变,取下右侧钩码,改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3N时,该拉力的作用点可能在杠杆______(填序号)刻度线处。
①左侧10cm②右侧5cm③右侧15cm
9.[2024年天津中考真题]喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料,他想知道这块石料的密度,于是从家中找到下图所示的器材和足够长的细线、足量的水(水的密度为)。
请你从中选用合适的器材,帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量:
(2)写出石料密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
10.[2024年河南中考真题]在学习物理之前,我们头脑中常存在一些不科学的观点,学习物理后,要能运用事实证据进行质疑和修正。请参照示例,另外列举一个常见的错误观点,并通过实例进行反驳,写出正确观点。
【示例】错误观点:两个物体不接触,就没有力的作用。
反驳的实例及正确观点:磁铁靠近铁球,能将铁球吸引过来,因此两个物体不接触,也能有力的作用。
错误观点:______。
反驳的实例及正确观点:______。
11.[2024年河北中考真题]在“探究杠杆的平衡条件”实验中,小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆,以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作:
(1)不挂钩码时,杠杆在图中所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜,此时小明应向_______(选填“左”或“右”)调节杠杆右边的螺母,使杠杆水平并静止,达到平衡状态;
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力,左侧钩码对杠杆施的力为阻力;测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂;多次实验并把数据填入下表;
小明分析表格中的数据发现,第_______次实验数据有误,别除这一组数据后,初步得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(3)第4次实验结束后,小明撤去右侧钩码,改用弹簧测力计继续实验。如图所示,他在左侧A点悬挂三个钩码,再用弹簧测力计(未画出)在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数可能为________(选填序号)
①2.0N②2.5N③3.0N④35N
(4)筷子是中国传统餐具,体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时,所属的杠杆类型与第________次实验时的杠杆类型相同;
(5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来,图为筷子稳定时的俯视图,筷子MN的重心在O'点,此时_____(选填“MO"或“O'N")段更重一些;
【拓展】如图所示,小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽,将细杆分成6等份,并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”,然后在两端对称安装合适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记处时,都要重新调节螺母,使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处,仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800m L、重为1N的小桶,通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置,并调整小桶内的水量,可以有种_____方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为,g取10N/kg。
12.[2024年山西中考真题]小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
实验思路:
(1)选取体积相同、___________不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为___________N;观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为___________N,并计算出物体B所受的浮力;
实验结论:
(3)分析实验数据,可得出初步结论:___________。
13.[2024年安徽中考真题]小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。
将A、B两种不同的液体分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大:
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越_______。
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为:______(选填“>”“=”或“<”)。
14.[2024年江西中考真题]以下是某同学“测量小球运动的速度”的实验报告,请你将报告内容补充完整。
15.[2024年江西中考真题]图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千,如图乙所示,悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如表三:
表三
【解释】同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的_________不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越_________。由此可知,秋千未坐人时(如甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有量角器、_________和_________。
(2)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①下列物理量的测量也可采用类似方法的是_________;
A.物理书中一张纸的厚度B.一支铅笔的长度
C.一个苹果的质量D.一杯水的温度
②采用这种方法的目的是减小测量的_________。
(3)该同学联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着。由此合理猜想,演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更_________。(温馨提示:杂技动作,请勿模仿)
16.[2024年四川成都中考真题]小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”,实验器材如下:长木板(上下表面粗糙程度不同)、长方体木块(每个面粗糙程度都相同,长宽高不等)、弹簧测力计。
(1)实验过程中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块(如图19),目的是让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小__________。
(2)小成在实验探究时利用下表收集数据,你认为她探究的是滑动摩擦力大小与_______的关系。
(3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,她改变接触面积的操作是_______。
(4)小成发现匀速拉动木块时,不好控制且不方便读数,于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表所示),你认为应该采用哪个方案?答:________。
17.[2024年云南中考真题]实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)实验前,杠杆水平静止如图甲所示,此时杠杆处于_________状态(选填“平衡”或“非平衡”)。将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆_________保持水平位置静止(选填“仍能”或“不能”)。
(2)调节杠杆水平平衡,进行多次实验,数据记录如下表:
①分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是_________(用表格中的字母表示)。多次实验的目的是________(选填“A”或“B”)。
A.寻找普遍规律B.减小实验误差
②如图乙,此时在右侧钩码下端加挂一个钩码,杠杆会_________(选填“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图甲,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图乙。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以_________(选填“增大”或“减小”)石块的质量或向_________(选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。
(4)图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图,A处所吊水和水桶的总质量为,O处为支点,杠杆的质量为,重心在C处,B处所挂石块的质量为,,,。请写出的表达式,_________(用字母、、、、表示)。
18.[2024年云南中考真题]实验小组用如图的装置探究“液体内部压强与哪些因素有关”。
(1)为使实验现象明显,U形管中的液体选择_________的更好(选填“有色”或“无色”)。
(2)在图甲中,固定探头在水中的深度,多次改变探头朝向,这是为了探究在同种液体内部的同一深度,液体向_________的压强大小关系。
(3)比较甲、乙两图可知,在同种液体内部,深度越大,压强_________。比较_________两图可知,在液体内部的同一深度,液体的密度越大,压强越大。
参考答案
1.答案:(1)水平;0.8;(2)压力;(3)见解析;(4)不同;越大;严禁超速行驶
解析:(1)测量滑动摩擦力的实验原理是二力平衡,必须沿水平方向匀速拉动木块才会使木块所受摩擦力和拉力成为一对平衡力,此时弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小,由图可知此时摩擦力为0.8N。
(2)把小球放在木块凹槽内,增大了木块对木板的压力,发现弹簧测力计示数变大,故可以看出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反。如图所示:
(4)为使小球到达水平面时速度不同,应让小球从不同高度滚下,高度不同,重力势能不同,到达水平面时转化成的动能也不同,故速度不相同。
由题意,木块被撞得越远,说明小球所做的功越多,动能越大。
上述结论表明动能大小与速度大小有关,在交通安全方面应该禁止超速行驶。
2.答案:(2)排开液体体积;液体深度;(3)压力大小;(4)
解析:(2)向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,玻璃筒排开水的体积变大,且玻璃筒始终处于漂浮状态,玻璃筒受到的浮力等于玻璃筒的重力,玻璃筒的重力增大,浮力增大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
玻璃筒漂浮时,受到的浮力等于玻璃筒底部受到的水的压力,浮力增大,水的压力增大,由得,玻璃筒底部受到的水的压强增大,此时玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明液体内部压强跟深度有关。
(3)将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,黏土受到的压力增大,受力面积不变,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟压力大小有关。
时,停止注水,发现玻璃筒内水柱的高度增加了;
(4)当玻璃筒内水柱的高度为时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了,由浮沉条件得,此时玻璃筒的水的重力为
由浮沉条件得,玻璃筒的重力为
B处与A处凹陷程度相同,说明艺术品对黏土的压强等于玻璃筒对黏土的压强,此时桶内装的水的高度为
则此时玻璃筒内装入的水的重力为
该艺术品对黏土的压强
3.答案:(1)N/cm;0.5N/cm;(2)3.00;2.5;2.50;;丙
解析:(1)拉力的单位是N,弹簧的伸长量单位是cm,则比值k的单位是N/cm;这根弹簧k的大小为
(2)①如图乙,此时弹簧长度为
②如图丙所示,每个钩码重力为,5个钩码的总重力为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
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,如图所示:
⑤图线b的k值为
大于原来图线a的k值,可以判断丙同学的猜想是正确的。
4.答案:(1)174;(2)1.2;(3)AB
解析:(1)①物体的质量等于砝码质量加游码示数,如图,游码示数为4g,故烧杯和盐水的总质量为
(2)倒出盐水的体积为,倒出盐水的质量为
盐水的密度为
(3)A.称量质量时,天平应水平放置,否则误差较大,故A符合题意;
B.量筒读数时视线要与液面相平,俯视会偏大,仰视会偏小,故B符合题意;
C.本实验的研究对象是倒入量筒中的盐水,倒入量筒中盐水的质量用原来的总质量减去剩余的总质量即可,所以不需要测量空烧杯的质量,故C不符合题意;
D.倒入量筒中盐水的多少对实验结果无影响,因为所测的质量和体积均为倒入量筒中盐水的,故D不符合题意。
故选AB。
5.答案:(1)零刻度线处;(2)44;1.1;(3);1.05;无;取出李子后向烧杯中加凉茶使液面上升至位置时已经将被带走的凉茶补齐了
解析:(1)在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的左端零刻度线处,这是天平使用前的必要步骤,以确保测量的准确性。然后,通过调节平衡螺母,使天平的横梁在水平位置平衡,为后续的测量做好准备。
(2)根据图示的天平读数,我们可以知道右盘中的砝码总质量为
标尺上游码的示数为4g。因此,李子的质量m为砝码总质量与游码示数之和,即
已知李子的体积,根据密度公式,我们可以计算出李子的密度为
(3)在测量凉茶密度实验中,我们需要确保在取出李子后加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2。这样,我们就可以通过比较加入凉茶前后的质量差来计算出被李子排开的凉茶的质量,进而利用李子的体积(即被排开凉茶的体积)来求出凉茶的密度。
具体计算如下:首先,根据图示我们可以知道,加入凉茶后凉茶和烧杯的总质量为282g,而最初凉茶和烧杯的总质量为240g。因此,被李子排开的凉茶的质量为
由于李子沉底,所以李子的体积就等于被排开凉茶的体积,即
因此,凉茶的密度ρ茶可以通过公式计算得出,即
关于实验误差的分析,从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为我们在计算凉茶密度时,是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的,而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要我们确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置,就可以准确地求出凉茶的密度。
6.答案:(1)零刻度线;1;(2)36;(3);2.7;(4)偏大;见解析
解析:(1)弹簧测力计使用前,要调节弹簧测力计指针到零刻度线处,将装有铝箔卷的食品袋挂在测力计下如图所示,测力计分度值为0.2N,图示数据为1N。
(2)铝箔的体积
(3)依据公式计算铝箔的密度。
铝箔的质量为
铝箔的密度为
(4)因食品袋也有一定的重力,故测量出的铝箔卷的重力变大,导致铝箔卷的质量偏大,根据密度公式可知,会使密度测量结果偏大。
7.答案:(1)二力平衡;(2)1、2、3;大;在压力一定时,接触面粗糙越粗糙;(3)没有控制压力相同;见详解
解析:(1)用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,过二力平衡的知识可知,物体受平衡力时,摩擦力等于拉力,则木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)①分析表中1、2、3三次实验数据,接触面粗糙程度相同,压力越大,测力计示数越大,滑动摩擦力越大,据此结论,选队员时应选体重大的同学。
②分析表中2、4、5三次实验中,压力相同,接触面越粗糙,测力计示数越大,可以得出,在压力相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)此设计方案存在的问题是:没有控制压力相同,改进方案:将橡胶块和塑料块叠放在一起,用弹簧测力计拉着橡胶块在水平长木板上做匀速直线运动,测出它与该长木板间的滑动摩擦力;用同样的方法测塑料块与长木板之间的滑动摩擦力;重复上述实验三次;比较实验数据得出结论。
8.答案:(1)静止;(2)10;钩码对杠杆的拉力;(3)①③
解析:(1)杠杆静止时处于平衡状态,杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,杠杆处于水平平衡状态,便于测量力臂。
(2)设一个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件
解得
则移动右侧钩码到10cm刻度线处时,杠杆重新在水平位置平衡。
动力或阻力是作用在杠杆上使杠杆转动的力,则动力或阻力是钩码对杠杆的拉力。
(3)一个钩码的重力
若使用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件
代入数据后有
解得拉力力臂若竖直使用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡,此时力臂等于该拉力的作用点到支点的距离,故①符合题意,若弹簧测力计倾斜,力臂小于该拉力的作用点到支点的距离,则③符合题意,则符合条件的为①③。
9.答案:见解析
解析:方法一:
(1)①用电子秤称出石料的质量:
②将盛有适量水的玻璃杯放到电子秤上,读出示数:
③用细线系住石料浸没在水中(不与杯底或侧壁接触),读出示数。
(2)
方法二:
(1)①用电子秤称出石料的质量:
②将盛有适量水的玻璃杯放到电子秤上,称出总质量,用细线系住石料浸没水中,用记号笔标出此时水面位置:
③取出石料,向玻璃杯中加水至标记处,称出总质量。
(2)
10.答案:见详解;见详解
解析:
11.答案:(1)左;(2)3;(3)②③④;(4)4;(5)O′N;【拓展】11
解析:(1)由图可知,杠杆在图中所示的位置静止,则左端下沉。将杠杆左边的螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜,此时小明应继续向左调节杠杆右边的螺母,使杠杆水平并静止,达到平衡状态。
(2)根据表格数据可知,钩码的重力均为0.5N,而第三次的动力大小为0.1N,故第3次实验数据有误。
(3)当拉力的方向为竖直向上方向时,拉力的力臂最大,拉力的大小最小,为
当拉力不在竖直方向时,拉力的力臂变短,拉力将变大,故②③④符合题意,①不符合题意。
故选②③④。
(4)用筷子夹东西时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,根据表格数据可知,第4次实验中,动力臂小于阻力臂,故所属的杠杆类型与第4次实验时的杠杆类型相同。
(5)由图可知,MO′比O′N更长,MO′侧重心的位置更远,O′N侧重心的位置更近,则根据可知,O′N段更重一些。
【拓展】由题意可知,桶内最多盛水的重力为
则桶子和水最大总重力为
根据可知,
则
支点可以在1、2、3、4、5处,的范围为1N~9N,当支点在1时,弹簧测力计的示数为
,不符合题意;
同理,当支点在2时符合题意;
不符合题意;
当支点在3时符合题意;
符合题意;
不符合题意;
当支点在4时符合题意;
符合题意;
符合题意;
符合题意;
当支点在5时不符合题意;
符合题意;
符合题意;
符合题意;
符合题意;
综上所述,弹簧测力计共有11种情况。
12.答案:(1)密度;(2)1.2;2.8;(3)浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关
解析:(1)根据控制变量法的思想,要想探究浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度是否有关,应当选用体积相同,密度不同的物体A和B,然后浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较。
(2)根据称重法,由甲图中可知物体A所受的浮力为
由乙图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,因此物体B在水中受到的拉力为2.8N。
(3)根据称重法,由乙图中可知物体B所受的浮力为
因可知体积相同而不同密度的物体A和B,浸没在水中时受到的浮力相同,可得出结论:浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关。
13.答案:(1)大;(2)<
解析:(1)②图丙液体深度相同,液体密度不同,橡皮膜向左侧凹陷说明右边液体压强大,已知,故可得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(2)根据图丁可知,橡皮膜无凹陷,说明左右液体压强相等,故,故,已知,故
14.答案:(1);(2)42.40;(3)42.40;19.70;(4)>;变速;(6)大
解析:(1)测量小球运动的速度,实验原理为。
(2)该刻度尺分度值为0.1cm,故读数为42.40cm。
(3)
(4)从上一问中得出,故小球在水平桌面上做变速运动。
(6)动能与质量和速度有关,小球运动时的速度不宜过快,以免小球动能过大,从桌面掉落时伤人。
15.答案:夹角;长;(1)刻度尺;秒表;(2)A;误差;(3)长
解析:实验采用控制变量法,实验时需要控制小球的质量和摆下时的角度相同,改变摆长,故用同一小球由静止释放,保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变。
由表格数据可知,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越长。
(1)由表格数据可知,实验需要控制摆下时的角度不变,改变摆长,测量小球往返摆动的时间,故该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和秒表。
(2)①小球往返摆动一次的时间不易测准,于是测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间,该方法为累计法。
A.物理书中一张纸的厚度很小,小于刻度尺的分度值,很难直接测量,故可以先测量一整本书的厚度,再除以纸张的数量,从而得到一张纸的厚度,采用了累计法,故A符合题意;
B.一支铅笔的长度较长,可以直接使用刻度尺测量,故B不符合题意;
C.一个苹果的质量较大,可以直接使用天平进行测量,故C不符合题意;
D.一杯水的温度通常在0℃~100℃之间,可以直接使用温度计进行测量,故D不符合题意。
故选A。
②由于所测量的物体小于分度值,直接测量时会产生较大的误差,故采用这种方法的目的是减小测量的误差。
(3)演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着的重心位置比站着的重心位置更低,即坐着时的摆长更长,摆长越长,往返一次的时间更长,故坐着时往返一次的时间更长。
16.答案:(1)相等
(2)接触面粗糙程度和压力
(3)换用木块面积不同的侧面置于水平木板上
(4)方案三
解析:(1)用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的拉力等于木块受到的摩擦力,所以弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小相等。
(2)由表中物理量可知,控制一个木块重量不变时,长木板表面的粗糙程度不同;当长木板表面的粗糙程度相同时,可以改变木块的重量,所以探究的是滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力的关系。
(3)由于长方体木块的每个面粗糙程度都相同,长宽高不等,所以每个面的面积不同,要探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,可以换用木块面积不同的侧面置于水平木板上,来改变接触面积。
(4)由于实验中要测量木块受到的摩擦力大小,所以应通过弹簧测力计将木块连接到墙上,用弹簧测力计测木块的拉力,然后直接拉动下面的长木板,故应该采用方案三。
17.答案:(1)平衡;仍能;(2);A;右端下沉;(3)增大;左;(4)
解析:(1)杠杆静止,说明杠杆受力平衡,所以处于平衡状态。
图甲中杠杆的重力作用线过支点,将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆的重力作用线仍过支点,所以杠杆仍能平衡。
(2)由表中数据可知,每一组动力与动力臂的乘积都与其阻力与阻力臂的乘积相等,所以杠杆平衡的条件是:。
一次实验得出的结论具有偶然性,所以需要进行重复实验,获得多组数据,得出具有普遍性的规律。
故选A。
在右侧钩码下端加挂一个钩码,则
所以杠杆右端将下沉。
(3)水桶盛满水后,阻力与阻力臂的乘积变大,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以增大石块的重力。
水桶盛满水后,阻力变大,可以向左移动杠杆的支点,减小阻力臂,增大动力臂,从而减小人向上提水的拉力。
(4)由杠杆平衡条件可知
代入数据可得
解得
18.答案:(1)有色;(2)各个方向;(3)越大;乙、丙
解析:(1)有色液体与周围环境间的差异更大,所以选择有色液体进行实验时实验现象更明显。
(2)固定探头在水中的深度,多次改变探头朝向,探头受到不同方向的液体压强,这是为了探究在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强大小关系。
(3)由图可知,乙中橡皮膜的深度更深,U形管两侧液体高度差更大,说明在同种液体内部,深度越大,压强越大。
由图乙、丙可知,深度相同时,丙中液体密度更大,U形管两侧液体高度差更大,说明在液体内部的同一深度,液体的密度越大,压强越大。
弹簧受到的拉力F/N
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
弹簧伸长量x/cm
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
实验次数
实验条件
弹簧测力计示数F/N
1
木块
长木板
0.7
2
木块上放1个钩码
长木板
0.9
3
木块上放2个钩码
长木板
1.1
4
木块上放1个钩码
铺有棉布的长木板
1.2
5
木块上放1个钩码
铺有毛巾的长木板
1.6
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
0.1
3.0
2.0
0.15
4
2.0
0.15
1.5
0.2
…
实验目的
测量小球运动的速度
实验原理
_________
实验器材
小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机
实验步骤
(1)一小球在水平桌面上沿直线运动,下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹,频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。
(2)分别测出小球通过的路程:_________,,;记录这三段路程所对应的时间:。
(3)分别计算小球通过这三段路程的平均速度。
实验结论
(1)小球在这三段路程的平均速度分别为:_________,,_________。
(2)_________(选填“>”“<”或“=”),小球在水平桌面上做_________(选填“匀速”或“变速”)运动。
安全提示
小球运动时的速度不宜过快,以免小球动能过_________,从桌面掉落时伤人。
实验次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
长木板不同表面
弹簧测力计示数/N
一个木块
两个木块重叠
光滑表面
粗糙表面
方案一:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动下面的长木板
方案二:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板
方案三:通过弹簧测力计将木块连接到墙上后,直接拉动下面的长木板
次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
2
12.0
1
24.0
2
2
5.0
1
10.0
3
3
10.0
2
15.0
4
3
12.0
3
18.0
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