【苏科版物理】物理初三年级上册 全册全套精选试卷综合测试(Word版 含答案)
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【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷测试卷附答案一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.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,细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。
(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应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B中杠杆平衡了,若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码,则杠杆向______(选填“左”或”右”)倾斜;(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是: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,与小组同学交流后,乙同学为了证明甲同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,已知杠杆上每个小格长度为5 cm,每个钩码重0.5 N,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时乙同学发现,动力×动力臂______(选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂。
实验C______(选填“能”或”不能”)说明甲同学结论是错误的。
【答案】右右等于能【解析】【分析】【详解】(1)[1]图A中,杠杆左侧下沉,应向右调节平衡螺母,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]在图B中,据杠杆的平衡条件得3G⋅2F=2G⋅3L在左右两边同时增加一个相同的钩码,则左右两边分别变成4G⋅2F,3G⋅3L而4G⋅2F<3G⋅3L所以杠杆向右倾斜。
(3)[3][4]由图C知,此时4×0.5N×3×0.5cm=3N×12×4×0.5cm即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
而此时,动力臂并不等于支点到动力作用点的距离,所以能证明甲同学的结论是错误的。
2.如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷测试卷(含答案解析)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在探究”杠杆平衡条件”的实验中:(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。
为了消除杠杆______对实验的影响,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是______;(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次测量的力和力臂,画出F和1L的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。
【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中,杠杆处于静止状态,即是平衡状态。
[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响,应让杠杆在水平位置平衡,而图甲中,杠杆左端下沉,所以应向右移动平衡螺母。
[4]杠杆挂上钩码后,移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是:让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[5]由图乙知,当杠杆右端受到的拉力F=3N时,其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL,2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m2.小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
(1)需要的测量工具:体重计、刻度尺、______。
(2)请帮他设计实验步骤:______(3)小刚采用了合适的方法记录数据,请帮他在空格处补上相应的数据。
(取g=10N/kg)重心上升高度h/m 质量m/kg拉一次克服重力所做的功W/J拉上去的次数时间t/s功率P/W0.460______510______【答案】秒表使用体重计测量小刚的体重;用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度;用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间;计算出小刚做引体向上运动时的功率240 120【解析】【分析】【详解】(1)[1]要测量功率需要测量时间,实验器材还需要秒表。
【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷综合测试卷(word含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均为100g,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
请按要求完成下列问题:(1)将杠杆安装在支架上,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(2)将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的B点悬挂了3个钩码,如图所示。
为使杠杆保持水平平衡状态,应该在A点悬挂 ________个钩码。
(3)若撤掉杠杆A点的钩码,为使杠杆在水平位置平衡,应该用弹簧测力计在杠杆______(选填“A”或“C”)处竖直向上拉,当杠杆水平平衡时,弹簧测力计的示数为_______N。
(g取10N/kg)【答案】左 2 C 1.5【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆右端下沉,左端上翘,哪边高,平衡螺母像哪边调,所以应调节杠杆右侧的平衡螺母向左。
(2)[2]一个钩码重力0.1kg10N/kg1NG mg==⨯=假设杠杆一小格为L,A点挂n个钩码,根据杠杆平衡条件有1N331N2n L L⨯⨯=⨯⨯解得n=2,所以应该在A点悬挂2个钩码。
(3)[3][4]撤掉杠杆A点的钩码,为使杠杆能够在水平位置重新平衡,应该用弹簧测力计在杠杆A处竖直向下拉或者在杠杆C处竖直向上拉;根据杠杆平衡条件有B BC CF L F L=则弹簧测力计的示数31N31.5N4B BCCF L LFL L⨯⨯===2.如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆_______(填“是”或“不是”)平衡状态;(2)如图乙所示,在A 处挂三个钩码,在B 处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡,若将杠杆A 、B 处的钩码同时向外移动一格,杠杆将__________(选填“保持不变”、“左端下降”或“右端下降”);(3)如图丙,取下B 处钩码,改在C 处用细绳竖直向上拉,使杠杆再次在水平位置平衡,则拉力F 为____N (每个钩码重0.5N );若将细绳转到虚线位置时,仍使杠杆水平平衡,此时拉力F ___(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是_______;(4)杠杆在生活中应用非常广泛,图丁是脚踩式垃圾桶的结构简图,则杠杆DEF 是_______(选填“省力杠杆”“费力杠杆”和“等臂杠杆”),此种杠杆的好处是_____。
【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷综合测试卷(word含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小红在探究杠杆的平衡条件时,找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码,实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。
请回答下列问题:(1)实验前,小红先将杠杆调至水平位置平衡,这样操作的目的是______;(2)小红在实验中测得一组数据如下表,于是他立即得出了杠杆的平衡条件:“F1×L1=F2×L2”,你认为是否合理,并说明理由:______;F1/N L1/cm F2/N L2/cm2634(3)某次实验如图所示,杠杆平衡,则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______(选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”);(4)在上图中,保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变,钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】便于直接测量力臂不合理,只有一组实验数据,得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时,为了便于直接测量力臂,我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时,我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性,实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示,弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂,是一个省力杠杆;而托盘天平是一个等臂杠杆,核桃夹是一个省力杠杆,筷子夹菜时相当于一个费力杠杆;所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm,每个钩码重均为0.5N,则图中钩码的总重力为G=⨯=0.5N63N弹簧测力计施加拉力的力臂2cm36cmL=⨯=右钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,弹簧测力计量程为5N,由杠杆平衡条件可知,钩码对杠杆施加拉力的最大力臂5N 6cm10cm 3NFL L G ⨯===右左 即钩码到支点的距离不应超过10cm 。
【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷试卷(word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小红在探究杠杆的平衡条件时,找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码,实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。
请回答下列问题:(1)实验前,小红先将杠杆调至水平位置平衡,这样操作的目的是______;(2)小红在实验中测得一组数据如下表,于是他立即得出了杠杆的平衡条件:“F1×L1=F2×L2”,你认为是否合理,并说明理由:______;F1/N L1/cm F2/N L2/cm2634(3)某次实验如图所示,杠杆平衡,则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______(选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”);(4)在上图中,保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变,钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】便于直接测量力臂不合理,只有一组实验数据,得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时,为了便于直接测量力臂,我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时,我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性,实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示,弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂,是一个省力杠杆;而托盘天平是一个等臂杠杆,核桃夹是一个省力杠杆,筷子夹菜时相当于一个费力杠杆;所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm,每个钩码重均为0.5N,则图中钩码的总重力为0.5N63NG=⨯=弹簧测力计施加拉力的力臂L=⨯=2cm36cm右钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,弹簧测力计量程为5N,由杠杆平衡条件可知,钩码对杠杆施加拉力的最大力臂3NG 左即钩码到支点的距离不应超过10cm 。
【苏科版物理】九年级物理上册全册全套精选试卷练习(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验,已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置半衡。
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码,要使杠杆仍保持水平位置平衡,需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示,取走悬挂在B点的钩码,改用弾簧测力计在C点竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的拉力为__________N;若在C点改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右 3 1.5 变大【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆在使用前左端下沉,说明左侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F B L B,得4G×3L=F B×4L解得F B=3G即需在B点处挂3个钩码。
(3)[3]取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F C L C,得4G×3L=F C×4L解得F C=3G=3×0.5N=1.5N[4]如改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
2.某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时,设计了如下实验步骤:①如图乙,将自制的小型风叶安装在风车底座上,把线的一端固定在风车转轴上,另一端系上钩码;②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位,用秒表记录提升钩码到A点所需的时间;③将电风扇换到2、3挡位,重复以上实验,并将数据记录在表格中:(注:电风扇挡位越高,风速越大)表一:电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s150152501335010请你回答:(1)这个实验是通过测量提升钩码到A点的_____来比较风车输出功率的大小。
【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷测试卷(含答案解析)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在探究”杠杆平衡条件”的实验中:(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。
为了消除杠杆______对实验的影响,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是______;(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次测量的力和力臂,画出F和1L的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。
【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中,杠杆处于静止状态,即是平衡状态。
[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响,应让杠杆在水平位置平衡,而图甲中,杠杆左端下沉,所以应向右移动平衡螺母。
[4]杠杆挂上钩码后,移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是:让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[5]由图乙知,当杠杆右端受到的拉力F=3N时,其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL,2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m2.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示:次数 物体的重力G /N 物体被提升高度h /m 拉力F /N 绳端移动的距离s /m 机械效率η 1 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1%420.11.50.2(1)表格内的第4次实验中应补充的数据是_______(结果精确到0.1%)。
【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷测试卷(含答案解析)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难) 1.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N 。
(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为______N ,若钩码上升的高度为8cm ,则弹簧测力计向上移动______cm ,该滑轮组的机械效率为_________; (2)在弹簧测力计静止时进行读数,则他这样得出的机械效率与实际值相比_____;(选填“偏小”、“偏大”或“相等”)(3)若仅增加钩码的个数,该滑轮组的机械效率将________。
(选填“增大”、“减小”或“不变”)【答案】匀速 2.4 24 83.3 % 偏大 增大 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]在实验中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,才能准确测出拉力的大小。
[2]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N ,所以其为2.4N ,即拉力的大小为2.4N 。
[3]由图可知,滑轮组承重绳子的根数为3根,当钩码上升8cm ,则弹簧测力计向上移动的距离为8cm×3=24cm[4]实验中,所做的有用功W 有=Gh =6N×0.08m=0.48J通过滑轮组所做的总功W 总=Fs =2.4N×0.24m=0.576J则机械效率0.48J83.3%0.576JW W η===有总 (2)[5]实验中,若在静止时读弹簧测力计的示数,会造成拉力比实际的拉力小,因为静止时绳子与滑轮间没有摩擦,那么求出的总功也会偏小,而有用功的大小不变,那么机械效率会偏大。
(3)[6]实验中仅增大钩码的个数,那么有用功随之增大,而额外功不变,那么机械效率会增大。
2.如图所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。
【苏科版物理】九年级上册全册全套精选测试卷综合测试(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.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,细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。
(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应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B中杠杆平衡了,若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码,则杠杆向______(选填“左”或”右”)倾斜;(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是: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,与小组同学交流后,乙同学为了证明甲同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,已知杠杆上每个小格长度为5 cm,每个钩码重0.5 N,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时乙同学发现,动力×动力臂______(选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂。
实验C______(选填“能”或”不能”)说明甲同学结论是错误的。
【答案】右右等于能【解析】【分析】【详解】(1)[1]图A中,杠杆左侧下沉,应向右调节平衡螺母,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]在图B中,据杠杆的平衡条件得3G⋅2F=2G⋅3L在左右两边同时增加一个相同的钩码,则左右两边分别变成4G⋅2F,3G⋅3L而4G⋅2F<3G⋅3L所以杠杆向右倾斜。
(3)[3][4]由图C知,此时4×0.5N×3×0.5cm=3N×12×4×0.5cm即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
而此时,动力臂并不等于支点到动力作用点的距离,所以能证明甲同学的结论是错误的。
2.同学们在探究影响浮力大小的因素时,发现手中的弹簧测力计损坏了,聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码(每只重0.5N )替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。
【苏科版物理】九年级上册全册全套精选测试卷练习(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。
(1)他先测滑轮组的机械效率,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表:次数钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率率η140.1 1.80.3260.1 2.40.383% 340.1 1.40.557% 440.2 1.4 1.057%①在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计;②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数),第4次实验是用____图做的(选填“a”、“b”或“c”);③分析第1、3次实验数据可得结论:___________________;(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处的摩擦不计)。
①他先将2只钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,机械效率为η1;②然后他将这2只钩码悬挂在C 点,在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C 点上升高度与第一次相同,则此时弹簧测力计的示数F 2将____ (选填 “>”“=”或“<”) F 1;[拓展]对比杠杆实验的第①②两步,判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。
【答案】匀速 74% c 使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越小 > 见详解【解析】【分析】【详解】(1)[1]测绳端拉力F 时, 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体处于平衡状态。
[2]第1次实验测得的机械效率为4N 0.1m 100%100%100%74%1.8N 0.3mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有用总 [3]第4次实验,钩码上升的高度为0.2m ,测力计移动距离为1.0m 。
【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷综合测试(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在探究”杠杆平衡条件”的实验中:(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。
为了消除杠杆______对实验的影响,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是______;(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次测量的力和力臂,画出F和1L的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。
【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中,杠杆处于静止状态,即是平衡状态。
[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响,应让杠杆在水平位置平衡,而图甲中,杠杆左端下沉,所以应向右移动平衡螺母。
[4]杠杆挂上钩码后,移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是:让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[5]由图乙知,当杠杆右端受到的拉力F=3N时,其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL,2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m2.小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率;实验时竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升,(支点和杠杆的摩擦不计)问:(1)重为5N的钩码挂在A点时,人的拉力F为4N,钩码上升0.3m时,动力作用点C上升0.5m,此时机械效率η1为______?(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到B 点,再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。
问:人的拉力F与第一次相比______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导______。
【答案】75% 变小η2<η1,推到过程见解析【解析】【分析】【详解】(1)[1]有用功为W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J总功为W总=Fs=4N×0.5m=2J机械效率为1.5J100%100%75%2JWWη=⨯=⨯=有用总(2)[2]钩码的悬挂点在A点时,由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动,则由杠杠的平衡条件得12G OA G OC F OC⋅+⋅=⋅杠杆悬挂点移至B点时,由杠杠的平衡条件得1'2G OB G OC F OC⋅+⋅=⋅杠杆观察比较可知,悬挂点移至B点时,OB<OA,即钩码重力的力臂变小,所以拉力F也变小。
[3]杠杆的机械效率11W WWW W WWη===++有用有用额总有用额有用因为杠杆升高的高度不变,所以克服杠杆自重所做的额外功不变;由于悬挂点B更接近支点,所以钩码提升的高度减小,根据W有用=Gh可知,有用功减小;从上面的表达式可知:W有用减小、W额不变,所以WW额有用变大,分母变大,η就减小;即η2<η1。
3.某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G (如图甲),再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置:(1)如图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F ,A 同学在缓慢匀速提升时读数,B 同学在弹簧测力计静止时读数,然后把测得各个量数值,代入机械效率的公式,计算出机械效率的值,这两位同学_______(选填“A ”或“B ”)操作是正确的;(2)按照A 同学的测量方法,测出的拉力F 与钩码所受重力G 的大小关系为F ______(选填“大于”、“小于”或“等于”)3G ; (3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了_________。
【答案】A大于 测量钩码和弹簧测力计移动的距离 【解析】 【分析】(1)在使用滑轮组时,滑轮组还要克服一些机械摩擦,所以要测量滑轮组的机械效率,需使物体上升进行读数。
(2)使用滑轮组时,拉力不仅要克服物体的重力,还要克服动滑轮的重力及机械摩擦。
(3)要测滑轮组的机械效率,需测出G 、h 、F 、s ,根据公式100%GhFsη=⨯计算。
所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功。
【详解】(1)[1]为了测量滑轮组提升物体时的机械效率,所以需在缓慢匀速提升时读数,则A 同学操作正确。
(2)[2]由图知,滑轮组由3段绳子承担物重,则3GF =,但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦,若考虑的话拉力F 大于3G 。
(3)[3]为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功,应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
4.如图所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。
此时,应把杠杆两端的平衡螺母向____选填(“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持___并静止,达到平衡状态。
这样做的好处是:________。
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A 点处挂4个钩码,在B 点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。
于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
他这样得出的结论是否合理?____;为什么?_____。
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,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处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。
其原因是 __________。
【答案】左 水平 便于测量力臂 不合理 只通过一次测量,数据具有偶然性,不具有普遍性 杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。
【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2]杠杆右端下沉,应将平衡螺母(左端和右端的平衡螺母调节方向一致)向左调节, 使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
[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。
(2)[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验具有偶然性,不具有普遍性,要多进行几次实验,避免偶然性。
(3)[6]用如图乙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的重力对杠杆平衡有影响。
5.在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在________位置平衡,以方便直接读出力臂;(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N ,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为12F F ,12L L =;而小军则认为实验还需要进一步改进,你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是________(选填“正确的”或“错误的”);实验序号 1/N F1/cm L2/N F2/cm L1 2 3 2 3 2 3 3 3 3 34343(3)如果小军在杠杆的左端A 点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动________格,杠杆才会在原位置再次平衡。
【答案】水平 错误的 3 【解析】 【详解】(1)[1]将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以方便直接读出力臂。
(2)[2]小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的,因为只改变力的大小,没有改变位置,没有得出普遍规律。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件1122F L F L =,可得到11224362F L mg LL L F mg⋅=== 即他应该将右端的两个钩码向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。
6.小明在探究“杠杆平衡条件” 的实验中:(1)小明实验前发现杠杆左端低右端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_______调节。
小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________。
(2)小明用弹簧测力计在B 点_________拉(如图甲),才可以在杠杆上直接读出动力臂。
(3)如图乙所示,某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时,弹簧秤的示数将_________ 。
(选填变大/变小/不变,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)(4)小明继续研究杠杆的机械效率,他们用轻绳悬挂杠杆一端的O 点作为支点,在B 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码,在A 点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F ,装置如图丁所示,使杠杆缓慢匀速上升, 用刻度尺分别测出A 、B 两点上升的高度为h 1、h 2;则: ①杠杆机械效率的表达式为η=________。
(用测量的物理量符号表示)②若只将测力计的悬挂点由A 移至C 点,O 、B 位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_______(选填变大/变小/不变)。
【答案】右 消除杠杆自重对实验的影响 竖直向下 不变 21Gh Fh 不变 【解析】 【详解】(1)[1][2]杠杆左端低右端高,说明杠杆左端较重,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向右调节;小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是消除杠杆自重对实验的影响;(2)[3]为了在杠杆上直接读出动力臂,弹簧测力计的拉力方向应该垂直杠杆,而杠杆在水平位置平衡,左端的重物拉力向下,那么右端的拉力应该是竖直向下;(3)[4]某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置过程中,杠杆也是平衡的,动力臂与阻力臂的比值是不变的,而阻力是不变,根据杠杆的平衡条件可知弹簧测力计的拉力大小是不变的;(4)[5]由题意可知,杠杆的有用功是2W Gh =有,总功是1W Fh =总,那么杠杆机械效率是21W 100%100%W Gh Fh η=⨯=⨯有总[6]杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,而克服杠杆自身重力做的功是额外功,可以得到关系式W W W =+总有额假设杠杆重心升高的高度是h ,那么可得到21Gh G h Fh +=杠钩码的重力G 不变,2h 不变,G 杠不变,只将测力计的悬挂点由A 移至C 点,O 、B 位置不变,仍将钩码提升相同的高度,杠杆上升的高度h 是不变的,那么可知2Gh G h +杠大小不变,即1Fh 大小是不变的,根据杠杆机械效率21100%Gh Fh η=⨯可知,机械效率η是不变的。