【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
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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.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。
2.小彬和小萌同学在学完浮力和杠杆的知识后,初步设计了两种方案,去分别测量待测液体(食用油、酱油)的密度:小彬的方案小萌的方案实验过程:如图,用弹簧测力计测出铁块的重力为G,然后把铁块先后浸没在水、食用油中静止后读出测力计的示数分别为F1、F2;实验过程:如图A O B为轻质杠杆(质量不计),小桶悬挂于A处位置不变,支点O位置不变。
【苏科版物理】九年级物理上册 全册全套精选测试卷测试卷(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.对于杠杆的原理,我国古代也很注意研究,在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。
某物理小组探究如图所示的一杆秤,通过观察和测量知道:杆秤上标有刻度,提纽在B 点,秤钩在A 点,O 点为刻度的起点(为零刻度点,在B 点左侧)。
用刻度尺量出OA =l 1,OB =l 2。
(1)秤钩不挂重物时,秤砣挂在O 点时杆秤平衡,则重心C 应在B 点的__________侧(选填“左”、“右”或“不确定”)。
设该杆秤秤砣的质量为m ,则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是__________。
(2)物理小组利用空瓶(空瓶质量比秤砣质量小一些)、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。
方法是:用细线系在空瓶上并置于__________点,慢慢往瓶中加沙子,如果杆秤恰能平衡,相当于新做了一个秤砣,再把它挂在秤钩上,移动原秤砣位置至杆秤平衡,秤杆上的读数即为原秤砣质量。
(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力,杠杆的平衡条件是:F 动l 动=F 阻l 阻+F ′阻l′阻,如图所示”。
则上一问中实际上只要有刻度尺利用科学推理也可测得秤砣质量,方法是:设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙,将甲置于A 点,乙置于B 点右侧某点,杆秤恰好平衡。
由杠杆的平衡条件可知,量出长度l 1、l 2后,只须从B 点起向右量出长度__________,该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m 。
【答案】右 2mgl O 1l【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由于O 点是刻度的起点,即秤钩上不挂重物时,秤砣的位置应该在O 点,提起B ,杆秤平衡,把秤砣作用在杆秤上的力看成动力,则阻力就是杆秤的重力作用点(重心)应该在B 点的右侧;且根据杠杆的平衡条件可得mgl 2=G 杆秤×力臂(2)[3]做一个新秤砣的方法就是采用等交换替代法,由于秤砣放在O 点处时能与杆秤的自重相平衡,那么如果我们也在O 点用细线系一个小瓶,向里面加入适量的沙子,待杆秤平衡时,小瓶与沙子所起的作用就与秤砣的作用一样,故它们的质量是相等的。
【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.在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)如图甲所示,为使杠杆在______位置平衡,可以将左端的平衡螺母向______调;(2)调节平衡后,在杠杆两侧挂不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并记录相关数据。
改变钩码的数量及位置多次实验,小明得出杠杆的平衡条件______。
如图乙所示,A 、B 两点分别增加一个钩码,则杠杆______(选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持平衡”);(3)如图丙所示,若不在B 点挂钩码,改用弹簧测力计在B 点向下拉杠杆,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐______(选填“增大”或“减小”),原因是弹簧测力计拉力的力臂在______(选填“增大”或“减小”)。
【答案】水平 左 动力×动力臂=阻力×阻力臂或F 1L 1=F 2L 2 右端下沉 增大 减小【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]如图甲所示,杠杆右端下沉,左端上翘,应该将左端的平衡螺母向左调,使杠杆重新在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示,假设一个钩码重力为G ,横杆上一小格为L ,调节平衡后,在杠杆两侧挂不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并记录相关数据。
得到左边= F 2L 2=3G ×2L =6GL右边= F 1L 1=2G ×3L =6GL左边等于右边,改变钩码的数量及位置多次实验,左边依然等于右边,小明据此得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂或F 1L 1=F 2L 2[4]如图乙所示,A 、B 两点分别增加一个钩码,则428G L GL '=⨯=左边339G L GL '=⨯=右边各自增加一个钩码后,右边大于左边,所以杠杆右端下沉。
【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.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:(1)图甲中,杠杆静止时处于_________(选填“平衡”或“不平衡”)状态.为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)移。
(2)如图乙所示,在A 点挂 2 个重力均为 0.5N 的钩码,在B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______________N。
(3)如图丙,保持A 点所挂砝码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B 点从a 位置转到b 位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F 与其力臂的乘积变化情况是______________。
A.一直变小 B.一直变大 C.一直不变 D.先变小后变大(4)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,拉力的力臂_________,弹簧测力计的示数__________(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B 点 _____(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度。
(6)小华用如图戊装置进行探究,发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件,其原因是_____________________________________。
(7)小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为G 的钩码挂在杠杆A 处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为s,则杠杆的机械效率η=__________(用题中字母表示)。
若将钩码移动到B 点,仍将它匀速提升h 的高度,则此时弹簧测力计的示数F'________(选填“>”“=”或“<”)F,杠杆此时的机械效率η´___________η(选择“>”、“=”或“<”)。
【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】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.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。
(2)[2]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。
(3)[3]小刚的体重为G=mg=60kg×10N/kg=600N做一次引体向上小刚做功为W=Gh=600N×0.4m=240J[4]小刚做的总功为W总=5W=5×240J=1200J小刚做引体向上的功率总1200J120W 10sWPt===2.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,杠杆刻度均匀,每个钩码的重力均为0.5N。
(1)实验开始时,杠杆如图甲所示处于静止状态。
为使杠杆在水平位置平衡,应将两端的平衡螺母向______移动(选填“左”或“右”);(2)调节杠杆水平平衡后,如图乙所示,在M点挂上2个钩码,在N点挂上3个钩码。
此时,杠杆在水平位置______(选填“平衡”或“不平衡”);(3)用弹簧测力计和钩码配合使用,也可以探究杠杆平衡条件。
如图丙所示,用弹簧测力计在A处竖直向上拉杠杆,使其在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为______N。
【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.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5N 6cm 10cm 3NFL L G ⨯===右左 即钩码到支点的距离不应超过10cm 。
【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】物理初三年级上册 全册全套精选试卷练习卷(Word 版 含解析)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难)1.对于杠杆的原理,我国古代也很注意研究,在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。
某物理小组探究如图所示的一杆秤,通过观察和测量知道:杆秤上标有刻度,提纽在B 点,秤钩在A 点,O 点为刻度的起点(为零刻度点,在B 点左侧)。
用刻度尺量出OA =l 1,OB =l 2。
(1)秤钩不挂重物时,秤砣挂在O 点时杆秤平衡,则重心C 应在B 点的__________侧(选填“左”、“右”或“不确定”)。
设该杆秤秤砣的质量为m ,则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是__________。
(2)物理小组利用空瓶(空瓶质量比秤砣质量小一些)、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。
方法是:用细线系在空瓶上并置于__________点,慢慢往瓶中加沙子,如果杆秤恰能平衡,相当于新做了一个秤砣,再把它挂在秤钩上,移动原秤砣位置至杆秤平衡,秤杆上的读数即为原秤砣质量。
(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力,杠杆的平衡条件是:F 动l 动=F 阻l 阻+F ′阻l′阻,如图所示”。
则上一问中实际上只要有刻度尺利用科学推理也可测得秤砣质量,方法是:设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙,将甲置于A 点,乙置于B 点右侧某点,杆秤恰好平衡。
由杠杆的平衡条件可知,量出长度l 1、l 2后,只须从B 点起向右量出长度__________,该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m 。
【答案】右 2mgl O 1l 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2]由于O 点是刻度的起点,即秤钩上不挂重物时,秤砣的位置应该在O 点,提起B ,杆秤平衡,把秤砣作用在杆秤上的力看成动力,则阻力就是杆秤的重力作用点(重心)应该在B 点的右侧;且根据杠杆的平衡条件可得mgl 2=G 杆秤×力臂(2)[3]做一个新秤砣的方法就是采用等交换替代法,由于秤砣放在O 点处时能与杆秤的自重相平衡,那么如果我们也在O 点用细线系一个小瓶,向里面加入适量的沙子,待杆秤平衡时,小瓶与沙子所起的作用就与秤砣的作用一样,故它们的质量是相等的。
【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.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=0.2m 2.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,此时应将杠杆两侧的螺母同时向_____(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆将______(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉。
当弹簧测力计逐渐向右倾斜如图丙,杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(4)请在图丙中画出拉力F′的力臂l。
________【答案】右逆时针变大不变【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)[2]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表l,如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端为⨯22=4G l Gl杠杆的右端为⨯3=3G l Gl所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉,杠杆将逆时针转动。
(3)[3]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力的力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时(如图丙),拉力的力臂小于OC,拉力的力臂变小,拉力变大,弹簧测力计的示数将变大。
[4]根据杠杆平衡的条件,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,因为杠杆始终保持水平平衡,钩码的重力和钩码的位置没有发生变化,所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。
(4)[5]从支点向力的作用线做垂线,得到力臂,如图所示:3.(1)如图是某街道路灯悬挂的情景。
画出斜拉钢丝对横杆拉力F的示意图和对应的力臂L(_______________)(2)某同学在研究滑动摩擦力时,先后做了如下两次实验:实验一:将重为G的物块A放在一水平薄木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动物块,使它在木板上匀速运动,如图甲所示。
读出弹簧测力计示数为F0。
实验二:再将上述木板一端垫起,构成一个长为s、高为h的斜面;然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A,使它在斜面上匀速向上运动,如图乙所示。
读出弹簧测力计的示数为F1。
请你结合实验过程,运用所学知识解答如下问题。
(阅读图丙)①画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力F N的示意图____________。
②物块A与薄木板之间摩擦力的比例常数μ=_________。
(用实验中的数据表示)【答案】F Gμ=【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]拉力的作用点在横杆上,从作用点开始,沿力的方向画一条带箭头的线段,标出F ,即为F 的示意图;从支点O 向F 所在的直线作垂线,并标出L ,即为拉力F 的力臂。
如图所示:(2)[2]物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的作用点在斜面上,方向垂直于斜面竖直向下,过压力的作用点,沿压力的方向画一条有向线段,即为其压力示意图。
如下图所示:[3]重为G 的物块A 在一水平薄木板上在拉力为F 0的作用下匀速直线运动,此时物块A 受到的摩擦力f=F 0受到的支持力F N =G根据题意可知0N f F F G μμ===所以物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数F Gμ=4.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小丽与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如下图所示),实验数据记录如下表.(1)实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计. (2)表格中编号①处数据为______编号②处数据为______.(3)第3次实验时,钩码上升的速度为0.1m/s,则拉力的功率为______W .(4)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越_____(选填“高”或“低”).(5)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率_____(选填“变大”“变小”或“不变”),理由是_____. 【答案】匀速 88.9% 2.2 0.66 高 不变 见解析 【解析】 【分析】 【详解】第一空.实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小,且测力计示数稳定便于读数; 第二空.第2次实验中滑轮组的机械效率为:4N 0.1m 100%100%100%88.9%1.5N 0.3mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有用总; 第三空.由图丙知,测力计的分度值是0.2N ,测力计的示数是2.2N ;第四空.由第3次实验数据知,s =0.30m,h =0.1m,所以s =3h ,所以拉力移动的速度为v =3×0.1m/s=0.3m/s ;根据P Fv =得,拉力的功率为:2.2N 0.3m/s 0.66W P Fv ==⨯=;第五空.分析数据可知,随着钩码重的增加,同一滑轮组的机械效率不断增加,故可得结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;第六空.换一种绕绳方法,不计绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率不变; 第七空.不计摩擦及绳重时,克服动滑轮重做的功是额外功,换一种绕绳方法时,物重和动滑轮重都不变,则有用功和总功的比不变,即根据()=W G hG W W G G GG hη==+++有用物物物动有用物动额外知,滑轮组的机械效率不变.5.小聪同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如下图所示的实验。
(1)小聪对A 、B 、C 、D 四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度无关。
对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度________。
(2)小聪利用浮力和杠杆的知识。
发明了一个密度秤:如图,轻质扛杆可绕O 点转动,杠杆上用细绳悬挂两个的正方体M 、N (边长为10cm ,重力为20N );OA 长度为10cm ,OE 长度为8cm 。
小聪向容器中倒入不同密度的液体,每次都将M 浸没于液体中,移动物体N 。
使杠杆在水平位置平衡,OE 上便可刻上不同液体的密度值。
当物体M 浸没于水中时,物体N 移动到B 点时杠杆恰好水平静止,那么OB 的长度为_________cm 。
在B 点标上ρ水;这个密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m 3。
【答案】增大 无关 5 0.4×103 【解析】 【详解】第一空.探究物体浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同,实验B 、C 中物体在液体中浸没的深度改变的同时,其排开液体体积是变化的,V 排B <V 排C ,图B 中弹簧测力计的示数小于C 图中的示数,根据F 浮=G -F 得到,F 浮B <F 浮C ,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大; 第二空.图C 、D 中,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,弹簧测力计的示数保持不变,浮力的大小与深度无关;第三空.E 端所受到的力等于重物N 对杠杆的拉力,大小等于物体N 的重力,即 F =G N =20N ;当物体M 浸没在水中时,受到的浮力为:F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×(0.1m )3=10N ,物体M 受到的力:A 点对M 的拉力F A 、浮力、重力,故物体M 受到的拉力为: F A =G M -F 浮=20N-10N=10N ;此时杠杆受到物体M 的拉力等于F A ,物体N 移动到B 点时杠杆恰好水平静止,由杠杆平衡条件得到:F A OA =FOB , OB =A 10N 10cm=20NF OA F ⨯=5cm ; 第四空.液体密度越小,浮力越小,拉力越大,根据F 1l 1=F 2l 2 得到:在l 1、F 2不变时,拉力F 1越大,l 2越大,最大为OE ,为8cm ,由F A ′OA = FOE 得到 F A ′=20N 8cm=10cmF OE OA ⨯⨯=16N , 物体M 受到的力:A 点对M 的拉力F A ′、浮力F 浮′、重力, 物体M 受到的浮力为: F 浮′=G M -F A ′=20N -16N=4N ; 根据F 浮=ρ液gV 排得到液体的密度为:ρ液小=34N =10N/kg (0.1m)F gV '⨯浮排=0.4×103kg/m 3。
6.陈晨实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法探究“影响滑轮组机械效率的因素”,分别做了甲、乙、丙三组实验,实验数据记录如下: 次数 钩码重 G /N 动滑轮重 G 1/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率 1 2 0.8 5 1 15 66.7%2 4 0.8 5 1.715360.851583.3%(1)进行第2次测量时,滑轮组的机械效率约为_____(小数点后保留一位有效数字);第3次测量时,弹簧测力计的示数_____N 。
(2)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与_____有关。
(3)分析表中数据可知,F ≠13G G+,可能的原因是_____。
【答案】78.4% 2.4 提升钩码的重 绳重及摩擦力 【解析】(1)由表中数据数据可知,滑轮组的效率:4N?0.05m=100%100%100%78.4%1.7N?0.15mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯≈有总;由图示测力计可知,其分度值为0.2N ,示数为2.4N ;(2)从实验数据看,动滑轮重力相同,钩码上升的高度、弹簧测力计上升高度都相同,物体越重,机械效率越高,所以滑轮组的机械效率与物体的重力有关;(3)由于拉动过程中需克服绳子的重力、绳子与轴的摩擦以及滑轮的转轴处的摩擦,所以13G GF +≠。