九年级物理第十一章 简单机械和功单元练习(Word版 含答案)
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苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功单元练习(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.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。
苏科版物理九年级上册第十一章简单机械和功单元练习(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.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。
这种方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”);(2)通过实验可以得到的结论是:风速越大,风力发电机发电时的输出功率__________;为了进一步研究风力发电机,他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据:表二:输出功率与风速的关系风速v/(m/s)5101520输出功率P/kW8072015001100表三:不同风速下风力发电机每秒获得的风能:(3)风能是清洁能源,也是_____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
发电机的工作原理是_____;(4)风速10m/s 时,这台发电机的发电效率为__________,有同学认为风速越大,发电机的发电效率越高,他的观点是_____(选填“正确”或“错误”)的。
你认为的原因是______。
【答案】时间 转换法 越大 可再生 电磁感应现象 60% 错误 风速越大发电效率越低 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]因提升高度要相同,通过提升时间,可知提升速度的大小,则由W mgh P mgv t t=== 可知输出功率的大小,故比较测量提升钩码到A 点的时间来比较风车输出功率的大小。
[2]转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量,也可将不易测准的量转换为可测准的量,提高测量精度。
物理九年级上册第十一章简单机械和功单元练习(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5N6cm10cm3NFLLG⨯===右左即钩码到支点的距离不应超过10cm。
九年级上册物理第十一章简单机械和功章末练习卷(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.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
次数物重G/N绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离s/cm机械效率η/%1 1.00.510302 2.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息,组装图中小军使用的滑轮组______;(2)根据给出的实验数据,计算出第一次的机械效率并填入表格中______;(结果保留三位有效数字)(3)同一个滑轮组,在两次实验过程中机械效率不同,主要原因是______。
【答案】 66.7 两次提升的物重不同【解析】【分析】【详解】(1)[1]当钩码上升的高度为10cm时,绳自由端移动的距离为30cm,则绳子承担重物的段数30cm310cmsnh===绳子的段数是奇数,从动滑轮开始绕起,如图所示(2)[2]第一次的机械效率111111N0.1m100%100%100%66.7%0.5N0.3mW G hW F sη⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有1有1总(3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组,即绳重、摩擦、滑轮重是相同的,所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。
2.小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示:次数钩码所受的重力G/N钩码提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η1 1.00.10.80.431.25%2 1.00.20.80.831.25%3 2.00.1 1.20.441.67%4 3.00.1 1.5(1)试验中应沿着竖直方向______(选填“加速”或“缓慢”)拉动弹簧测力计,且在弹簧测力计______时读数;(选填“匀速运动”或“静止”)(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=_______m,机械效率η=_______;(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率_____;(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下,通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N;(5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______A .动滑轮的重力B .绳子与滑轮之间的摩擦C .物体上升的高度 【答案】缓慢 匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小,试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。
九年级物理上册第十一章简单机械和功单元综合测试(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.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5N6cm10cm3NFLLG⨯===右左即钩码到支点的距离不应超过10cm。
九年级物理上册第十一章简单机械和功同步单元检测(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.某同学在河边玩耍时捡到一块石头:(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响;(2)将左端A与弹簧测力计相连,用细线把石头挂于OA的中点C,弹簧测力计竖直向上提起A端,使杆保持水平,测力计示数如图所示,则拉力大小为_____N;将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杆水平,记下弹簧测力计此时示数为2.7N;(3)通过计算,浸没后石头受到的浮力大小为_____N,石头的密度为_____kg/m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3);(4)若上述(2)步骤中,只是杆未保持水平,则测量结果_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103不变【解析】【分析】本题考查固体密度的测量。
【详解】(1)[1]将木杆的中点O悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除杠杆自重对杆平衡的影响。
(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小为4.2N。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件以及C是OA的中点,可得122112F LF L==解得G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N而石头的质量8.4N=0.84kg10N/kgGmg==石石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杠杆水平,弹簧测力计此时示数为2.7N,再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C点的拉力为5.4N,则浸没后石头受到的浮力大小F 浮=G ﹣F =8.4N ﹣5.4N =3N[4]又F 浮=ρ液gV 排,所以43333N ==310m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-==⨯⨯⨯浮石排液 所以石块的密度33430.84kg =2.810kg/m 310m m V ρ-==⨯⨯石石石 (4)[5]若上述(2)步骤中,只是杠杆未保持水平,虽然力的作用线不在杠杆上,但是两个力的力的作用线的比值是不变的,所以不会影响最终的结果。
九年级第十一章简单机械和功单元综合测试(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.同学们在学校的花园里散步时,看到校工师父在用剪刀修剪树枝,发现他在修剪较粗硬的树枝时,需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方,手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了,看到这里,同学们就讨论起来了:为什么这样使用,就会很容易剪断树枝呢?于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。
A:“探究杠杆的平衡条件”(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于_____(选填“平衡”或“不平衡”)状态;此时,应将右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量_____(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为1F,发现1122F L F L≠,其原因是:______B:“探究杠杆的机械效率”如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处摩擦忽略不计)(3)他将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,拉力为1F,测得A、B两点上升的高度分别为1h、2h,则此次杠杆的机械效率为η=______(用物理量的符号表示)(4)他将2个钩码悬挂在C点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为2h,则弹簧测力计的示数将_______1F,此次拉力做的功将_____第一次做的功(选填“大于”“等于”或“小于”)【答案】平衡右力臂大小F1的力臂测量错误2112mghF h×100% 大于小于【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲所示的位置时,杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。
[2][3]图甲中,杠杆右高左低,说明杠杆的重心偏左,应将右端的平衡螺母向右调节,使重心在支点上,让杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
(2)[4]图中,拉力1F的方向与水平杠杆不垂直,只有当力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论。
九年级物理上册第十一章简单机械和功章末练习卷(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.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.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
次数物重G/N 绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离机械效率η/%s/cm1 1.0 0.5 10 3022.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息,组装图中小军使用的滑轮组______;(2)根据给出的实验数据,计算出第一次的机械效率并填入表格中______;(结果保留三位有效数字)(3)同一个滑轮组,在两次实验过程中机械效率不同,主要原因是______。
苏科版九年级上册物理第十一章简单机械和功单元练习(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.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。
九年级上册第十一章简单机械和功单元复习练习(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.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.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。
九年级物理第十一章简单机械和功单元练习(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.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:“F 1×L 1=F 2×L 2”,你认为是否合理,并说明理由:______; F 1/N L 1/cm F 2/N L 2/cm 2634(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0.5N 63N G =⨯=弹簧测力计施加拉力的力臂2cm 36cm L =⨯=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 。
3.图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图,浮子是有上底无下底的圆柱形容器,中间有圆柱形的孔(图乙是浮子的放大示意图),壁的厚度忽略不计,浮子通过圆孔套在直杆上,并与调节螺母紧密相连,手动上下移动调节螺母,可以使浮子的位置随之上下移动,轻质细杆AB 可绕O 点旋转,A 端与直杆底端相连,B 端装有塞子当水箱的进水孔进水,水面接触到浮子下端后,浮子内的空⽓开始被封闭压缩,随着水位继续上升,浮子上升带动直杆向上运动,当水位上升到一定高度,AB 杆处于水平位置时,塞子压住进水孔,进水孔停止进水。
(1)为测出浮子上底面的面积,现有刻度尺、量筒和水,请完成实验: ①将浮子倒置后,用刻度尺测出浮子内的深度h ; ②将浮子装满水,用_______________________;③浮子上底面的面积表达式:S 上=_________(用所测量物理量的符号表示)。
(2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露,用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm 2,外界大气压为1.0×105Pa ,浮子、直杆、细杆AB 、塞子的重力及所受浮力均不计,忽略所有摩擦,当进水孔停⽓进水时,浮子内的⽓体压强为外界大气压强的1.2倍,OA =6cm ,OB =4cm ,塞子受到水的压力为___________N 。
(3)科学研究表明,⽓定质量的⽓体,在温度不变时,其压强与体积成反比,当进水孔的水压过大时,塞子被冲开,水箱内的水位超过⽓定⽓度,会使水溢出,若通过移动调节螺母的方法保证⽓桶正常使用,应如何移动调节螺母:__________。
【答案】量筒测出浮子里面水的体积V Vh30 适当向下移动 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]将浮子装满水,利用量筒测出浮子里面水的体积V 。
[2]根据体积计算公式,可知浮子上底面的面积表达式为V S h=上(2)[3]已知浮子内的气体压强为01.2p p =则浮子内外气体压强差为000.2p p p p ∆=-=浮子上底面所受内外气体压力差方向向上,为00.2F pS p S ∆=∆=浮子对直杆A 端向上的作用力为A F F =∆以细杆为研究对象,处于水平位置时,根据杠杆平衡条件可知A B F OA F OB ⋅=⋅则塞子受到水的压力为54200.06m0.20.210Pa 1010m 30N 0.04mB A OA OA F F p S OB OB -=⋅=⋅=⨯⨯⨯⨯= (3)[4]当进水孔的水压过大时,应适当向下移动螺母,减小浮子内部气体的体积,使浮子内部的压强变大,则A 端受到的向上的拉力就变大,根据杠杆平衡条件可知塞子对水的压力就变大,则塞子就不容易冲开。
4.探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
(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平衡螺母同时向______调,至杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是_____________;(2)某同学进行正确的实验操作后,能不能根据图甲的这一组数据得出探究结论?_________(填“能”或“不能”)。
理由是___________;(3)如图甲所示,杠杆水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各加上一个相同的钩码,则杠杆_____(填“左”或“右”)端将下沉;(4)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时,若杠杆仍然保持在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】右 消除杠杆自身的重力对实验结果的影响 不能 一次实验具有偶然性,不具备必然性 右 变大 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2]杠杆右端下沉,应将杠杆重心向左移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端均可)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;当杠杆在水平位置平街时,力的方向与杠杆垂直,力臂等于支点到力的作用线的距离,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[3][4]用实验来探究物理规律时,要采用多次实验,用多组实验数据来总结实验结论,实验结论具有普遍性,如果只有一次实验数据,总结的实验结论具有偶然性,所以不能用一次实验总结实验结论。
(3)[5]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图甲中杠杆两侧各添加一个相同的钩码时,杠杆的左端⨯G L GL53=15杠杆的右端⨯G L GL44=16故右>左,则右端将下沉。
(4)[6]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
5.小明和小红利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
次数F1/N l1/cm F2/N l2/cm11102522101203215310(2)在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响,同时______。
(3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把数据记录在表格中。
小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是______。
(4)调节杠杆平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂______个钩码。
(5)如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(拓展)探究杠杆的平衡条件后,小红利用杠杆测出了小石块的密度。
步骤如下:①如图丁(a)所示,用细线将小石块拴好,把小石块和钩码分别挂在杠杆上,调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡,用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L 和钩码悬挂处到支点的距离l 。
②如图丁(b)所示,在玻璃杯内盛水,将小石块浸没在水中,保持L 不变,调节钩码的悬挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡,测出钩码悬挂处到支点的距离为l ',l :l '=5:3。
③小石块的密度ρ石=______kg/m 3。
【答案】右 便于直接在杠杆上读出力臂的大小 F 1l 1=F 2l 2 6 变大 2.5×103 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]实验前杠杆如图甲所示,杠杆左端下沉,需要将平衡螺母向右调节,使杠杆平衡。
(2)[2] 在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响,同时便于直接在杠杆上读出力臂的大小。
(3)[3]由表格数据可知,在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把数据记录在表格中。
小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即F 1l 1=F 2l 2。