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1、(沪教版)物理实验题(简单机械、机械功、机械能、功的原理)一实验探究题(共30小题)1在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀(1)平衡时,应该让杠杆静止在 位置(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图1所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2= m(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是 A铁架台自身的重力足够大B单个钩码的重力不完全相等C悬挂钩码的绳套重力偏大D杠杆与转轴之间的摩擦偏大(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结构会怎样?通过实验,

2、他们得到了如图2所示的结果根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1L1= (F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)2小明在测量某物体的重力时,发现物体的重力超出了弹簧测力计的量程,一时又找不到其他测量工具,为了测出该物体的重力,他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进:步骤一:将细线系在木棒的A位置,在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡,如图甲步骤二:将弹簧测力计倒转过来,用手指勾住弹簧测力计的B处,对弹簧测力计进行操作,如图乙步骤三:在木棒左端挂上物体,右端用弹簧测力计竖直向下拉,如图丙(1)步骤一中,“在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水

3、平位置平衡”是为了防止 对测量结果的影响(2)步骤二中,对弹簧测力计的操作是 (3)步骤三中,当木棒处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丁所示,为 N,则该铁块的重力 N3在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)如图(a)所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向 调节(2)如图(b)所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向 (3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是 (写出一条即可)(4)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力X动力臂=阻力X阻力

4、臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是 4小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中:(1)实验时应先调节杠杆在 位置平衡,这样做的目的是 ,若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向 (选填“左”或“右”)调(2)杠杆平衡后,小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时 应在B位置挂上 个钩码(3)如表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据:实验次数F1(N)l1(cm)F2( N)l2( cm) 12510 231021532303如表中空格处所缺的数据是:= ,= ;(4)分析如表中的实验数据可以得出的结论是 5在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)让杠杆在水平位置平

5、衡的目的是 (2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,使杠杆在水平位置平衡(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数如何变化 (4)在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,我们 (选填“可以”“不可以”)同时改变多个量,进行探究测量(5)完成实验后,小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量若以杠杆上的B位置为支点,在B的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙)用刻度尺测出此时

6、钩码悬挂位置E到B的距离L1和 的距离L2根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆= (用题目中所给物理量表示)6“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图(甲)所示为使杠杆在位置平衡,应将杠杆左端螺母向 边旋一些(选填“左”或“右”)(2)调好后,第一组按图(乙)进行实验,第二组按图(丙)进行实验你认为第组实验更好,理由是 (3)改组测得一组数据如表所示:动力(F1/N)动力臂(L1/cm)阻力(F2/N)阻力臂(L2/cm)3 4 43 小明分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂请你对小明的分析做出评价: (4)实验结束后,小明提出了

7、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丁所示装置进行探究,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: 7某小组同学在学习了支点、动力和阻力的概念后,想研究“用杠杆上同一点C提起重物,能够提起重物重力的大小与哪些因素有关”,他们用如图所示的装置进行实验,用钩码代替重物悬挂在杠杆的C点(每只钩码重0.5牛),用测力计对杠杆施加向上的动力F,每次都将杠杆拉到水平位置保持静止,然后将图(a)、(b)和(c)的实验数据分别记录在表一、表二和表三中表一(动力F=1牛)实验序号支点到

8、力F作用点的距离d(厘米)钩码重(牛)1402.02301.53100.5表二(d=40厘米)实验序号动力F(牛)钩码重(牛)40.51.051.02.061.53.0表三(动力F=1牛)实验序号动力方向(度)钩码重(牛)支点到力F作用线的距离l(厘米)7左偏601.0208左偏401.5309竖直向上2.04010右偏401.53011右偏601.020分析比较表一的实验数据及相关条件可知:该小组同学想利用图(a)的实验装置研究杠杆上同一点C提起物体的重力大小与 的关系分析比较表二的实验数据及相关条件可得到的初步结论是:当动力F的方向和d的大小不变时, 分析比较表三中第二列和第列的实验数据及

9、相关条件发现:当动力F和d的大小不变时,杠杆上同一点C提起物体的重力大小与动力F的方向 有关(选填“一定”或“不一定”)同学们在老师的指导下,重复了图(c)的实验,测量了支点到动力F作用线的垂直距离l,并将测量结果填写在表三中的最后一列,然后思考了表一中支点到动力F作用线的垂直距离l,最后他们综合分析表一和表三的实验数据及相关条件,归纳得出的结论是: 8班里组织了一次测量每个同学“爬楼梯的功率”的活动,请填写好如表实验报告实验目的:测量爬楼梯的功率实验原理: 实验器材: 实验步骤及记录的数据: 测量功率的表达式: 9某班同学进行登楼比赛,看谁做功快甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的

10、时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中学生实验序号学生的质量 (千克)楼梯的高度 (米)登梯做的功 (焦耳)所用的时间 (秒)甲150315005250315008乙354612454316205(1)第3次实验乙同学做的功 J分析比较实验次数 ,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快(2)分析比较实验次数1和2,可以得出的初步结论是 (3)分析比较实验次数2与3,若要比较甲乙两位同学做功的快慢,则可以比较 来确定哪位同学做功快因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加栏目是 (4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的学生是 (选填“甲”或“

11、乙”)10甲、乙、丙三位同学分别将重物匀速竖直向上提升,所得实验数据如下表:同学重物重力G/N提升高度h/m时间t/s甲21.52乙414丙50.55根据上表可知,做功最多的是 ,做功最快的是 11某班组织登5楼比赛活动,比一比谁登楼的功率最大为此:(1)在活动中必须测量的物理量有 ; ; (并用字母表示);(2)根据测量量写出计算功率的表达式 ;(3)若有甲、乙两同学体重相同,但甲登楼比乙快,则比较测出的功率P甲 P乙,W甲 W乙(填“”、“”或“=”);(4)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上5楼,共用了1min,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于以下哪个数据 A.500W B.100

12、W C.50W D.10W12如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置(1)实验中通过比较 来判断小球动能的大小(2)实验中为了探究动能大小与物体质量的关系,需要控制小球撞击木块时的速度不变,具体的实验操作方法是 表一钢球撞击时的速度为v=1m/s序号钢球质量m/g木块滑行距离s/cm110010220020330030表二钢球质量为m=100g序号钢球撞击速度v/ms1木块滑行距离s/cm111022403390(3)为了进一步探究动能与质量和速度的关系某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示分析表一中的数据可以得出动能与质量的关系是: 分析表二中的数据

13、可以得出动能与速度的关系是: 13为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景据此你能得出的结论是 ;(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景据此你能得出结论是 ,(3)实验后,同学们联想到在许多公交事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能

14、影响更大?于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:实验序号小球的质量m/g小球自由滚下的高度h/cm木块被撞后运动的距离s/cm1301042302016360108(a)为了探究“超载”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较(b)为了探究“超速”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较分析表格中对应的实验数据可知: 对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重14实验小组的同学用图所示的装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞了出一段距离(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是 ,钢球动能

15、的大小是通过观察 来判断的(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到过竖直位置的 相同,从而探究动能与 关系试验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202030240205836020(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换一个较大的木块,乙同学建议换用同样较长的木板,丙同学建议降低钢球下摆的高度你认为应当采用 的建议(4)由上述实验数据和现象可得出结论: 15如图所示是某同学“探究动能的大小与哪些因素有关的实验装置图实验中采用的器材有:斜面、金属球、木块、刻度尺等实验中是通过观察 ,比较金属球对木块做功的多少,从

16、而判断钢球动能的大小;要研究物体的动能跟质量的关系,就要改变物体的质量,同时控制速度不变具体办法是:换用 ,并让它们从 沿斜面静止滑下某同学利用上述实验装置和(1)的方法探究“动能的大小与质量”的关系,将不同质量的小球从斜面上同一高度由静止滑下,记录数据如下表:钢球的质量m/g50100150200250木块滑行距离S/m0.120.240.360.480.60根据以上实验数据可得出:在速度相同的条件下,物体动能的大小与质量的关系是 关系同学们为了进一步探究质量和速度谁对动能的影响较大时,他们借助速度传感器和其他仪器,通过探究得出了表一、表二两组数据:分析这两组数据可知: 对物体的动能影响较大

17、 其理由是 表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s)序号钢球质量m/g木块滑行距离S/cm110010220020330080表二(钢球质量为m=100g)序号钢球撞击速度v/cms1木块滑行距离S/cm1810216403249016某同学在探究“物体动能大小与物体质量大小的关系”实验中,他猜想“物体动能大小还与物体速度大小有关”,所用的实验装置如图甲所示A为小球,B为木块(1)前两次的实验数据如下表;在第3次实验中,木块移动的距离如图2所示;a为木块左侧面的初位置,b为木块左侧面的末位置次数小球的质量m小球下落的高度 h小球到达底端的速度v木块移动的距离s/cm小球的动能Ekl大h0v06

18、0.8大2中h0v048.2中3小h0v0小根据表格和图中的信息,将表格中的空白处填写完整(2)该实验的探究结论是: (3)如果第1次实验中,木块运动到了长木板的末端之外在不更换实验器材的条件下,解决的办法是: (4)如果用圆柱体代替小球做该实验,其好处之一是: 17如图所示,是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验:(1)用质量不同的A、B两个小球(mAmB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的 的大小(2)将(甲)与(乙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的 有关(3)本次实验采用物理最常用的一种实验方法是 18某同学用如图所示的实验

19、装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率140.101.80.3260.102.50.3360.152.5(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 拉动弹簧测力计(2)第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为 m/s(3)第三次实验中,绳端移动的距离为 m,滑轮组的机械效率为 (4)分析比较第一、二两次实验数据,有用功W有1 W有2,滑轮组的机械效率1 2(两空均选填“”“=”或“”)由此可知,可采用 的方法来提高滑轮组的机械效率19用如图所示装置测量动滑轮的机械效率实验时,竖直向上匀

20、速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升实验数据如表:序号动滑轮重G动/N钩码重力G/N钩码上升高度h/m绳的拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率10.110.20.60.483.3%20.120.21.10.430.220.21.20.483.3%(1)第2次实验时,测得动滑轮的机械效率约为 (2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将 ;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将 (填“增大”“减小”或“不变”)(3)分析表中数据可知,绳的拉力F,可能的原因是: 20实验台上有组装好的实验装置,如图所示,其中弹簧测力计的量程为05N另外还有质量

21、均为100g的钩码六个(图中未画出)小轩计划用这些器材探究:用动滑轮提升重物时,如果动滑轮的机械效率不变,则有用功跟总功成正比小轩的主要实验步骤如下:在动滑轮挂钩上挂1个钩码,钩码的质量用m表示,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,弹簧测力计的示数用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示将m、F、s、h测量数据记录在表格中;保持绳子自由端移动的距离s不变,依次改变动滑轮所挂钩码个数,仿照步骤(1)再做5次实验,将测量数据记录在表格中利用W总=F s,计算出各次的总功,用W有用=G h=mgh,计算出各次的有用功,并将各次的W总、W有用记录在表格中请根据以上叙述回答下列问

22、题:(1)小轩探究过程中存在的问题是: (2)请你针尖对小轩探究过程中存在的问题,写出改进措施: 21在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:次数钩码重/N动滑轮重/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120.8511566.7%240.851.715360.851583.3%(1)在实验操作中应该使钩码 (选填“快速”或“缓慢”)上升;(2)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (保留三位有效数字);(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,滑轮组做

23、的有用功是 J;(4)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;(5)分析表中数据可知,F,可能的原因是: ;(6)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是 A= B= C= D=122某同学用如图所示的实验装置“探究滑轮组的机械效率”,数据记录在表中,其中第1、3两次是静止时的测量数据,第2、4、5、6次是竖直向上匀速拉动弹簧测力计时的测量的数据:实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效

24、率10.50(静止)0.3020.50.100.350.347.6%30.50.10(静止)0.3410.100.550.360.6%520.1010.366.7%620.1510.4566.7%(1)在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应处于 状态(2)在第3次实验,钩码上升到0.1m高度后再次静止,此时弹簧测力计的读数为 N(3)由第2、4、5次实验可知,钩码上升的高度相同时,随着钩码重的增大,有用功 额外功 (选填“增加”、“不变”或“减少”)(4)由第5、6次实验可知,钩码重相同时,物体上升高度增大,有用功 ,机械效率 ;(选填“增加”、“不变”或“减少”)(5)通过该实验发现要提高同一

25、滑轮组的机械效率,可以采取 的措施23在“探究动滑轮的机械效率”时,某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量,数据记录如下:实验序号钩码重(N)动滑轮重(N)拉力(N)钩码上升 的高度(m)测力计移 动的距离(m)有用功(J)总功(J)机械效率(%)140.52.30.20.40.80.9287.0240.92.50.20.40.81.080.0360.53.30.20.41.21.32(1)实验过程中,要 竖直地向上拉动弹簧测力计(2)完成表格中第3次数据的计算,填在表格中(计算结果与其他2次保留的小数位一致)(3)通过比较 (填实验序号)两次实验数据,可知动滑轮的机械效率与动

26、滑轮的自重 (填“有关”或“无关”)(4)小明认为“同一个机械,它的机械效率是一个定值”,通过比较 (填实验序号)两次实验数据,可知他的观点是 (填“正确”或“错误”)的24在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了5次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮得第5组数据,测得数据如下表:实验次数动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率/%10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.360.640.540.120.366.75140.11.60.

27、5(1)请根据前四组数据,在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法(2)表格中编号数据为 (3)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与 有关(4)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”你是用小明收集数据中的第 两组数据对比分析来判断这句话是错误的(5)用如图乙所示的滑轮组提升重物,不计摩擦和绳重,若绕绳能承受的最大拉力为5N,请计算该滑轮组的最大机械效率= 25某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时,所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验,并将相应的滑轮重力,物体重力和拉力F的大小记录在表一、二中表一:G滑=1牛表二:G滑=2牛实验序号

28、G物(牛)F(牛)142.5253363.5474584.5实验序号G物(牛)F(牛)643753.5864974.51085(1)分析比较表一或表二中F与G物的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体, (2)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,当G物相等时,G滑越大,F越大(3)小轩同学分析F和G物的关系时发现F始终小于G物,所以得出使用动滑轮匀速提起物体 省力(选填能或不能),但她发现并没有省一半力,这其中的原因可能是 若要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力,该对实验器材进行怎么的调整: (4)小璐同学分析表中F与G滑,

29、G物的关系及相关条件,可以发现其满足的数学关系式为 ,根据这个关系式,可以推测:若她用G滑=3牛,G物=9牛,则F= 牛26小明同学按照如图所示装置对动滑轮特点进行了探究,记录的数据如表:实验次数物重G/N弹簧测力计示数F/N11.00.721.51.032.01.3通过分析数据,他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大,你一定也做过这样的实验回想你的实验经历,回答下列问题:(1)该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 和 ;(2)在实验过程中,提升重物时应该注意 27某同学研究动滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果(不计滑轮的重力和

30、摩擦),然后归纳得出初步结论(1)比较A图和B图可知: (2)比较B图和C图可知: 28做物理实验要遵循实事求是的原则芳芳同学按如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究,记录的数据如下表:实验次数物重G/N弹簧测力计的示数F/N11.00.721.51.032.01.3通过分析数据,她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:(1)该实验中有 段绳承担动滑轮,弹簧测力计示数应为物重的 分之一,但出现了上表中这样结果的主要原因是 (2)除上述原因之外,还应满足什么条件时,“使用动滑轮能省一半的力”? 29(1)如图1所示,甲物体重3N,乙物

31、体重10N,用绳绕过定滑轮相连(不计绳重与摩擦)乙静止于水平地面上,则a绳对甲的拉力为 N(2)在分析b绳对乙的拉力时,小明认为是3N,小慧认为是7Na小明做了以下实验:用弹簧测力计测出某物体的重力(如图2);然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦),如图3所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变由此可见,定滑轮只改变了力的 ,不改变力的 (均选填“大小”或“方向”)所以,小明认为图1中b绳对乙的拉力为3Nb图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对 (选填“相互作用力”或“平衡力”)为了探究这两个力的大小关系,再做如图4的实验:将弹簧测力计丙与丁相互对拉,它们的示数相等于是

32、可以得出,b绳对乙的拉力 乙对b绳的拉力 (选填“等于”或“不等于”)由此可知,图1中b绳对乙的拉力为 N(3)再通过受力分析可得,图1中地面对乙有 N的支持力30某同学研究定滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出结论比较(a)、(b)两图可知: ;比较(b)、(c)、(d)三图可知: (沪教版)物理实验题(简单机械、机械功、机械能、功的原理)参考答案与试题解析一实验探究题(共30小题)1(2017成都)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀(1)平衡时,应该让杠杆静止在水平位置(2)小周同学所在实验小组完成

33、某次操作后,实验现象如图1所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2=0.15m(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是AA铁架台自身的重力足够大B单个钩码的重力不完全相等C悬挂钩码的绳套重力偏大D杠杆与转轴之间的摩擦偏大(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结构会怎样?通过实验,他们得到了如图2所示的结果根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1L1=F3L3+F2L2(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)【解答】解:(1)为了便于从杠杆上直接读取力

34、臂,在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡;(2)杠杆平衡条件为:F1l1=F2l2由杠杆平衡条件得:1.5N×0.1m=1N×L2,得:l2=0.15m;(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(4)设一个钩码的重力为G,杠杆一个格的长度为L,根据杠杆平衡条件可知,杠杆右侧F3L3+F2L2=2G&

35、#215;2L+2G×4L=12GL;杠杆左侧F1L1=4G×3L=12GL,故左侧等于右侧,故F3L3+F2L2=F1L1故答案为:(1)水平;(2)0.15;(3)A;(4)F3L3+F2L22(2017娄底模拟)小明在测量某物体的重力时,发现物体的重力超出了弹簧测力计的量程,一时又找不到其他测量工具,为了测出该物体的重力,他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进:步骤一:将细线系在木棒的A位置,在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡,如图甲步骤二:将弹簧测力计倒转过来,用手指勾住弹簧测力计的B处,对弹簧测力计进行操作,如图乙步骤三:在木棒左端挂上物体,右端用

36、弹簧测力计竖直向下拉,如图丙(1)步骤一中,“在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡”是为了防止木棒自身重力 对测量结果的影响(2)步骤二中,对弹簧测力计的操作是调零(3)步骤三中,当木棒处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丁所示,为2.2N,则该铁块的重力6.6N【解答】解:(1)在木棒左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡,这是为了防止木棒自身重力对测量结果的影响;(2)弹簧测力计自身有一定重力,在倒转使用时,应先调零,否则会造成所测量结果不准确;(3)由图丁知,测力计的分度值为0.2N,示数为2.2N;根据图示利用杠杆平衡条件可得:G×=F×(

37、1),解得:G=3F=3×2.2N=6.6N故答案为:(1)木棒自身重力;(2)调零; (3)2.2;6.63(2017苏州二模)在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)如图(a)所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向左调节(2)如图(b)所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向竖直向下(3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是左侧钩码右移(写出一条即可)(4)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力X动力臂=阻力X阻力臂”的结论,乙同学认

38、为他的做法不合理,理由是一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律【解答】解:(1)调节杠杆的平衡时,由图a杠杆左高右低,应将两端的平衡螺母向左调节(2)力臂是支点到力的作用线的垂直距离当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时,拉力作用点到支点的距离就是其力臂,这样便于从杠杆上直接读出力臂,由图杠杆水平平衡时拉力方向应竖直向下;(3)当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,可以换用更大量程的测力计;根据杠杆的平衡条件,也可以减少左侧钩码的数量或者左侧钩码右移(4)只有一次实验得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂这种结论很具有偶然性,不合理要进行多次实验,总结

39、杠杆平衡条件故答案为:(1)左;(2)竖直向下;(3)左侧钩码右移;(4)一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律4(2017上饶二模)小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中:(1)实验时应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量力臂,若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向左(选填“左”或“右”)调(2)杠杆平衡后,小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时 应在B位置挂上4个钩码(3)如表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据:实验次数F1(N)l1(cm)F2( N)l2( cm) 12510 231021532303如表中空格处所缺的数据是:=1,=

40、20;(4)分析如表中的实验数据可以得出的结论是F1L1=F2L2【解答】解:(1)实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂;由图甲知,左端较高,所以应将平衡螺母向左端调节;(2)设一格为L,一个钩码重G,则有3G×4L=nG×3L,n=4,故应在B处挂4个钩码;(3)根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得:2N×5cm=F2×10cm,解得F2=1N;2N×30cm=3N×L2,解得L2=20cm;(4)分析实验数据,得出杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)故答案为:(

41、1)水平;便于测量力臂;左;(2)4;(3)1;20;(4)F1L1=F2L25(2017南京一模)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上3个钩码,使杠杆在水平位置平衡(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数如何变化先变小后变大(4)在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,我们可以(选填“可以”“不可以”)同时改变多个量,进行探

42、究测量(5)完成实验后,小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量若以杠杆上的B位置为支点,在B的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙)用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和O到B的距离L2根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆=(用题目中所给物理量表示)【解答】解:(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡的目的是:力臂在杠杆上,方便测出力臂大小;(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,因为,F1l1=F2l2,所以,2G×3L=nG×2L,所以,n=3,所以在A处挂3个钩码;(3)由图可知,OC为最长力臂,当弹簧测力计

43、由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大(4)在“探究杠杆平衡条件”实验时本实验中,不断改变动力(臂)和阻力(臂),多次进行实验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,便于从中寻找规律;(5)已知钩码的质量m,用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离,即L1,欲求杠杆的质量m杆,则应量出O到B的距离,即L2,然后根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,mL1=m杆L2,则m杆=故答案为:(1)便于测量力臂大小;(2)3;(3)先变小后变大;(4)可以;(5)O到B;6(2017济宁模拟)“

44、探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图(甲)所示为使杠杆在位置平衡,应将杠杆左端螺母向右边旋一些(选填“左”或“右”)(2)调好后,第一组按图(乙)进行实验,第二组按图(丙)进行实验你认为第组实验更好,理由是第二组,便于测量力臂(3)改组测得一组数据如表所示:动力(F1/N)动力臂(L1/cm)阻力(F2/N)阻力臂(L2/cm)3 4 43 小明分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂请你对小明的分析做出评价:只做一次实验,实验结论具有偶然性;分析数据时不同的物理量不能采用加减法(4)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

45、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丁所示装置进行探究,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:杠杆有自重【解答】解:(1)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节(2)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,因此乙实验设计的好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,便于测量力臂(3)小明同学仅根据一组实验数据就得出结论,实验结论具有偶然性,不具有普遍性,实验结论不科学

46、;分析数据时不同单位的物理量不能采用加减法(4)杠杆的重心不在支点上,杠杆自身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故答案为:(1)右;(2)第二组,便于测量力臂;(3)只做一次实验,实验结论具有偶然性,分析数据时不同的物理量不能采用加减法;(4)杠杆有自重7(2017青浦区二模)某小组同学在学习了支点、动力和阻力的概念后,想研究“用杠杆上同一点C提起重物,能够提起重物重力的大小与哪些因素有关”,他们用如图所示的装置进行实验,用钩码代替重物悬挂在杠杆的C点(每只钩码重0.5牛),用测力计对杠杆施加向上的动力F,每次都将杠杆拉到水平位置保持静止,然后将图(

47、a)、(b)和(c)的实验数据分别记录在表一、表二和表三中表一(动力F=1牛)实验序号支点到力F作用点的距离d(厘米)钩码重(牛)1402.02301.53100.5表二(d=40厘米)实验序号动力F(牛)钩码重(牛)40.51.051.02.061.53.0表三(动力F=1牛)实验序号动力方向(度)钩码重(牛)支点到力F作用线的距离l(厘米)7左偏601.0208左偏401.5309竖直向上2.04010右偏401.53011右偏601.020分析比较表一的实验数据及相关条件可知:该小组同学想利用图(a)的实验装置研究杠杆上同一点C提起物体的重力大小与支点到动力作用点的距离d的关系分析比较表

48、二的实验数据及相关条件可得到的初步结论是:当动力F的方向和d的大小不变时,杠杆上同一点C提起物体的重力的大小与动力F成正比分析比较表三中第二列和第列的实验数据及相关条件发现:当动力F和d的大小不变时,杠杆上同一点C提起物体的重力大小与动力F的方向不一定有关(选填“一定”或“不一定”)同学们在老师的指导下,重复了图(c)的实验,测量了支点到动力F作用线的垂直距离l,并将测量结果填写在表三中的最后一列,然后思考了表一中支点到动力F作用线的垂直距离l,最后他们综合分析表一和表三的实验数据及相关条件,归纳得出的结论是:当动力F的大小不变时,杠杆上同一点C提起物体的重力大小与支点到动力F作用线的垂直距离

49、l成正比【解答】解:分析比较表一的实验数据及相关条件可知:控制支点到阻力作用点C的距离不变和动力大小(为1N)不变,改变支点到力F作用点的距离d,记录杠杆平衡时提起钩码重力的大小;所以,该小组同学想利用图(a)的实验装置研究杠杆上同一点C提起物体的重力大小与支点到动力作用点的距离的关系由表二可知,控制动力F的方向不变和支点到力F作用点的距离d不变及支点到阻力作用点的距离不变,改变阻力的大小,记录杠杆平衡时动力的大小,可知动力大小变为原来的几倍,提起的物体重就是原来的几倍,即杠杆上同一点C提起物体的重力的大小与动力F成正比;对比表三实验序号8与10可发现,虽然动力的方向不同,但杠杆上同一点C提起物体的重力大小却相同,故分析比较表三中第二列和第三列的实验数据及相关条件,得出的结论是;当动力F和d的大小不变时,杠杆上同一点C提起物体的重力大小与动力F的方向不一定有关;纵向比较表三最后两列数据发现,支点到力F作用线的距离l(厘米)增大为原来的几倍,杠杆提起钩码的重为就变为原来的几倍,即当动力F的大小不变时,杠杆上同一点C提起物体的重力大小与支点到动力F作用线的垂直距离l成正比故答案为:支点到动力作用点的距离d;

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