
1.小紅和小明兩位同學(xué)一起做“探究杠桿平衡條件”的實驗。
(1)實驗過程中應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡,這樣做的目的是______。若杠桿右端高左端低(如圖甲所示),為使其在水平位置靜止,應(yīng)將左端的平衡螺母向______端調(diào)節(jié)(選填“左”或“右”)。
(2)如圖乙所示,掛上鉤碼使杠桿在水平位置平衡,然后小明將點和點下方的鉤碼同時向支點靠近一格,杠桿會______(選填“左端下沉”“右端下沉”或“保持平衡”)。
(3)如圖丙所示,小紅設(shè)計了兩種實驗方案:第一種彈簧測力計傾斜拉,其讀數(shù)為,第二種彈簧測力計沿豎直方向拉,其讀數(shù)為,第______(選填“一”或“二”)種實驗方案更方便,在同等條件下,兩次彈簧測力計讀數(shù)F1______F2(選填“””或“”)。
(4)杠桿在生活中有很多應(yīng)用,如圖丁是一種輪式垃圾桶,垃圾桶底部的小輪子是為了______(選填“增大”或“減小”)摩擦力;拖動時它相當于一個______(選填“省力”或“費力”)杠桿。
2.如圖甲所示,小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有:杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。
(1)實驗前,先把杠桿的中點支在支架上,調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母使杠桿平衡。如果杠桿右邊低左端高,則應(yīng)將平衡螺母應(yīng)向__________調(diào)節(jié);
(2)實驗過程中,保持杠桿在水平位置平衡的目的___________,改變支點兩側(cè)的鉤碼位置和個數(shù),一般要做三次實驗,得到三組數(shù)據(jù)并進行分析,這樣做的目的是:___________;
(3)要使杠桿在圖示位置平衡,請你在杠桿上的A點畫出所施加的最小力F的示意圖及其力臂l________。
3.在探究杠桿平衡條件實驗中(每個鉤碼的重力均為G,杠桿上每格長度均為a)。
(1)實驗前,杠桿如圖甲所示,可將杠桿兩端的平衡螺母向 _____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是可以直接從杠桿上讀出 _____;
(2)如果小明面對甲圖狀況,沒有調(diào)水平平衡就匆忙進行乙圖實驗(彈簧測力計的掛鉤鉤在4格處),杠桿雖然此時水平平衡,但可以判斷: _____(選填“大于”或“小于”或“等于”,F(xiàn)1是彈簧測力計的示數(shù));
(3)重新調(diào)節(jié)杠桿平衡后,如圖丙所示,在杠桿B點掛3個相同的鉤碼,可在杠桿的D點掛 _____個相同的鉤碼,就可使杠桿重新在水平位置平衡;
(4)保持B點鉤碼數(shù)量和力臂不變,杠桿在水平位置平衡時,測出多組動力臂l1和動力F1的數(shù)據(jù),繪制了l1~F1的關(guān)系圖像,如圖所示。請根據(jù)圖像推算,當F1為0.25N時,l1為 ______m。
4.如圖甲所示,小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有:杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。
(1)實驗前,應(yīng)將支架放在臺面上,當杠桿靜止時,發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,則此時杠桿處于 ______(選填“平衡狀態(tài)”或“非平衡狀態(tài)”)。再把杠桿兩端的平衡螺母向 ______(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是:可以在杠桿上直接讀取 ______;
(2)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后,小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼,在B點處掛6個鉤碼,靜止后杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為動力×動力臂=阻力×阻力臂,他這樣得出的結(jié)論是否合理?______;為什么?______;
(3)小明同學(xué)想能不能借助杠桿平衡測出一個小球的密度呢?于是他設(shè)計了如圖乙的實驗步驟:
①將小球掛在杠桿的A點,將鉤碼掛在杠桿的B點,杠桿在水平位置平衡(杠桿重力忽略不計);
②用刻度尺測出的長度;
③將小球浸沒在水中(),當鉤碼移至 ______點時,杠桿恰好在水平位置平衡;
④用刻度尺測出 ______的長度;
⑤小球密度的表達式______(用實驗測得的物理量以及已知量表示)
5.同學(xué)們共同研究滑輪和滑輪組的特點:
(1)他們研究定滑輪特點時,做的實驗如甲圖所示,據(jù)此可證明:使用定滑輪可以 ______,但不可以 ______;
(2)他們研究動滑輪特點時,用動滑輪勻速豎直提升重物,如乙圖所示。據(jù)此可知,使用動滑輪可以 ______,但不可以 ______;
(3)他們組裝滑輪組時,他們想:利用滑輪組提升重物能否省力呢?為此,他們進行的實驗如丙圖所示,物體的重力為2N,測力計的示數(shù)為0.8N,由圖可知,利用滑輪組提升重物能 ______,如果物體被提升的速度是0.2m/s,繩子自由端移動的速度是______m/s。
6.某小組同學(xué)研究動滑輪的使用特點,他們先用彈簧測力計緩慢提起重物(重力為2牛),如圖1(a)所示,再用動滑輪緩慢提起相同重物,如圖1(b)所示;接著他們換了重物(重力為3牛)再做一次實驗,并將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。
(1)小明看了記錄的數(shù)據(jù)后,認為第一次的數(shù)據(jù)是正確的,第二次的數(shù)據(jù)是錯的。小明為了說明理由,畫了動滑輪工作示意圖(如圖2所示),并做了如下分析:
根據(jù)如圖2所示可知,動滑輪工作時,動力臂(l1)是直徑,阻力臂(l1)是半徑,再根據(jù)杠桿平衡條件:F1l1=F2l2,因為l1=2l2,所以F1=F2,因此第一次數(shù)據(jù)是正確的,第二次數(shù)據(jù)是錯誤。
你認為小明的分析和判斷是否合理,請簡要說明理由;______
(2)小明進一步分析第二次實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn):使用動滑輪提升重物,雖然能省力但做的功要比不用滑輪直接提升重物所做的功要多,請你分析一下,多做功的原因可能是______。
7.某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表所示,第1、2、3次實驗裝置分別如圖甲、乙、丙所示。
(1)實驗中,彈簧測力計應(yīng)豎直方向______提升重物。第3次實驗中所做的有用功是______J,機械效率為______。
(2)第3次實驗中動滑輪個數(shù)比第2次實驗多,動滑輪自重增大,所做的額外功將______(增大/減小)。因而,由第2、3次實驗可知:使用不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率______。
(3)比較______兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:使用同一滑輪組,提起的鉤碼越重,滑輪組的機械效率______。
8.某實驗小組利用如圖裝置研究杠桿的機械效率,實驗的主要步驟如下:
豎直向上拉動彈簧測力計勻速上升(保持O點位置不變),在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F,利用刻度尺測出A上升的高度為h。若本次實驗中,提升的鉤碼重G一定,如果只將鉤碼的懸掛點由A移至C處,但O、B位置不變,仍將鉤碼提升相同的高度h,則有用功為______,杠桿的機械效率將______(均選填“變大”、“變小”或“不變”)。
9.斜面是一種簡單機械,在生活和生產(chǎn)中使用斜面的好處是可以省力,那么斜面省力情況與哪些因素有關(guān)呢?(使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判定,比值越小,越省力)小明做了如下猜想:
猜想1:與斜面的表面材料有關(guān);
猜想2:與斜面的傾斜程度有關(guān);
猜想3:與物體受到的重力大小有關(guān)。
小明為驗證上述猜想,利用如圖所示的裝置進行了實驗,實驗中所用的物塊材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做勻速直線運動,實驗中相關(guān)的記錄如表。
回答下列問題:
(1)物體從斜面底端沿斜面勻速拉到頂端過程中,拉力的大小F______物體在斜面上受到的摩擦力f的大?。ㄟx填“大于”“小于”或“等于”);
(2)通過對比實驗1、5、6中的數(shù)據(jù),得出的結(jié)論是:在其他條件相同時,______;
(3)小明通過實驗驗證猜想3是錯誤的,他的依據(jù)是______;
(4)完成實驗后,小明還想知道實驗1中物體在斜面上受到的摩擦力f的大小,已知斜面傾角θ時,斜面長1m、高0.5m,分析可知f=______N。
10.小明同學(xué)研究斜面機械效率跟斜面傾斜程度的關(guān)系;實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動,如圖所示;實驗的部分數(shù)據(jù)如下:
(1)表格中實驗1的機械效率為______;
(2)分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:______;
(3)你認為斜面機械效率還跟斜面的______有關(guān)。
11.在“再探究動滑輪”的實驗中時,小明利用自重不同的兩個動滑輪進行了如圖1所示的三次測量,數(shù)據(jù)記錄如下:
(1)為了測量繩子自由端的拉力F,應(yīng)該在彈簧測力計 ____(選填“緩慢勻速提升”或“靜止”)時讀數(shù);
(2)表格中實驗數(shù)據(jù)①是 ______;
(3)通過比較 ________實驗數(shù)據(jù)(選填實驗序號),可以初步判斷:同一動滑輪,提升的鉤碼越重,機械效率越 ________(選填“高”或“低”);
(4)小紅用重均為G0的滑輪,組裝了如圖2所示的甲、乙兩個滑輪組,在相同時間內(nèi)把重物G提升相同高度,若F1=F2,則F1、F2做功的功率P1_______P2,機械效率_______(兩空均選填“>”、“=”或“<”),在不計繩重及摩擦?xí)r,G∶G0=_______。
12.在生活和生產(chǎn)中,簡單機械有著十分重要的作用
(1)為了探究“杠桿的平衡條件”,小明用圖1的裝置進行實驗,實驗前,杠桿左端下沉,應(yīng)將右端的平衡螺母向______調(diào)節(jié)(選填“左”或“右”),使杠桿在水平位置平衡;
(2)小明用圖2的實驗裝置探究滑輪組機械效率,實驗中用同一滑輪組提升鉤碼,記錄數(shù)據(jù)如下表
①由圖2可知,第2次實驗中彈簧測力計示數(shù)為 ______N;
②第3次實驗中,滑輪組的機械效率為______%(結(jié)果保留一位小數(shù));
③分析實驗數(shù)據(jù)可得:同一滑輪組,提升的物體越重,滑輪組的機械效率越高。若提升同一物體時,減小動滑輪的重力,則滑輪組的機械效率 ______(選填“變大”、“變小”或“不變”)
(3)小明用圖3的實驗裝置探究斜面的機械效率,發(fā)現(xiàn)斜面的機械效率與粗糙程度和______(選填“斜面的傾斜程度”或“上升高度”)有關(guān),某次實驗測得物重G=6N、斜面長s=1m、高h=0.2m,拉力為1.5N,則物體在斜面上受到的摩擦力為______N
參考答案:
1.便于測量力臂 右 左端下沉 二 > 減小 省力
2.左 方便確定力臂 避免實驗的偶然性,尋找普遍規(guī)律
3.右 力臂 小于 4 1.2
4.平衡狀態(tài) 右 力臂 不合理 實驗次數(shù)過少,結(jié)論具有偶然性 C OC
5.改變力的方向 省力 省力 改變力的方向 省力 0.6
6.不僅要克服物重做有用功,還克服動滑輪重、繩子重以及摩擦做額外功
7.勻速 0.4 80% 增大 越小 1、2 越高
8.Gh 變大
9.大于 斜面的傾斜程度越小,提升物體越省力 比較1、3、4幾次實驗,沿斜面的拉力與物體的重力的比值相等 0.35
10.20% 在斜面粗糙程度相同時,傾斜程度越大,機械效率越高 斜面的粗糙程度
11.緩慢勻速提升 90.9% 1、3 高 < > 2∶1
12.右 1.6 90.9 變大 傾斜程度 0.3序號
拉力F2(牛)
使用動滑輪拉力F1(牛)
第一次
2
1
第二次
3
2.3
次數(shù)
鉤碼重G/N
鉤碼上升的高度h/cm
測力計拉力F/N
測力計移動距離s/cm
機械效率η
1
2
10
0.9
30
74.10%
2
4
10
1.6
30
83.30%
3
4
10
1.0
50
實驗序號
1
2
3
4
5
6
斜面傾角
θ
θ
θ
θ
θ1(θ1>θ)
θ2(θ2>θ1)
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物塊重 G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力 F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
實驗
次數(shù)
斜面的
傾斜程度
物塊重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面長
s/m
機械效率
1
較緩
10
0.1
5.0
1
2
較陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
實驗序號
鉤碼重(N)
動滑輪重(N)
拉力(N)
鉤碼上升的高度(m)
測力計移動的距離(m)
機械效率(%)
1
4
0.5
2.3
0.2
0.4
87.0
2
4
0.9
2.5
0.2
0.4
80.0
3
6
0.5
3.3
0.2
0.4
①
實驗次數(shù)
鉤碼的重力G/N
鉤碼提升的高度h/m
拉力F/N
繩端移動的距離s/m
機械效率
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
4
0.1
0.3
83.3%
3
6
0.1
2.2
0.3
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