初中物理力和机械实验题

某同学在做“测滑轮组机械效率”的实验中．用图甲所示的装置匀速提起重物，并做了如下实验记录：


（1）根据下表可算出，W_有＝　　　　焦，W_总=        焦．
对以上两个计算结果进行比较，其不合理之
处是                              ；
（2）结合乙图你会发现导致实验结果不合理的原因是：
　　                                                                             
（3）该同学纠正了错误继续进行实验得到下列一组数据：

通过分析上表数据，你会发现              可以提高机械效率．

在探究杠杆平衡条件的活动中，如图。

（1）将杠杆的中点支在支架上，发现杠杆左端下沉，这时应将左端的平衡螺母向_____调或者将右端的平衡螺母向_______调（左/右），直至杠杆在________位置平衡，这样做的好处是： _________________________________________    
（2）在实验中，若保持钩码的个数和位置不变，使弹簧测力计在A点由竖直向下拉改为斜向下拉，测力计的示数将_________.
（3）在实验中改变力和力臂的大小以多次实验，其目的是___________________。

“滑轮组的机械效率究竟与哪些因素有关”？某实验小组的同学对同一滑轮组进行实验探究，得到了下表中的数据
 
（1）将表中数据补充完整

机械效率

74%

83%

 
（2）请在方框中画出进行第一次实验的装置图(每个钩码重2N).

（3）分析表中的数据，你认为同一滑轮组机械效率发生变化的主要原因是　                                                。

杠杆的平衡条件”的实验如图所示，回答下列问题：
（1）实验前先要调节杠杆两端的螺母，使其            ，这是为使杠杆所受的________通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响。如果某同学做实验时发现杠杆左高右低，应将杠杆左端的螺母向________调；或将右端的螺母向________调。
（2）调节好以后，仍要使杠杆在水平位置平衡，是为了_____     。
（3）在实验中有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，他们经过实验，获得了下列数据：

动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他们认为自己的猜想得到了验证，你认为他们实验过程中存在什么问题？
                                                           

如图所示，杠杆AB可绕O转动，绳AD连在以A为圆心的弧形导轨MN上，D可在MN上自由滑动，当绳的D端从N向M滑动过程中，杠杆仍保持平衡，则AD对杠杆的拉力变化情况是____________。

在研究 “杠杆平衡条件的实验”中：

(1)首先将杠杆放在水平桌面上，发现杠杆左端下倾。那么他应将杠杆右端螺母向____(填“左”或“右”)调节一些，使杠杆在______位置平衡，其目的是                ；
(2)小明用如图所示的装置验证杠杆的平衡条件，调节右边钩码的个数和悬挂位置，使杠杆水平平衡时，读出弹簧测力计的示数F₁=1．1N，钩码对杠杆的拉力F₂=1．47N，测得支点O到这两个作用点的距离L₁=20cm，L₂=10cm，他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F₁· L₁和F₂· L₂并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F₁·L₁=F₂·L₂，小明失误的地方　　　　　　　　　　　　。

在学习了支点、动力、阻力概念后，甲、乙两小组继续研究动力对杠杆平衡的影响。他们将一个玩具“海宝”固定在杠杆一端的B点作为阻力，且保持阻力的大小、方向、作用点都不变，在杠杆的另一端用力使杠杆在水平位置平衡，并用测力计测出动力的大小。实验中，甲小组每次都保持动力在竖直方向、只改变动力作用点的位置，分别如图（a）所示；乙小组每次都保持动力作用点的位置不变、改变动力的方向（“动力的方向”用OA连线跟动力方向的夹角θ表示，且0°＜θ≤90°），分别如图（b）所示；表一、表二是两小组同学记录的实验数据。

表一   甲小组	表二   乙小组
实验 序号	支点到动力作用点的距离 S (厘米)	动力的方向(夹角θ)	动力的大小(牛)	实验 序号	支点到动力作用点的距离 S (厘米)	动力的方向 (夹角θ)	动力的大小(牛)
1	5	90°	6	4	15	30°	4
2	10	90°	3	5	15	45°	2.8
3	15	90°	2	6	15	90°	2

（1）分析比较表一中第    列和第     列的实验数据可知：作用在杠杆一端的阻力不变时，要使杠杆平衡，在动力方向不变（θ=90°）的情况下，支点到动力作用点的距离S越大，动力越小。
（2）分析比较表二中第三列与第四列的实验数据可知：作用在杠杆一端的阻力不变时，要使杠杆平衡，在动力作用点不变的情况下， ______   _____。
（3）进一步分析图（b）所示的实验现象及表二中的实验数据，可以发现，作用在杠杆一端的阻力不变时，要使杠杆平衡，当动力作用点不变，动力的方向改变以后，动力的大小与____________    ____有关，且成反比关系。
（4）进一步综合分析表一与表二中的实验数据及相关条件，可得出的初步结论是：作用在杠杆一端的阻力不变时，影响杠杆平衡的因素是__    _和__    ___。

A:某小组研究“杠杆平衡条件”，
(1)当杠杆静止在如图甲所示位置时，处于    （“平衡”或“不平衡”）状态．此时调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了                      ．
(2)实验中改变钩码位置和个数，一般要做三次，其目的是                       ．
(3)如图乙所示，弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆，仍使杠杆在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数将_______（选填“变大”、“变小”或“保持不变”），其原因是               ．
B：如图丙所示为研究“杠杆机械效率”的装置，每个钩码重为G，O为支点．

(1)将2只钩码挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F₁，测得A、B两点上升的高度分别为h₁、h₂，则杠杆的机械效率为η=    ．（用物理量的符号表示）
(2)将2只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h₂，则弹簧测力计的示数将         （大于/等于/小于）F₁．
(3)将3只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h₂，则与前两次相比,第三次杠杆的机械效率       （最大/最小/三次相等）．

①如图所示，把不同质量的钩码依次挂在弹簧测力计上，分别读出它们的大小记在下面的表格中，并计算出每次重力和质量的比值，根据上述实验与数据，得出结论如下：          
                    ．


②由①题可知，在一般情况下g为定值，但经过科学家的精确测量，g值仍有差异．下表为各个不同城市的g值大小，观察分析表中提供的数据，回答下列问题：

g值相同的城市是                       ；
g值相差最大的两地是                             ；
试猜想g值变化的原因可能是                                       ．

赵明准备自己制作一只弹簧测力计，他找来弹簧、钩码、直尺、指针等器材．首先测出弹簧的长度cm，然后在弹簧下挂上不同的钩码，测出弹簧的长度，算出比原长的伸长量，填在如下表格中：

(1)从表中数据可以看出拉力和弹簧伸长量的关系为____________________________
(2)赵明继续实验，得到下列数据：

从这次数据看出，拉力达到________N时，拉力和弹簧伸长的关系就改变了．因此弹簧测力计的测量范围只能达到___________N。

罗珍和丹珍用图甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件：

（1）实验前，应使甲图中的杠杆在______位置平衡，可以杠杆左端的平衡螺母向____调，或将右端的平衡螺母向____调；调平衡后，丹珍在乙图所示位置处挂上3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端的_____点挂上2个钩码。
（2）如乙图，用弹簧测力计在M位置和N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变________，这是因为______________________________________。

在“研究杠杆平衡条件”实验中

（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母A向_____　　　　　调（填“左”或“右”）
(2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向_　　　　（填“左”或“右”）移动　　　　格。
（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将　　　　　。（保持水平平衡/顺时针转动/逆时针转动）
（4）物理课本中有这样一句话“托盘天平是支点在中间的等臂杠杆，天平平衡时砝码的质量等于被测物体的质量”。实际上使用天平经常同时用到砝码和游码，此时被测物体的质量应　　　　砝码的质量（填“大于”“小于”或“等于”）。
（5）如图所示的案秤是个不等臂杠杆，请你根据杠杆的平衡条件，说明用几个不重的砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理　　　　　　　　　　　　　。

我班物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．（每空1分，共6分）

测量 序号	动力 F1/N	动力臂 l1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 l2/cm
①	1	20	2	10
②	2	15	1.5	20
③	3	5		15

 
（1）若杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆平衡吗？_________（选填“平衡”或“不平衡”）
（2）为尽量减小杠杆自身的__________对实验结果的影响，应使杠杆在水平位置平衡，如图甲中，应将右端的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节；将杠杆调在水平位置平衡还可以方便的测量__________．
（3）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为________N．
（4）有的同学按现有方案得出如下结论：“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”．这个结论与杠杆平衡条件不符，为解决本实验方案的这一不足，小刚同学用弹簧测力计替换了一组钩码，并使测力计的拉力方向 _________________，使杠杆平衡，再做几组实验，即可得到验证。

如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验．铜块和木块的大小和形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动．

(1)比较甲、乙两图，可得到的结论是___________．
(2)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是为了使_________相同．
(3)图甲中弹簧测力计的读数是_______N．若物体不是做匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数_______摩擦力；若物体做减速直线运动，弹簧测力计读数_______(填“大于”“等于”或“小于”)摩擦力．
(4)实验时，小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，则测出的摩擦力________(填“大于”“等于”或“小于”)实际摩擦力．
(5)实际操作时，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小．请你提出一个改进的方法，确保测力计的读数等于摩擦力的大小．你的做法(画图或文字说明)：_________．

在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学作出了以下猜想：
A：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；
B：滑动摩擦力的大小可能与接触面的压力大小有关；
C：滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两物体间接触面积的大小有关．
为了检验上述有关猜想是否正确，某同学选用了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块，并设计了以下实验方案：
步骤1：把长方体木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，读出这时弹簧测力计的读数(如图甲所示)；
步骤2：在长方体木块上放上砝码(如图乙所示)，用弹簧测力计水平拉木块，使砝码与木块一起沿直线匀速运动，比较“步骤2”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小；
步骤3：在水平长木板上铺上一层棉布，把木块平放在棉布上(不加砝码)，用弹簧测力计平拉木块沿直线匀速滑动(如图丙所示)，比较“步骤3”与“步骤1”中的弹簧测力计读数的大小．

(1)当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的读数．为什么?
(2)“步骤2”的设计目的，是为了检验上述猜想(A、B、C)中的哪一个?
(3)在“步骤2”中，若木块上方砝码的重为0．5 N，当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，则砝码与木块间摩擦力的大小是                        (    )
A．大于0．5 N    B．大于零但小于0．5 N    C．等于0．5 N    D．等于零
(4)为了检验“猜想C”是否正确，可在上述实验基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤．