初中物理力和机械实验题

【辽宁省阜新市2015年初中毕业生学业考试】小明同学用图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。

（1）实验时，拉动木块在水平木板上做             运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对            力。
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示，拉力是           N。
（3）分析图乙的图象可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成           。
（4）实验结束后，小亮同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半。他由此得出结论：“当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小。”你认为他的结论正确吗？           ，理由是：                                            。

在探究“杠杆的平衡条件”的实验时

（1）首先，调节杠杆上的　       　，使杠杆在不挂钩码时，处于水平平衡状态，这样做是为了在实验时便于测量　        　。

（2）杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的 $A$处挂两个钩码， $B$处挂三个同样的钩码杠杆再次平衡。若在杠杆两侧的钩码下方各增挂一个相同的小金属球，如图所示，则杠杆会　 　（填“向左倾”、“向右倾”或“仍保持水平”）

（3）完成上述实验后，同学们对小金属球的密度是多少，产生了浓厚的探究兴趣。于是他们取来天平和量筒进行了如下操作：

①把天平放在水平桌面上，将　       　拨至标尺左端零刻度处，再调节天平平衡。

②用天平测小金属球的质量，天平平衡时右盘中的砝码的克数及游码的位置如图乙所示，则小金属球的质量为　     　 $g$。

③用量筒测得小金属球的体积，如图丙所示，小金属球的体积为　     　 $c{m}^3$。

④小金属球的密度是　    　 $g/c{m}^3$。

在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：


（1）实验时，用手         拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
（2）第①次实验时测得动滑轮的机械效率为         ．
（3）第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为         W.
（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将         （选填“增大”、“减小”或“不变”）．

运用知识解决问题：

（1）如图1，轮船由下游经过船闸驶往上游。船进入闸室后，先关闭阀门 $B$和阀门 $D$，再打开阀门　　，当闸室中水位与上游水位　　时，打开阀门 $C$，船驶入上游。

（2）如图2， $A$、 $B$两物体叠放在水平地面上静止。请画出物体 $A$的受力示意图。

（3）如图3，轻质杠杆的 $\mathit{OA}:\mathit{OB}=4:1$．放在水平地面上的物体甲的重力 $G_{甲}=125N$，底面积 $S_{甲}=1\times {10}^{-2}{m}^2$．当杠杆水平平衡时，物体甲对地面的压强 $p_{甲}=1\times {10}^4\mathit{Pa}$，则物体乙的重力 $G_{乙}=$　　。（请写出解题思路）

小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验：

（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停在如图甲所示的位置。小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向          调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡。
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。

次数	Ｆ１／N	l１／cm	Ｆ２／N	l２／cm
１	1	10	2	5
２	2	10	1	20
３	2	15	3	10

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：                        ；
（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：                           。
（4）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会             （选填“右侧下降”或“左侧下降”）。
（5）若小明只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码               （说出钩码移动的方向及格数）。2-1-c-n-j-y

在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中，小明选取了如下实验器材：长木板、木块、砝码、棉布、毛巾、弹簧测力计。

（1）在此实验中，运用的研究方法是　      　。

（2）开始拉木块时，水平拉力逐渐增大，但木块仍然静止，木块所受的摩擦力　    　（填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）匀速直线拉动木块，弹簧测力计的示数如图甲所示，为　     　 $N$。

（4）在木块上放上一个砝码，然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的初步结论是　                               　。

（5）根据所提供的实验器材还可探究下列哪个实验　       　

$A$．探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系

$B$．探究二力平衡的条件

下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）

实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出： $F_1\times s_1=F_2\times s_2$ （注 $:s_1$ 和 $s_2$ 分别表示支点 $O$ 到 $F_1$ 和 $F_2$ 的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。

该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？

实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即： 　　。

实验次数	$F_1/N$	$s_1/\mathit{cm}$	$F_2/N$	$s_2/\mathit{cm}$	$l_2/\mathit{cm}$
1	1.0	10.0	0.5	21.3	20.1
2	1.5	20.0	1.0	31.7	29.8
3	2.0	30.0	2.5	25.5	24.0

$s$ 和 $l$ （支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到 $F_1$ 的作用点的距离 $\left(s_1\right)$ 与支点到 $F_1$ 的作用线的距离 $\left(l_1\right)$ 是相等的。研究小组的同学又进行了实验。

实验 $3:$

①移动钩码，使杠杆 　　，并使杠杆处于平衡状态。

②记录 $F_1$ 、 $s_1$ 、 $l_1$ 和 $F_2$ 、 $s_2$ 、 $l_2$ 。

③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组 $F_1$ 、 $s_1$ 、 $l_1$ 和 $F_2$ 、 $s_2$ 、 $l_2$ 。

④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。

最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是： $F_1\times l_1=F_2\times l_2$ 。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。

请回答：

（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 　　。

（2）将实验3中的①填写完整。

（3）"支点到力的作用线的距离"在科学上被称为 　　。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。

（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 　　。

在"探究影响滑动摩擦力大小的因素"的实验中：

（1）小明将装有部分文具的文具盒，置于水平桌面上如图甲所示，用弹簧测力计水平方向拉动文具盒，使其做匀速直线运动，这时利用 　      　的原理测出滑动摩擦力的大小；

（2）实验过程中小明发现保持文具盒做匀速直线运动很困难，他与同组成员讨论后，改用图乙装置进行实验，将弹簧测力计水平固定，在文具盒与桌面之间垫一块表面粗糙的木板，当小明用8N的力拉出木板时，弹簧测力计示数是2N，他这样做实验的好处是 　      　；

（3）接着，小明又将橡皮、改正液等物品放入文具盒，重复上述实验，若小明仍用8N的力拉出木板时，弹簧测力计的示数为3N，则此时文具盒与本板之间的摩擦力为 　      　N。

在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）此实验是根据　       　原理测出摩擦力大小的。

（2）小明刚开始拉木块时，他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力　      　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；木块被拉动，且越来越快，小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为 $3N$，他认为这时摩擦力的大小为 $3N$，他操作中的错误是　        　。

（3）改正错误后，小明完成了探究过程，比较乙、丙两次实验可得出的结论是　         　。

（4）在图甲、图乙实验中，假如把木板换成海绵，拿掉弹簧测力计，会发现　         　（选填“甲”或“乙”）图中海绵凹陷得更深。说明在受力面积一定时，压力作用效果与　     　有关。

在探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”的实验中，所用装置如图所示。

（1）从弹簧测力计直接读出的是对木块的拉力大小，实验中需要让拉力与木块所受的滑动摩擦力大小相等，则应满足的主要条件是：木块放在水平面上，拉动木块时，木块应处于　　运动状态：拉力方向水平。

（2）拉动木块前，应将测力计沿　　方向放置，然后进行调零。

（3）利用如图所示的装置进行相关试验后，在木块上再叠加另一个木块来进行实验。分析叠放木块与不叠放木块两种情况对应的数据，是为了验证下列猜想中的　　。

$A$、滑动摩擦力的大小与压力的大小有关

$B$．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关

$C$、滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关

$D$、滑动摩擦力的大小与运动的速度大小有关

（4）交流评估时，某实验小组提出：实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定。可能的原因是　　。

$A$、木板的长度太长

$B$．木板的粗糙程度不均匀

$C$、弹簧测力计的分度值太大

$D$．木块与木板的接触面积太大。

天平的工作原理是　　，如图所示，此时指针静止在　　（填天平的结构名称）的中线左侧，接下来的操作是　　，使天平水平平衡。

在研究摩擦力的实验中，将木块置于水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块（如图甲所示），木块的运动状态和弹簧测力计的示数如下表所示(每次木块与桌面的接触面相同，对桌面的压力相同)。由表可知，木块受到的滑动摩擦力的大小为     N；在第一次试验中，木块受到的摩擦力的大小为    N；在这五次试验中，木块受到的摩擦力大小应该有      次是相同的。在木块上加放物块B重做刚才的试验（如图乙所示），是为了探究滑动摩擦力的大小与     的关系，某次正确操作后发现弹簧测力计的示数是1.5N，此时物块B所受摩擦力大小为     N。

试验次数	木块运动状态	弹簧测力计示数F/N
1	静止	0.5
2	静止	0.6
3	加速	0.8
4	匀速	0.7
5	减速	0

亲爱的同学，你会正确使用下列仪器吗？

（1）如图1所示，圆筒测力计使用前要校零，看清量程和　　。使用中，测得桶重为 $G$，则该桶水重为　　 $G$；

（2）如图2所示，是小梅同学做完实验后的场景。请你帮助她完成实验器材的整理：

第一步，用镊子将砝码从托盘上取下，　　，并将小石块从托盘上取下，放在桌面上；

第二步，　　。

第三步，　　。

第四步，将天平放回包装盒。

（3）如图3所示，是一种家庭常用的温度计，又称寒暑表，它是根据　　的规律制成的，其测量范围是　　。

小明同学用下列器材探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。粗糙程度均匀的长木板一块，质量相等的木块和铝块各一个，弹簧测力计一只。如图所示，实验中他用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它们在长木板上做匀速直线运动。

（1）图丙中，长木板对木块摩擦力的大小为　　 $N$，这是根据　　原理测出滑动摩擦力的，此时，铝块受到的摩擦力为　　 $N$。

（2）分析　　两次实验可以得出：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关，此实验采用了常用的　　进行探究（选填“控制变量法”或“等效替代法”

（3）图乙与图丁中铝块受到的摩擦力大小　　（选填“相等”或“不相等” $)$

“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验，同学们提出了以下几种猜想：

A．与物体间压力大小有关

B．与物体运动速度有关

C．与物体间的接触面积大小有关

D．与物体间接触面的粗糙程度有关

实验中有一较长的水平桌面、一个带钩的长方体木块和一支弹簧测力计可供使用。

次数	木块运动的快慢	弹簧测力计的示数/N
1	较快	1.8
2	慢	1.8
3	较慢	1.8

（1）小方用弹簧测力计沿水平方向拉动木块在桌面上做             运动，进行了三次实验，实验数据如上表所示，表中数据可以探究猜想________（填序号），可得到的结论是              。
（2）若实验中再提供一块长毛巾，利用上述器材还可以探究猜想_________（填序号），通过实验发现弹簧测力计拉着同一块木块，在长毛巾上滑行时，示数比在桌面上滑行时示数大，由此可得出结论：
                                       。
（3）该实验中采用研究物理问题的方法是                 法。