初中物理力和机械实验题

【湖南省岳阳市2015年中考物理试题】图甲为著名的厦门“怪坡”。在怪坡上，“车倒爬，水倒流”。科学家实地测量却发现。95m 长的怪坡“坡顶”比“坡底”还要低1.6m，但受周围参照物的影响产生了错觉。由此可见，“眼见为实”有纰漏，科学测量明真相。

（1）水平仪放在水平位置上时，重锤线位置如图乙（a）所示；放在怪坡上时重锤位置如图乙（b）所示，此时水平仪          （选填“左”或“右”）侧偏高。
（2）图丙中，线段AB和线段CD的实际长度的大小关系为          （选填“相等”或“不相等”）。

在探究"影响滑动摩擦力大小因素"的实验中，器材有：木板、铁块、木块和弹簧测力计。

（1）物理兴趣小组的同学进行了如下操作：

$a.$ 如图甲所示，将铁块平放在木板表面上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动铁块，弹簧测力计的示数为 $F_1=1.2N$ ；

$b.$ 如图乙所示，将木块叠放在铁块正上方，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动铁块，弹簧测力计的示数为 $F_2=1.6N$ ；

$c.$ 如图丙所示，将铁块叠放在木块正上方，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数为 $F_3=1.8N$ 。

分析以上操作：

①操作 $a$ 和 $b$ 是为了探究滑动摩擦力大小跟 　　的关系；

②比较操作 $b$ 和 $c$ 可得铁块表面比木块表面 　　些。

（2）在老师的指导下物理兴趣小组的同学改进了该实验，如图丁所示。当用力 $F_4=3N$ 拉动长木板在水平桌面上运动，铁块保持静止状态时，弹簧测力计的示数为 $1N$ ；

①此时铁块受到摩擦力的大小为 　　 $N$ ，方向为水平 　　；

②按图丁所示的实验装置进行实验有较多的优点，请列举两条： 　　； 　　。

小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

物理量 次数	钩码总重G/N	钩码上升的高度h/m	测力计示数F/N	测力计移动距离s/m	机械效率h
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

 
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_________拉动弹簧测力计，且在且___________（静止时/拉动时）读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为_______。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用______图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率________。
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_________。

小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为 $1.0N$，每个钩码的重力为 $0.5N$，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）

序号	1	2	3	4	5	6	7	8
动滑轮重 $G_0/N$	1.0	1.0	1.3	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
所挂钩码的重力 $G/N$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
弹簧测力计示数 $F/N$	0.8	1.2	1.3	1.6	1.8	2.2	2.3	2.7

（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组　   　（选填“省力”或“不省力” $)$

（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数 $F$与被提升钩码重力 $G$以及动滑轮重力 $G_0$的关系为　　

（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为 $50N$的物块从位置 $A$匀速直线拉到位置 $B$，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为　　 $\mathit{cm}$；若此时绳自由端所用拉力为 $10N$，物块受到的摩擦力为 $18N$，该滑轮组的机械效率为　　。

如图所示为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。

（1）三次实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块，分别读出弹簧测力计的示数为 $F_1$、 $F_2$和 $F_3$，其中最大的是　　。

（2）比较甲、乙两次实验，得出的结论是：在压力相同时，　　，滑动摩擦力越大。

（3）在丙图中，弹簧测力计示数 $F_3$为 $1.6N$，若弹簧测力计示数增大到 $2N$，此时的木块 $A$所受滑动摩擦力为　　 $N$。

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。

在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图所示的实验装置。

（1）调节平衡时，应该使它在    位置平衡。根据图示杠杆所处的位置，应将平衡螺母向    调整（填“右”或“左”）。
（2）挂上钩码，正确调节使杠杆再次平衡。此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆    ，挂钩码位置所对应的刻度值就等于    。
（3）某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为他们的做法是    。
（4）实验的结果如下表所示。

甲同学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
乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力×动力臀=阻力×阻力臂
两个同学都认为自己是对的，对方是错误的．那么你认为他们中正确的应该是    同学。原因是    同学的结论部分仅从部分实验数据分析得到，不是所有实验数据都满足他总结的结论。