初中物理力和机械实验题

在学习摩擦力时，小强猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：

$a$．接触面所受的压力

$b$．接触面的粗糙程度

他通过如图所示实验，并记录实验数据：

（1）如图甲，在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，从而测出木块与长木板的滑动摩擦力

（2）如图乙，在木块上加一砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此情况下的滑动摩擦力。

（3）如图丙，在木板上铺上毛巾，从而改变木块与长木板的粗糙程度，保持木块上的砝码不变，测出此情况下的滑动摩擦力。

实验次数	接触面	压力	弹簧测力计的读数
1	木板面	$4N$	$0.6N$
2	木板面	$6N$	$0.9N$
3	毛巾面	$6N$	$3.0N$

①在以上实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，根据　　知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小。在第1次实验中，滑动摩擦力为　　 $N$；若拉力增大到 $2N$，木块做加速运动时，滑动摩擦力为　　 $N$

②比较第1、2次实验得出结论：　　

③比较第2、3次实验得出结论：　　。

④如图丁所示，小强还利用以上实验器材来研究木块所受到的滑动摩擦力。他水平拉动木板向右加速运动的过程中，木块相对地面保持静止，木块受到木板的摩擦力大小　　（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$弹簧测力计的读数，方向是　　。

如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。

（1）若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是________N，则滑轮组的机械效率是 ________。
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，选择如下器材：长木板和表面固定有棉布的长木板、长方形木块（各表面粗糙程度相同）、砝码、弹簧测力计等。

（1）实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动放置在长木板上的物块，使其做 　　运动，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。

（2）如图为完成本实验设计的操作方案

得到的实验数据记录如表：

实验情景	甲	乙	丙	丁
测力计示数     $/N$	1.50	1.50	2.10	2.50

该实验设计主要运用了 　　的实验方法。

（3）比较甲、乙两次实验可知，滑动摩擦力大小与接触面积的大小 　　；比较 　　两次实验可知，在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越小，滑动摩擦力越小。

（4）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了 　　两次实验得出的结论。

为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据．表一：

甲弹簧受到的拉力／N	0	l	2	3	4	5	6
甲弹簧的长度／cm	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0	21.0	24.0

表二：

乙弹簧受到的拉力／N	0	l	2	3	4	5	6
乙弹簧的长度／cm	6.0	7.5	9.0	10.5	12.0	13.5[	15.0

⑴分析表一和表二数据可知：①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成               ；②在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度比乙弹簧      （大/小）．
⑵如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．则量程较大的是     （A/B）测力计，精度较高的是         （A/B）测力计．
⑶经实验探究发现：在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，请设计一个简单实验，证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关

小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究"杠杆的平衡条件"实验。

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向 　 　（填"左"或"右"）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。

（2）得出杠杆的平衡条件"动力×动力臂＝阻力×阻力臂"后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F ₁和动力臂L ₁的数据，并绘制了F ₁与L ₁的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L ₁为0.1m时，F ₁为 　 　N。

在弹性限度内，弹簧受到拉力越大，弹簧越长。但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度却不同，这说明弹簧的伸长还与弹簧本身有关，可用刚性系数来表示，刚性系数大的弹簧不容易被拉伸。为了研究弹簧的刚性系数与下列因素的关系，通过实验取得如下数据（其中：S为金属丝横截面积，n为弹簧匝数，r为弹簧半径，A为弹簧的刚性系数)。
请回答：
（1）比较      组数据可得弹簧刚性系数与弹簧匝数的关系。
(2)如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用1ON的力拉伸时，用      丝做成的弹簧变得更长。

组号	材料	S/m^2	n	r/m	A/(N·m^-1)
1	铜	3x10^-6	100	1x10^-2	90
2	钢	3x10^-6	100	1x10^-2	180
3	铜	3x10^-6	100	1x10^-2	360
4	钢	3x10^-6	200	1x10^-2	90
5

（3）为完成整个探究还需增加一组实验（与第4组形成对照），把数据填在第5组表格内。（在答卷上作答）

在做"研究影响滑动摩擦力大小的因素"的实验中，同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：①接触面所受的压力；②接触面的粗糙程度。根据猜想，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验：

（1）用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据 　　的知识可知，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。如图甲所示，木块受到的摩擦力大小为 　　 $N$ 。

（2）通过比较 　　两图，可验证猜想①；通过比较 　　两图，可验证猜想②。进一步归纳得出结论：接触面所受的压力越 　　（选填"大"或"小" $)$ ，接触面越 　　（选填"光滑"或"粗糙" $)$ ，滑动摩擦力越大。

（3）有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关，于是设计了以下两种实验方案：

A．	$A.$ 将木块竖直切去一半，如图丁，重复（1）的操作过程，比较图甲和图丁
B．	$B.$ 将木块侧放，如图戊，重复（1）的操作过程，比较图甲和图戊

你认为合理的实验方案是 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 。

探究杠杆的平衡条件：
（1）如图（a），杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向______调节，当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为______cm．

（2）如图（b），在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_________________．若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则此时弹簧测力计示数应为_______N．
（3）如图（c），当杠杆在水平位置平衡时，与图（b）相比，弹簧测力计示数将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

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。

如图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于　     　（选填“平衡”或“不平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　     　调节，这样做的目的是　       　，并消除杠杆自重对实验的影响。

（2）在溢水杯中装满水，如图乙所示，将石块缓慢浸没在水中，让溢出的水流入小桶 $A$中，此时小桶 $A$中水的体积　       　石块的体积。

（3）将石块从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶 $B$中，将装有水和石块的 $A$、 $B$两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置回复平衡，如图丙所示。此时小桶 $A$、 $B$的悬挂点距支点 $O$分别为 $13\mathit{cm}$和 $5\mathit{cm}$，若不考虑小桶重力，则石块密度的测量值为　      　 $\mathit{kg}/m^3$；若考虑小桶重力，石块的实际密度将比上述测量值　       　。

在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。弹簧测力计的示如图所示，根据　　的知识，可知木块受到的滑动摩擦力是　　 $N$；如果在木块上再放一个砝码，则木块在木板上运动时受到的滑动摩擦力将　　。

平衡的条件实验时，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在        位置平衡，这样做是为了便于测量          ；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向           调节，或将左端的平衡螺母向         调节。小红根据如左图所示的实验现象得出的杠杆平衡条件是：“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”。为了说明这一结论并不正确，请你在右图所示的杠杠上B点处画出需要对杠杠施加的力的示意图。