初中物理力和机械实验题

物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，来“探究杠杆的平衡条件”。
（1）在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_______；若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向_______(填“左”或“右”)调节，以使杠杆在水平位置平衡。

（2）调节完毕后，当在杠杆B点挂3个质量相同的钩码，如图乙所示，那么在杠杆的D点挂_______个质量相同的钩码，才能使杠杆恢复在水平位置平衡。当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格，那么杠杆_______（填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡。
（3）实验中若不在D点挂钩码，而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡，为使弹簧测力计的示数最小，应使弹簧测力计挂在______点，且拉力的方向是_______。

如图所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个．

(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．此时，应把杠杆两端的平衡螺母向     (选填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，保持在______位置静止，达到平衡状态．这样做的目的是：                   ．
(2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡．于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：__________________．他这样得出的结论是否合理？_______；为什么？_______________________．
(3) 如图20所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_____(变大／变小／不变)，其原因是             ．

遵循实事求是做物理实验的原则，彬彬同学按图所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：

实验次数	物重G/N	弹簧测力计示数F/N
1	1.0	0.7
2	2.0	1.2
3	3.0	1.7

通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，回想你的
实验经历，回答下列问题：
（1）面对这一事实，下列做法中最不可取的是（    ）
A．与同学分析可能原因，         B．改进实验条件，重新实验，
C．实验失败，停止实验           D．查阅资料，了解结论的适用条件
（2）该实验中出现这样结果的主要原因是__________。为了减小偏差，我们可以改进
的方法是________________。（写出一点）
（3）进行实验时，弹簧测力计应沿______方向做     运动。若方向稍微偏离一点，
则机械效率将________（变大/变小/不变）。

在探究"影响滑动摩擦力大小因素"的实验中，实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。

（1）实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做 　　运动，根据 　　知识可知，木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。

（2）如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应选择 　　两图进行实验，比较两图可得出的结论是 　　。

（3）某同学猜想：滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半（如图丁所示），重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是 　　，改进方法是 　　。

小华同学想知道“金属丝被拉断时拉力的大小和哪些因素有关”，她决定和她的几个同学一起来通过实验进行探究．   
她们通过反复讨论，提出了以下几种猜想：
猜想1：金属丝被拉断时，拉力的大小可能与金属丝的长度有关；
猜想2：金属丝被拉断时，拉力的大小可能与金属丝的粗细有关；
猜想3：金属丝被拉断时，拉力的大小可能与金属丝的材料有关；
猜想4：相同材料的金属丝被拉断时，单位横截面积所受到的拉力可能相同．

金属丝	材料	长度／cm	横截面积S／mm^2A
A	铜	10	0.5
B	铜	10	1.0
C	铜	10	1.5
D	铜	20	0.5
E	铜	20	1.5
F	铜	30	0.5
G	铁	20	1.5
H	铝	20	1.5
I	铝	30	1.5

为了验证上述猜想是否正确，她们找到了上表所列规格的金属丝若干根，并借到了一台拉力机．这台拉力机可以对固定在机器上的金属丝产生一个逐渐增大的拉力，并能读出金属丝被拉断时拉力的大小．
(1)小华为验证猜想1应选用的金属丝为___________；
为验证猜想2应选用的金属丝为_______________；
为验证猜想3应选用的金属丝为_______________．
(2)小华为了验证猜想4，需要记录、处理她通过实验收集到的一些实验数据．请你帮她设计一个便于记录和处理实验数据的表格．

在探究杠杆平衡条件的实验中：

⑴ 如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向       调节．
⑵ 如图乙所示，调节平衡后，左侧挂上钩码，在右侧用弹簧测力计（图中未画出）拉杠杆，使其在水平位置平衡，为便于测量力臂，应使弹簧测力计拉力的方向              ．
⑶ 操作过程中，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，你认为接下来合理的操作是             ．（写出一条即可）

同学们在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时，做出如下猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；
猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；
猜想三：滑动摩擦力的大小与接触面积有关．
为了验证上述三个猜想，同学们在水平台上做了如图所示的实验（其中甲乙接触面都为相同木板、丙接触面为毛巾），请你补全下列实验过程：

（1）实验过程中，在水平面上沿水平方向       拉动弹簧测力计；
（2）通过对比甲、乙两图，可知猜想  是正确的，其结论是：                             ．
（3）通过比较甲、丙两图得出“接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论，这是  （选填“正确”或“错误”）的，因为                            ．
（4）要想验证猜想三是否正确，在控制其它变量不变的基础上，需要改变              ．

学习了“机械效率”后，小明知道了同一动滑轮提升不同重物机械效率不同．他想知道自重不同的动滑轮提升相同重物机械效率是否相同．小明用如图所示装置，选用三个自重不同的动滑轮进行了实验，测得数据如表所示．

实验序号	动滑轮自重G0/N	被提升钩码重力G/N	钩码上升的高度h/cm	弹簧测力计的示数F/N	弹簧测力计移动的距离s/cm	动滑轮的机械效率
①	0.2	6	5	3.2	10	93.8%
②	0.5	6	5	3.4	10	88.2%
③	1.5	6	5	4.0	10	﹣

（1）在实验中，弹簧测力计应竖直向上  拉动；
（2）第③次实验中，动滑轮的机械效率为  ；
（3）分析表中数据，可得出的结论是：                               ．

在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小柯还是认为：重力越大，滑动摩擦力越大。于是张老师用如图装置与他一起实验。

步骤一：将铁块放在木板上，往砂桶中加入一定量细沙，使压力传感器的示数为5.00牛，水平向左拉动木板，读出拉力传感器的示数并记录。

步骤二：换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块，重复步骤一，记录结果如下表：

实验次数	质量不同的铁块	压力传感器示数（牛 $)$	拉力传感器示数（牛 $)$
1	小	5.00	2.10
2	中	5.00	2.11
3	大	5.00	2.11

请回答下列问题：

（1）第1次实验中铁块受到的摩擦力为　　牛；

（2）实验中能否用钩码代替细沙？并说明理由；

（3）通过实验得出的结论是　　；

（4）小柯认为：该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大，你认为他的说法是否合理，为什么？　　。

在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置：

（1）实验前，小明同学发现实验装置处于如图甲所示的状态，使用时，首先应将杠杆两端的平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是　　；

动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/\mathit{cm}$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $l_2/\mathit{cm}$
2	5	5	2
3	6	6	3
4	2	2	4
3	4	2	6
3	6	9	2
4	4	2	8

（2）一实验小组在正确操作过程中，得出的实验数据如上表。小明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；小华同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力 $\times$动力臂 $=$阻力 $\times$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　　；

（3）把图乙中 $A$点的钩码取下，在 $A$点用弹簧测力计施加一个竖直向下的拉力 $F$时，杠杆仍能在水平位置平衡，如图丙所示。当拉力 $F$向左倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力 $F$将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$；

（4）小红同学采用了图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与其他同学得出的正确的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是　　。

某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量．

⑴ 将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的重心；
⑵ 如图所示，将质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置，移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡．记录物体悬挂点到支座的距离L₁和刻度尺的         到支座的距离L₂；
⑶ 根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m =           （用题目中所给物理量表示）．

如图所示是“测定滑轮组的机械效率”的装置，实验中测量的有关数据如下表，请你根据表中数据画出实验中滑轮组的绕线，并把正确的数据填入下表空格中．若用该滑轮组把同一个物体提升的高度增大，则机械效率是      （选填“增大”“减小”或“不变”）的．

如图所示，在探究水平面上长方体木块所受摩擦力的实验中，小明用弹簧测力计沿水平方向拉静止的木块，木块表面粗糙程度相同，实验记录如下表所示，由表中信息可知，小明探究了滑动摩擦力的大小与  的关系；当弹簧测力计示数为4.0N时，木块所受的摩擦力大小是  N，此时木块做 
  （选填“匀速”、“加速”或“减速”）运动，木块开始滑动时受到的摩擦力  （选填“大于”、“小于”或“等于”）匀速运动时受到的摩擦力．

拉力大小F/N	0～3.4	3.5	3.3
木块平放	静止	开始滑动	匀速运动
木块平放	静止	开始滑动	匀速运动

随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：

⑴小汽车的外形设计成流线型(如图所示)，当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力           （大于/等于/小于）静止时对路面的压力，其原因是     。
⑵汽车发动机工作时，缸体的温度很高，为确保发动机正常工作，需对缸体进行冷却。汽车发动机常用水作为冷却剂，这主要利用了水的                 的特性。若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50℃时吸收的热量是           J。
⑶你还发现小汽车的哪些设计和使用过程中的哪些现象与物理知识有关？试举一例（要求写出设计或现象，以及所涉及的物理知识）。
示例：设计或现象：高速行驶的汽车急刹车后还要滑行一段距离。
涉及的物理知识：物体具有惯性。
设计或现象：                                                           。
涉及的物理知识：                                                  。
⑷“五·一”期间，小明一家开车外出旅游，途中看到如图所示的限速牌。小明用了10min的时间通过了这段10km长的限速路段，请你通过计算说明他超速了吗？近期，我国又加大了对超速和酒后驾车的查处力度。请你写一句相关的警示语，以提醒司机朋友一定要按交通法规驾车。

⑸小汽车给人们带来诸多方便，但也造成了一些负面影响，如能源消耗、尾气污染、噪声污染、交通阻塞等。请你从可持续发展的角度，就如何减小汽车的负面影响，提出一条合理化建议：                                                      。

小华、小明两位同学通过实验探究杠杆平衡的条件，所用实验器材有杠杆、弹簧测力计、钩码和支架等。他们分别在已调水平平衡的杠杆上施加动力F₁、阻力F₂并使杠杆在水平位置平衡，记录动力臂l₁及阻力臂l₂，小华、小明的操作情况分别如图（a）、（b）所示，表一、表二为他们记录的实验数据。


分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件，小华得出结论：杠杆平衡的条件是F₁＋l₁=F₂＋l₂。
（1）请判断：小华的结论是________的（选填“正确”或“错误”），依据是：_________
（2）分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件，小华又得出结论：杠杆平衡的条件是“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”，从实验的角度分析，小华的问题是：___________________________；请你提出实验的改进措施，帮助小华得出正确的结论。你的措施是______________________________
（3）改进实验后，进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可归纳得出结论：杠杆平衡的条件是___________________________。