初中物理力和机械实验题

杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至 $O$点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为 $2\mathit{kg}$的物体时，秤砣移到 $B$处，恰好能使杆秤水平平衡，测得 $\mathit{OA}=5\mathit{cm}$， $\mathit{OB}=10\mathit{cm}$。

（1）计算秤砣的质量。

（2）小金在 $B$处标的刻度应为　　 $\mathit{kg}$．若图中 $\mathit{OC}=2\mathit{OB}$，则 $C$处的刻度应为　　 $\mathit{kg}$。

（3）当秤盘上放一个质量为 $2\mathit{kg}$的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数　　（选填“ $<$”或“ $>$” $)2\mathit{kg}$，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。

据报道，一位物理老师在动物园内， 用弹簧测力计称出了一头大象的质量.在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具. 操作步骤如下：

步骤1．他首先将铁笼系于槽钢上的B点， 当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡，测得OB=6cm.
步骤2．将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端， 使之再次在水平位置平衡，测得OA="9" m，弹簧测力计的示数为200N.
(1) 老师运用了_________原理进行测量的．
(2) 设计步骤1的目的是_______________________________．
(3) 试计算大象的质量(g取10 N/kg)．

在“研究杠杆平衡条件”的实验中
（1） 实验前，应先调节平衡螺母，使杠杆在         位置平衡，这样做是为了                     ；如发现杠杆左端偏低，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.

（2） 实验时，增减钩码数量并移动挂钩的位置，使杠杆仍在         位置平衡，这样做是为了                            ；
（3） 某同学记录了三次实验数据如表：这三次实验数据中有一次是错误的，错误的实验次数是       ，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是                    。实验做三次，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是_                 __。

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/m	阻力F2/N	阻力臂L2/m
1	2.0	0.04	4.0	0.02
2	1.0	0.02	0.5	0.01
3	2.5	0.03	1.5	0.05

 

如图所示是小华利用合金块、水等器材来测合金密度的实验情景．

（1）将合金悬挂在弹簧测力计下，示数如图甲，则合金块的重力为    N；
（2）将合金块慢慢浸入水中，弹簧测力计的示数将     （填“变大”“变小”或“不变”）；合金块浸没到水中后，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时合金块在水中所受的浮力为    N；
（3）由此可计算出合金块的体积为     m³，密度为     kg/m³；
（4）若将乙图中的清水换成盐水，弹簧测力计的示数将      （填“变大”“变小”或“不变”）．

为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：天平、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材．实验步骤如图：（g取10N／kg、ρ_蜡<ρ_水）

（1）金属块的重力为________牛．
（2）金属块浸没在水中时排开水的体积为______厘米³．
（3）用公式F_浮＝ρ_水gV_排计算金属块浸没在水中受到的浮力，大小为_________牛．
（4）比较金属块浸没时浮力和重力大小，可知金属块浸没在水中时会________（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．
（5）用此方案探究蜡块浮沉条件，需改进之处是                             ．

（2014中考真题）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

实验探究

（1）探究重力与质量的关系

①某同学用质量已知的钩码进行实验，根据测得的数据作出的 $G-m$关系图象是一条过原点的直线 $a$由此得出结论：物体受到的重力与它的质量成　     　比。

②他又正确测量了一个木块的质量和重力，并在同一坐标系中正确描点得到点 $A$，如图所示。点 $A$不在直线 $a$上的主要原因是　      　。

（2）探究阻力对物体运动的影响

如图所示，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，小车在水平面上由于受到阻力，滑行一段距离后停止；去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，运动的小车所受到的阻力减小，滑行的距离增大。

进一步推理：如果运动的小车受到的阻力为零，它将　      　。通过上述实验和推理可得：力不是维持物体运动状态的原因，而是　       　物体运动状态的原因。

（3）测量滑轮组的机械效率

实验装置和数据记录表如下：

次数	钩码重力 $G/N$	钩码上升的高度 $h/m$	绳端拉力 $F/N$	绳端移动的距离 $s/m$	机械效率 $\eta$
1	2.0	0.10	0.9	0.30	$74.1\%$
2	2.0	0.15	0.9	0.45	$74.1\%$
3	2.0	0.20	0.9	0.60	$74.1\%$
4	4.0	0.20	1.6	0.60

①第4次实验测得的机械效率为　     　。

②分析表中数据可得：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率　    　；提升不同的物体，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越　     　。

如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”和“流体压强与流速关系演示仪”。

（1）如图甲（杠杆自身质量和摩擦忽略不计，固定装置未画出）， $O$为支点， $\mathit{OA}=\mathit{OD}=3\mathit{OB}=0.6$米， $\mathit{CD}=0.2$米。在做背景的白纸上作有以 $O$为圆心半径为0.2米的圆。在 $A$点挂5牛顿的重物 $G$，要使杠杆水平平衡，则作用在 $B$点竖直向下的力 $F_B$应为　　牛，撤去 $F_B$后，按图示方向分别施加 $F_C$、 $F_D$两个力，且每次都使杠杆在水平位置平衡，则 $F_C$、 $F_D$大小关系为　　。

（2）如图乙，在注射器 $A$、 $B$处分别扎一个等大的小孔，插入两根相同规格的硬质塑料管（连接处密封），并 在管上分别系一个未充气的同规格气球（连接处不漏气）。先慢慢往外拉活塞，使注射器中充满空气，接着快速向内推动活塞，在此过程中可观察到 $A$、 $B$两孔处气球的鼓起情况是　　（填序号）。

① $A$孔处气球大 ② $B$孔处气球大 ③两个气球一样大

在探究“杠杆平衡条件”的实验中：

（1）某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向________调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）如图甲所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边A处挂        个相同的钩码。
（3）如图乙所示，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，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F     （填“变大” 、“不变” 或“变小”），其原因是：                        。

小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：
①接触面所受的压力大小；
②接触面的粗糙程度；
③接触面积的大小．
接下来小伟通过如图所示实验操作验证他的猜想：

（1）实验中小伟应该用弹簧测力计水平      拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据      的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小．
（2）如果小伟要探究猜想②，他应该选择      两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：在其他因素相同的情况下，      ，滑动摩擦力越大．
（3）小伟要探究猜想③，他将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示．他比较甲和丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关．你认为他的结论可靠吗？答：      ．小伟在实验中存在的问题是      ．

小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5m／s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度和弹簧缩短的长度△L之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0．2牛的压力就缩短1厘米，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能变化过程是         。小球受到的重力为            N (不考虑空气阻力) 。

在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（杠杆上每小格长为2cm）、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个（每个钩码重lN）．

（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于    （选填“平衡”或“不平衡”）状态．
（2）实验时，使杠杆在    位置平衡，主要是为了便于测量    大小，因此他把杠杆右端的平衡螺母调到最右边，但是杠杆仍然不能水平平衡，接下来他应该    ．
（3）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，作为动力F₁，B点处挂上1个钩码，作为阻力F₂，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂L₁和L₂，计算后发现：F₁ L₁= F₂ L₂，便得出杠杆的平衡条件是：F₁ L₁= F₂ L₂．但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是    ．
（4）接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是    N．以弹簧测力计的拉力为动力F₁¢，钩码重力为阻力F₂¢，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F₁¢L₁¢总是大于F₂¢L₂¢，其原因主要是受    的影响．

在研究杠杆平衡条件的实验中：
（1）实验前没有挂钩码静止时，杠杆右端上翘，杠杆处于          （填“平衡”或“不平衡”） 状态，为了使杠杆在水平位置平衡，则应将左端的平衡螺母向     （选填“左”或“右”）调，这样做的目的                                         ．
（2）在如图所示的装置中，每个钩码重1N（杠杆上每格等距，杠杆自重不计），要使杠杆在水平位置平衡，小张应在B处挂      个1N重的钩码．而邻组的小强则在C处施加一个竖直方向的力，也使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应            ，大小为           N．

（3）本实验得出杠杆的平衡条件是                                   ．

根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：

（1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示．小明同学想要通过调节杠杆右端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，则调节时应使右端的螺母向  移动（选填“左”或“右”）．
（2）图乙中要是杠杆平衡，应在a处挂  个钩码．
（3）当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将 
  （选填“变大”、“不变”或“变小”）

小明用弹簧测力计、粗糙程度均匀的水平桌面、砝码和木块等实验器材来探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。

（1）小明用图甲所示的实验装置进行实验，要想知道滑动摩擦力的大小，应该使木块在水平桌面上做　　运动。此时滑动摩擦力大小为　　 $N$。

（2）分析本实验误差产生的原因，请写出其中1条：　　。

（3）根据图乙给出的数据点画出 $f{F}_{压}$关系图像。依据 $f{F}_{压}$关系图像，思考当 $F_{压}=6N$时如何确定滑动摩擦力的 $f$大小，在图乙中纵坐标轴上用字母 $A$标记 $f$大小的位置并留下作图痕迹。

（4）自行车刹车时，捏手刹用的力越大，车子停的越快的原因是　　。