初中物理力和机械实验题

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”）

进行探究“杠杆的平衡条件”实验
（1）实验前楚旭发现杠杆右端低左端高，此时应将杠杆右端的平衡螺母向______调节，使得杠杆保持______静止；
（2）杠杆平衡后，楚旭在如图所示的B位置挂上三个钩码，可在A位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位置平衡；由此楚旭很快得出杠杆平衡条件，你认为楚旭得出结论______（合理/不合理），理由是__          ____.

如图所示，在一个已经调平衡、有刻度的杠杆右侧挂重力为G₀的钩码，钩码的位置B固定不动；左侧挂重力未知的金属圆柱体，悬挂点A的位置可以在杠杆上移动，细线长短可以调整，此时杠杆在水平位置平衡；量筒中盛有适量的水。要求利用上述实验装置和器材，探究“浸在水里的物体所受浮力大小与物体浸入水中的体积成正比”。 写出主要实验步骤，设计实验数据记录表。

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　　。

某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。

实验次数 物理量	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.6	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.4
机械效率η	74.1%	62.5%

（1）实验中应沿竖直方向         拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用        （选填“甲”或 “乙”）图所示装置做的实验。
（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率        （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s=        m，机械效率η=        。
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用相同的滑轮组提升不同的重物时，物重越大，滑轮组的机械效率    （选填“越高”、“不变”或“越低”）。

小明和小红利用如图甲所示装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩来探究杠杆的平衡条件．

（1）如图甲．为使杠扞在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母  （选填“左”或“右“）移动．
（2）小明在实验中记录了三次实验数据如下表：

实验数据次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.0	10	0.5	20
2	2.0	10	0.5	20
3	2.0	20	4.0	10

由实验数据可得杠杆的平衡条件是  ．
（3）小红调节杠杆平衡后，在杠杆的两端挂上钩码，杠杆的状态如图乙所示，为此，小红又调节两端的平衡螺母，使杠杆重新回到水平平衡位置．然后正确记录下钩码重，动力臂OA和阻力臂OB的值．分析实验致据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一样？答                            ．

小强在探究“杠杆的平衡条件”时：
（1）为了便于测量力臂，他先调节杠杆两端的      ，使杠杆在____位置平衡；
（2）你是学习小组的组长，在检查小强实验实验记录，在这两组数据中，发现实验序号为_______的一组数据是错误的。经检查，结果是测量阻力臂时读错了，阻力臂的实际值应为_______m；小强得到杠杆的平衡条件，你认为不够合理，理由是

实验序号	动力F1／N	动力臂L1／m	阻力F2／N	阻力臂L2／m
1	2	0．3	l	0．4
2	1	0．4	2	0．2

 

下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。

（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到　       　位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向　      　（选“左”或“右”）端调节。

（2）调节平衡后，在杠杆 $B$点处挂6个钩码，如图甲所示，则在 $A$点处应挂　　     个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。

（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长 $5\mathit{cm}$，钩码每个重 $0.5N$，请将弹簧测力计的示数填入下表。

实验序号	动力 $F_1/N$	动力臂 $L_1/m$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $L_2/m$
1		0.15	3.0	0.10

上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是　            　。

做物理实验要遵循实事求是的原则，乐乐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	1.5	1.0
3	2.0	1.3

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、实验失败，停止实验            B、与同学分析可能原因，
C、改进实验条件，重新实验，      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_____________________，除此之外弹簧测力计还应沿________方向做___________运动，

如图所示，利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。

（1）实验前杠杆如图所示，为使杠杆处在     平衡状态，应将杠杆右端的平衡螺母B向     （选填“左”或“右”）调。
（2）记录实验数据的表格如下表，请将表头栏目、实验所记录的数据补充完整。

实验次数	①	动力臂L1/m	阻力F2/N	②
1	2	0. 3	3	0.2
2	4	0.4	8	③
3	5	④	6	0.25

（3）本实验中收集多组数据的目的是：                            。

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"探究杠杆平衡条件"的实验中：

（1）实验前，若使如图1所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 　　（选填"左"或"右" $)$ 调节。

（2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　　。

次数	动力     $F_1/N$	动力臂     $l_1/\mathit{cm}$	阻力     $F_2/N$	阻力臂     $l_2/\mathit{cm}$
1	1.0	15.0	1.5	10.0
2	1.0	20.0	2.0	10.0
3	2.0	15.0	3.0	10.0

（3）为了进一步验证实验结论，又做了如图2所示的实验，在杠杆水平平衡时：

①已知每个钩码的质量均为 $50g$ ，则此次实验中阻力 $F_2$ 大小为 　　 $N$ ，阻力臂 $l_2$ 为 　　 $\mathit{cm}$ ； $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

②请你在图中画出动力 $F_1$ 的力臂。

综合问答 $--$运动场上的物理：

小雨在运动场上经历的几个场景如下，请你从中挑选一个，用所学的物理知识进行解释：

①同学们在不同位置都能看清主席台上的标语；

②为了防止打滑，小雨穿了一双鞋底花纹更明显的运动鞋；

③小雨买了一盒冰镇饮料，用吸管的尖端刺破封口，喝完饮料后他感到很凉快。

解释场景　　 $:$

　　，所以会有这个现象。