初中物理力和机械实验题

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。

小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了五次实验，实验中读数准确，数据记录如下表：

（1）请画出实验中所使用滑轮组的绳子绕法；
（2）表中有一个数据的记录是不合理的，此数据是      ；
（3）第三次实验的机械效率为         ，综合表中数据可得：滑轮组的机械效率与        和        无关；
（4）若用此滑轮组提升4N的物体，该滑轮组机械效率将      （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）小明在实验过程中竖直匀速拉动弹簧测力计，在此过程中，物块的机械能
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

如图（a）所示是小明同学设计的一种测定油箱内油面高度的实验装置．R₁为10Ω定值电阻，R₂是规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器，油量表是由量程为0～0.6A的电流表改装而成的，电源电压为3V．

（1）它的工作原理是：油箱内油面上升，金属滑片        （选填“向上”或“向下”）端移动，电流表示数会        （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）当R₂的滑片处于最上端时，电路消耗的功率是___________W；
（3）图（b）是同班同学小华利用同样器材，设计的测定油箱内油面高度的实验装置．你认为设计更合理的是：___________同学，其原因是________________________________．

某物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．
（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向       （选填“左”或“右”）移动.实验中，要将杠杆调在水平位置平衡（如图乙所示），其目的是      ．

（2）实验中测得的数据如下表所示，表格中漏填的数据应为       N．

测量 序号	动力 F1/N	动力臂 l1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 l2/cm
①	1	20	2	10
②	2	15	1.5	20
③	3	5		15

（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“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”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中       ．
A.没有改变力的大小                    B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点                  D.实验次数较少，结论具有偶然性

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              ．

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）．

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：                               ．

在探究“杠杆平衡条件”活动中，某同学记录了三组数据如下表：

序号	动力F1/N	动力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
1	1.96	0.04	3.92	0.02
2	0.98	0.02	0.49	0.01
3	2.45	0.03	1.47	0.05

（1）这三组数据中其中有一组是错误的，它的序号是 ▲ ，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是 ▲ ；
（2）如图所示，当在A处挂了三个钩码时，
要使杠杆平衡，应在C处挂 ▲ 个
钩码（每个钩码的质量相等）．
（3）若某次实验中用弹簧测力计竖直向上
拉杠杆一端的A点，如图a位置时所
示，杠杆平衡时，弹簧测力计的示数为 F_a；若在A点斜向上拉，如图b位置时所示，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为F_b，则F_a ▲ F_b（选填“大于”、“小于”或 “等于”）

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．