初中物理力和机械实验题

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。

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。

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__          ____.

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第l 、2 、3 次实验装置分别如下图中的所示，记录的数据如下表：

次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	有用功 W 有／J	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m	总功 W总／J	机械效率 （
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	l.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.l	0.5	0.55

 
（1）比较第1 次实验和第2 次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越      ．
（2）第3 次实验中所做的有用功是      J，机械效率是     ．
（3）第3 次实验中动滑轮个数比第2 次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功      （选填“增加”或“减小”）．因而，由第2 、3 次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，     额外功（选填“增大”或“减小”）．

物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题
（1）实验前没有挂钩码时，杠杆右端下倾，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”）调节，这样做的目的：            。
（2）小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的    端下降．要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将                     即可．
（3）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示．小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡．你认为原因是                     ．
（4）他们认为（2）问中拉力是做功的．如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力F做功为    ．

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．

（1）实验时，使杠杆在      位置平衡，应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往       （选填“左”或“右”）调．
（2）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，做为动力F₁，B点处挂上l个钩码，做为阻力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：F₁L₁=F₂L₂，便得出杠杆的平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂．但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是      ．
（3）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      作用的影响．

（4）小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，使杠杆仍在水平位置平衡，如图丁所示，请推算：此时弹簧测力计的拉力是       N．

在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据，测得数据如表：

实验次数	动滑轮重G动/N	物重G/N	钩码上升高度h/m	动力F/N	动力作用点移动距离s/m	滑轮组的机械效率η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6
2	0.5	1	0.2	0.7	0.6	47.6
3	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6
4	0.5	4	0.1	2	0.3	①
5	1	4	0.1	②	0.5	50

（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
（2）实验中应沿竖直方向       拉动弹簧测力计．
（3）表格中变化①处数据应为        ；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为        N．
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与                        无关．
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和                       有关．
（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．你认为这句话是        的（填“正确”或“错误”）．你是用小明收集的数据中       两组数据对比分析来判断的．

在研究“杠杆的平衡条件”实验中，

（1）实验前发现杠杆右端偏高，需将平衡螺母往        移一些，直至杠杆在        位置平衡．实验过程中，要使杠杆在水平位置平衡，目的是                       ．
（2）如图乙所示是三次实验结果，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.5	10	1	②
2	1	20	①	10
3	1	20	1.5	10

（3）将表格中的实验数据补充完整．①          ②
（4）分析第一、二次测量实验数据，可以得到：                           ．
（5）在分析第三次测量数据时，该同学发现F₁L₁和F₂L₂并不相等，该同学实验过程中的失误之处在于                           ．

人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下：

a．如图甲所示，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0点时，槽钢在水平位置平衡．
b．将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变．用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次茌水平位置平衡，如图乙所示．测得OB=6cm，OA=9m，弹簧测力计的示数为200N.根据上述数据测出了大象的重量．
（1）大象的重量为        N．
（2）设计步骤a的目的是                     ．

“低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验，如图甲所示。把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力作用点。将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示。让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据。如下表：

（1）头颅模型质量为1kg，当低头角度为60^o时，颈部肌肉实际承受的拉力是＿＿＿N；如果真实头颅质量为8kg，当低头角度为60^o时，颈部肌肉实际承受的拉力是＿＿＿N。
（2）请解释：为什么低头角度越大，颈部肌肉的拉力会越大？答          。
（3）请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：             。

在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图甲所示的位置。

（1）为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向    (填“左”或“右”)移动。
（2）调节好的杠杆，如图乙，用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡，若每个钩码重为2N，则弹簧测力计的读数为        N。
（3）如图丙，当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时，用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变_______，这是因为_______________。
（4）实验中测得的数据如表所示

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	1	15

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．没有改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡

如图所示，用动滑轮提升钩码，不计绳重和摩擦，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下


（1）实验时，用手竖直向上     拉动弹簧测力计，读出测力计的示数．
（2）分析表中数据发现，使用此动滑轮提升物体时，拉力并不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其原因是     ．
（3）在第③次实验中，动滑轮的机械效率为     %．
（4）由表中实验数据计算推知：在不计绳重和摩擦的情况下，用同一动滑轮，将不同物体提升相同高度时，物体越重，有用功______，额外功______，动滑轮的机械效率将______（均选填“越大”、“越小”或“相同”）．

根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：
（1）调节螺母使杠杆在水平位置平衡时，应确保杠杆上     （选填“悬挂”或“不悬挂”）钩码。若发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向       （选填“左”或“右”）调节．
（2）图甲中要使杠杆平衡，应在a处挂       个同样的钩码．
（3）当弹簧测力计由图乙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”） ，其原因是       。

（4）下表是根据实验得到的数据，据此分析，本次实验的两个不妥之处是：

①              ；②               。

（1）如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图．O为支点， F₁表示作用在鱼竿上的动力，请在图中作出F₁的力臂l₁和阻力F₂的示意图。

（2）如图所示，利用滑轮组匀速提升重物，要求使用时最省力．请完成该滑轮组的绕法．

（3）用笔画线代替导线完成图中电路的实物连接．要求：两灯并联，开关控制整个电路，电流表测量通过L₁、L₂的总电流，导线不能交叉．2

在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

（1）实验时，弹簧测力计应在         方向上拉动钩码做匀速直线运动。

（2）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a）      ； （b）      ；（c）      。
（3）通过比较     两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重      （“有关”、“无关”）。
（4）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较      两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是       的（选填“正确” 或“错误”）。