【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷复习练习(Word版 含答案)
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【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷练习(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向______调,至杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是_____________;(2)某同学进行正确的实验操作后,能不能根据图甲的这一组数据得出探究结论?_________(填“能”或“不能”)。
理由是___________;(3)如图甲所示,杠杆水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各加上一个相同的钩码,则杠杆_____(填“左”或“右”)端将下沉;(4)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,若杠杆仍然保持在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】右消除杠杆自身的重力对实验结果的影响不能一次实验具有偶然性,不具备必然性右变大【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]杠杆右端下沉,应将杠杆重心向左移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端均可)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;当杠杆在水平位置平街时,力的方向与杠杆垂直,力臂等于支点到力的作用线的距离,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[3][4]用实验来探究物理规律时,要采用多次实验,用多组实验数据来总结实验结论,实验结论具有普遍性,如果只有一次实验数据,总结的实验结论具有偶然性,所以不能用一次实验总结实验结论。
(3)[5]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图甲中杠杆两侧各添加一个相同的钩码时,杠杆的左端⨯53=15G L GL杠杆的右端⨯G L GL44=16故右>左,则右端将下沉。
(4)[6]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC ,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC ,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷试卷(word版含答案)

【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷试卷(word 版含答案)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难) 1.在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)如图甲所示,为使杠杆在______位置平衡,可以将左端的平衡螺母向______调; (2)调节平衡后,在杠杆两侧挂不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并记录相关数据。
改变钩码的数量及位置多次实验,小明得出杠杆的平衡条件______。
如图乙所示,A 、B 两点分别增加一个钩码,则杠杆______(选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持平衡”);(3)如图丙所示,若不在B 点挂钩码,改用弹簧测力计在B 点向下拉杠杆,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐______(选填“增大”或“减小”),原因是弹簧测力计拉力的力臂在______(选填“增大”或“减小”)。
【答案】水平 左 动力×动力臂=阻力×阻力臂或F 1L 1=F 2L 2 右端下沉 增大 减小 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2]如图甲所示,杠杆右端下沉,左端上翘,应该将左端的平衡螺母向左调,使杠杆重新在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示,假设一个钩码重力为G ,横杆上一小格为L ,调节平衡后,在杠杆两侧挂不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并记录相关数据。
得到左边= F 2L 2=3G ×2L =6GL 右边= F 1L 1=2G ×3L =6GL左边等于右边,改变钩码的数量及位置多次实验,左边依然等于右边,小明据此得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂或F 1L 1=F 2L 2 [4]如图乙所示,A 、B 两点分别增加一个钩码,则428G L GL '=⨯=左边 339G L GL '=⨯=右边各自增加一个钩码后,右边大于左边,所以杠杆右端下沉。
【苏科版物理】九年级物理上册 全册全套精选试卷训练(Word版 含解析)

【苏科版物理】九年级物理上册全册全套精选试卷训练(Word版含解析)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
次数物重G/N绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离s/cm机械效率η/%1 1.00.510302 2.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息,组装图中小军使用的滑轮组______;(2)根据给出的实验数据,计算出第一次的机械效率并填入表格中______;(结果保留三位有效数字)(3)同一个滑轮组,在两次实验过程中机械效率不同,主要原因是______。
【答案】 66.7 两次提升的物重不同【解析】【分析】【详解】(1)[1]当钩码上升的高度为10cm时,绳自由端移动的距离为30cm,则绳子承担重物的段数30cm310cmsnh===绳子的段数是奇数,从动滑轮开始绕起,如图所示(2)[2]第一次的机械效率111111N0.1m100%100%100%66.7%0.5N0.3mW G hW F sη⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有1有1总(3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组,即绳重、摩擦、滑轮重是相同的,所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。
2.图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图,浮子是有上底无下底的圆柱形容器,中间有圆柱形的孔(图乙是浮子的放大示意图),壁的厚度忽略不计,浮子通过圆孔套在直杆上,并与调节螺母紧密相连,手动上下移动调节螺母,可以使浮子的位置随之上下移动,轻质细杆AB可绕O点旋转,A端与直杆底端相连,B端装有塞子当水箱的进水孔进水,水面接触到浮子下端后,浮子内的空⽓开始被封闭压缩,随着水位继续上升,浮子上升带动直杆向上运动,当水位上升到一定高度,AB杆处于水平位置时,塞子压住进水孔,进水孔停止进水。
(1)为测出浮子上底面的面积,现有刻度尺、量筒和水,请完成实验:①将浮子倒置后,用刻度尺测出浮子内的深度h;②将浮子装满水,用_______________________;③浮子上底面的面积表达式:S上=_________(用所测量物理量的符号表示)。
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【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷复习练习(Word 版 含答案)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难)1.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示:次数 物体的重力G /N 物体被提升高度h /m 拉力F /N 绳端移动的距离s /m 机械效率η 1 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1%420.11.50.2(1)表格内的第4次实验中应补充的数据是_______(结果精确到0.1%)。
这次数据是用图_________(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的;(2)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,若增大提升物体的重力,滑轮组的机械效率_________(选填“变大”“不变”或“变小”);(3)用甲滑轮组提升不同重物时,绳重和摩擦导致的额外功与总功的比为定值k ,根据表格中的数据可求出k=_________。
【答案】66.7 乙 变大 16【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]表格中第四次的有用功W 有=Gh =2N×0.1m=0.2J总功W 总=Fs =1.5N×0.2m=0.3J那么机械效率0.2J66.7%0.3JW W η===有总[2]由于s =2h ,所以所用滑轮组的承重绳子数为2根,则用的是图乙。
(2)[2]由表格数据可知,从1至3次实验,在增大提升物体的重力时,滑轮组的机械效率越来越大。
(3)[3]假设绳重和摩擦导致的额外功为W 其它,根据题意有=k W W 其它总第一次实验时,滑轮组做的总功及有用功分别为W 总1=F 1s 1=1.0N×0.3m=0.3J ,W 有1=G 1h 1=2N×0.1m=0.2J即W 其它1=0.3J ⋅k第二次实验时,滑轮组做的总功和有用功分别为W 总2=F 2s 2=1.4N×3m=0.42J ,W 有2=G 2h 2=3N×0.1m=0.3J第一、二次实验,滑轮组所做的总功和有用功分别增加了W 总2- W 总1=0.42J-0.3J=0.12J ,W 有2- W 有1=0.3J-0.2J=0.1J而滑轮组所做的总功W 总= W 有+ W 动+ W 其它可是,滑轮组每次做功,动滑轮所做的功不变,即两次做功,绳重和摩擦导致的额外功增加了0.02J ,那么220.02J 0.3J k 0.02J===k 0.42J 0.42JW W W +⋅+其它其它1总 所以1k 6=2.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示。
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【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷复习练习(Word 版 含答案)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难) 1.小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点。
(1)小明在杠杆两侧挂上钩码,调节钩码的数量和位置直到杠杆水平平衡,如图甲所示,此时小明将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后,杠杆_____(选填“左”或“右”)端下沉;(2)小明在得出杠杆平衡条件后,利用杠杆平衡条件解决问题:①如图乙所示,有一根均匀铁棒BC ,其长为L , O 点为其重心,其所受重力300N ;OA =4L,为了不使这根铁棒的B 端下沉,所需外力F 至少应为_____N ;若F 的方向不变,微微抬起这根铁棒的B 端,所需外力F '至少应为_____N ;②如图丙所示,C 物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×105Pa 。
现将C 物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端,杠杆的B 端悬挂D 物体,当杠杆在水平位置平衡时,C 物体对地面的压强为2×105Pa ,已知:D 物体的质量为2kg , OA :AB=1:4。
要使C 物体恰好被细绳拉离地面,则可以移动支点O 的位置,使O 'A :AB =______。
【答案】左 100 150 1:7 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]设图甲中的一个钩码重力为G ,杠杆一小格的长度为l ,据杠杆的平衡条件有3G ⋅2l =2G ⋅3l小明将两边钩码同时远离支点移动nl 距离后,杠杆左右两边变成3G ⋅(2l +nl )=(3n +6)Gl ,2G ⋅(3l +nl )=(2n +6)Gl而(3n +6)Gl >(2n +6)Gl所以杠杆左端下沉。
(2)①[2]据题意知,为了不使铁棒的B 端下沉,需用外力来保持平衡,此时铁棒的A 为杠杆的支点,阻力臂为OA =4L ,动力臂为AB =34L ,据杠杆平衡条件有 G 1⋅4L =F ⋅34L所以此时的外力111300N 100N 33F G ==⨯=[3]要将铁棒B 端稍微抬起,此时C 变成杠杆的支点,则12L LG F ⋅=⋅' 所以此时的外力111300N 150N 22F G ==⨯='②[4]由题意知,D 物体的重力G 2=mg =2kg×10N/kg=20N挂上D 物体,杠杆在水平位置平衡时,设绳子对A 端的拉力为F 1,则有F 1⋅OA =G 2⋅OB即1220N 480N ABF G OA=⋅=⨯= 悬挂D 物体前后,C 物体对地面压强变化∆p =p 1-p 2=6×105Pa-2×105Pa=4×105Pa那么C 物体与地面的接触面积425110m 10Pa80N 24F S p -===∆⨯⨯ 则C 物体的重力G 3=F C =p 1S =6×105Pa×2×10-4m 2=120N要使C 物体恰好被拉离地面,则A 端受到的拉力F 2=G 3=120N那么G 3⋅O 'A =G 2⋅O 'B即120N ⋅O 'A =20N ⋅O 'B所以O 'A :O 'B =1:6那么O 'A :AB =1:72.如图所示,是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
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【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷练习(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均为100g,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
请按要求完成下列问题:(1)将杠杆安装在支架上,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(2)将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的B点悬挂了3个钩码,如图所示。
为使杠杆保持水平平衡状态,应该在A点悬挂 ________个钩码。
(3)若撤掉杠杆A点的钩码,为使杠杆在水平位置平衡,应该用弹簧测力计在杠杆______(选填“A”或“C”)处竖直向上拉,当杠杆水平平衡时,弹簧测力计的示数为_______N。
(g取10N/kg)【答案】左 2 C 1.5【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆右端下沉,左端上翘,哪边高,平衡螺母像哪边调,所以应调节杠杆右侧的平衡螺母向左。
(2)[2]一个钩码重力0.1kg10N/kg1NG mg==⨯=假设杠杆一小格为L,A点挂n个钩码,根据杠杆平衡条件有1N331N2n L L⨯⨯=⨯⨯解得n=2,所以应该在A点悬挂2个钩码。
(3)[3][4]撤掉杠杆A点的钩码,为使杠杆能够在水平位置重新平衡,应该用弹簧测力计在杠杆A处竖直向下拉或者在杠杆C处竖直向上拉;根据杠杆平衡条件有B BC CF L F L=则弹簧测力计的示数31N31.5N4B BCCF L LFL L⨯⨯===2.某同学在河边玩耍时捡到一块石头:(1)将木杆的中点O 悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响;(2)将左端A 与弹簧测力计相连,用细线把石头挂于OA 的中点C ,弹簧测力计竖直向上提起A 端,使杆保持水平,测力计示数如图所示,则拉力大小为_____N ;将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杆水平,记下弹簧测力计此时示数为2.7N ;(3)通过计算,浸没后石头受到的浮力大小为_____N ,石头的密度为_____kg/m 3(已知ρ水=1.0×103kg/m 3);(4)若上述(2)步骤中,只是杆未保持水平,则测量结果_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【苏科版物理】物理初三年级上册 全册全套精选试卷练习(Word版 含答案)

【苏科版物理】物理初三年级上册 全册全套精选试卷练习(Word 版 含答案)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难)1.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示:次数 物体的重力G /N 物体被提升高度h /m 拉力F /N 绳端移动的距离s /m 机械效率η 1 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1%420.11.50.2(1)表格内的第4次实验中应补充的数据是_______(结果精确到0.1%)。
这次数据是用图_________(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的;(2)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,若增大提升物体的重力,滑轮组的机械效率_________(选填“变大”“不变”或“变小”);(3)用甲滑轮组提升不同重物时,绳重和摩擦导致的额外功与总功的比为定值k ,根据表格中的数据可求出k=_________。
【答案】66.7 乙 变大 16【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]表格中第四次的有用功W 有=Gh =2N×0.1m=0.2J总功W 总=Fs =1.5N×0.2m=0.3J那么机械效率0.2J66.7%0.3JW W η===有总[2]由于s =2h ,所以所用滑轮组的承重绳子数为2根,则用的是图乙。
(2)[2]由表格数据可知,从1至3次实验,在增大提升物体的重力时,滑轮组的机械效率越来越大。
(3)[3]假设绳重和摩擦导致的额外功为W 其它,根据题意有=k W W 其它总第一次实验时,滑轮组做的总功及有用功分别为W 总1=F 1s 1=1.0N×0.3m=0.3J ,W 有1=G 1h 1=2N×0.1m=0.2J即W 其它1=0.3J ⋅k第二次实验时,滑轮组做的总功和有用功分别为W 总2=F 2s 2=1.4N×3m=0.42J ,W 有2=G 2h 2=3N×0.1m=0.3J第一、二次实验,滑轮组所做的总功和有用功分别增加了W 总2- W 总1=0.42J-0.3J=0.12J ,W 有2- W 有1=0.3J-0.2J=0.1J而滑轮组所做的总功W 总= W 有+ W 动+ W 其它可是,滑轮组每次做功,动滑轮所做的功不变,即两次做功,绳重和摩擦导致的额外功增加了0.02J ,那么220.02J 0.3J k 0.02J===k 0.42J 0.42JW W W +⋅+其它其它1总 所以1k 6=2.小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷复习练习(Word版 含答案)

【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷复习练习(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在探究”杠杆平衡条件”的实验中:(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。
为了消除杠杆______对实验的影响,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是______;(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次测量的力和力臂,画出F和1L的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。
【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中,杠杆处于静止状态,即是平衡状态。
[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响,应让杠杆在水平位置平衡,而图甲中,杠杆左端下沉,所以应向右移动平衡螺母。
[4]杠杆挂上钩码后,移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是:让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[5]由图乙知,当杠杆右端受到的拉力F=3N时,其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL,2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m2.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
次数物重G/N 绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离机械效率η/%s/cm1 1.0 0.5 10 3022.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息,组装图中小军使用的滑轮组______;(2)根据给出的实验数据,计算出第一次的机械效率并填入表格中______;(结果保留三位有效数字)(3)同一个滑轮组,在两次实验过程中机械效率不同,主要原因是______。
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【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷复习练习(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.同学们在学校的花园里散步时,看到校工师父在用剪刀修剪树枝,发现他在修剪较粗硬的树枝时,需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方,手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了,看到这里,同学们就讨论起来了:为什么这样使用,就会很容易剪断树枝呢?于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。
A:“探究杠杆的平衡条件”(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于_____(选填“平衡”或“不平衡”)状态;此时,应将右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量_____(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为1F,发现1122F L F L≠,其原因是:______B:“探究杠杆的机械效率”如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处摩擦忽略不计)(3)他将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,拉力为1F,测得A、B两点上升的高度分别为1h、2h,则此次杠杆的机械效率为η=______(用物理量的符号表示)(4)他将2个钩码悬挂在C点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为2h,则弹簧测力计的示数将_______1F,此次拉力做的功将_____第一次做的功(选填“大于”“等于”或“小于”)【答案】平衡右力臂大小F1的力臂测量错误2112mghF h×100% 大于小于【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲所示的位置时,杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。
[2][3]图甲中,杠杆右高左低,说明杠杆的重心偏左,应将右端的平衡螺母向右调节,使重心在支点上,让杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
(2)[4]图中,拉力1F的方向与水平杠杆不垂直,只有当力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论。
(3)[5]有用功为W有=Gh2=2mgh2总功W总=F1h1则机械效率的表达式η=WW有总×100%=2112mghF h×100%(4)[6]钩码的悬挂点在B点时,由杠杠的平衡条件得F1·OA=G·OB悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F2·OA=G·OC从图中可以看出,由OB到OC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大。
[7]使C点上升高度仍为2h,则有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次拉力做的功将小于第一次做的功。
2.小飞用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂.他的实验思路是:改变F2、l1和l2,测得杠杆平衡时所需的拉力F1,来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系.已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm.实验次数阻力F2/N阻力臂l2/cm动力臂l1/cm动力F1/N 143330241830 2.4347.530 1.0(1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿_______方向拉杠杆,并使之在_____位置平衡;(2)小飞首先保持F2和l1不变而改变l2,所获得的实验数据如表格所示.第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则F1=______N,此时杠杆的类型与______(选填“筷子”或“老虎钳”)相同;(3)为获得更多组数据,小飞继续进行(2)中实验,则为能顺利完成实验,在改变阻力臂l2时,l2应不超过______cm;完成上述实验后,小飞接下来还应进行的实验有:①保持______不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1.【答案】竖直水平 4.4 筷子 37.5 l2和l1【解析】【分析】【详解】第一空、第二空.因为力与力臂垂直,当沿竖直方向拉动弹簧测力计使杠杆位于水平位置平衡时,力臂与杠杆重合,可方便的测量力臂的大小;第三空.由图像可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为4.4N;第四空.由表格数据知第1次实验中阻力臂长于动力臂,因此是费力杠杆,与筷子相同;第五空.由杠杆平衡条件1122Fl F l=可得:11225N?30cm=37.5cm4NF llF==即l2应不超过37.5cm;第六空.探究杠杆的平衡条件时要探究F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系,因此还应探究①保持l2和l1不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1.3.某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G (如图甲),再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
(1)图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学在缓慢匀速提升时读数,B同学在弹簧测力计静止时读数,那么A同学测量滑轮组机械效率________ (选填“大于”、“小于”或“等于”) B同学测量滑轮组机械效率;(2)按照A同学的测量方法,测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F________(选填“大于”、“小于”或“等于”)13G;(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了____________。
【答案】小于 大于 测物体上升的高度和绳子自由端移动的距离【解析】【详解】(1)[1]实验中,应该沿竖直方向缓慢匀速提升物体上升,这时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小,若在弹簧测力计静止时读数,则没有测量出机械之间的摩擦,测量值偏小,求出的总功偏小,而有用功不变,根据100%W W η=⨯有用总可知,A 同学测量滑轮组机械效率小于B 同学测量滑轮组机械效率。
(2)[2]从图乙可以看到,托着动滑轮的绳子有三条,如果不计摩擦和绳子重及动滑轮的重力,拉力13F G =,但是实际上,这些力是存在的,所以13F G >。
(3)[3]滑轮组的机械效率 100%100%W Gh W Fsη=⨯=⨯有用总 因为要测量h 和s ,所以要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,这是为了测物体上升的高度和绳子自由端移动的距离。
4.某实验小组利用图中装置探究杠杆机械效率,实验主要步骤如下:(1)用轻绳悬挂杠杆的一端使其能绕O 点转动,O 点即为杠杆的_______点,在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码,在B 点用一个弹簧测力计使杠杆水平,弹簧测力计所给方向为_______向上;(2)竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升,在此过程中,弹簧测力计的示数为F ,利用刻度尺测出A 、B 两点上升的高度分别为h 1和h 2.(3)杠杆机械效率表达式为______________(用所给物理量和符号表示);(4)若在杠杆的承受范围内,将A 点钩码重增加,杠杆的机械效率将会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);(5)本次实验中,若不更换杠杆,且提升钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是________;(6)若只将钩码的悬挂点由A 移至C ,O 、B 位置不变,仍将原来的钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);(7)若某同学用此装置研究“杠杆平衡条件”实验,发现不挂钩码时弹簧测力计仍有示数,这是因为杠杆有_______。
【答案】支 竖直 12%100Gh Fh ⨯ 变大 摩擦力的大小 变大 自重 【解析】【详解】(1)[1]杠杆绕固定点O 点转动,所以O 点为杠杆的支点;[2]当在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码,在B 点用一个弹簧测力计使杠杆水平,为了保证杠杆能处于水平位置,弹簧测力计最小力的方向应该竖直向上;(3)[3]杠杆机械效率为:12%=1%10000Gh W W Fh η=⨯⨯有总 (4)[4]根据(3)得到的杠杆机械效率表达式可知,在其它条件不变时,增加A 点钩码重,有用功增大,机械效率变大;(5)[5]若不更换杠杆,且提升钩码重一定,即物体做的有用功不变,额外功影响机械效率,额外功是杠杆克服摩擦力和本身自重做的功,所以当提升钩码重一定时,摩擦力的大小是影响杠杆机械效率的主要因素;(6)[6]杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆做额外功,W W W +=有额总,设杠杆重心升高的距离为h 1,所以Gh 1+G 杠h =Fh 2,G 不变,h 1不变,G 杠不变,钩码从A 点到C 点,钩码还升高相同的高度,杠杆上升的角度减小,杠杆升高的距离h 变小,所以Gh 1+G 杠h 变小,所以Fh 2也变小。
根据12=Gh Fh η,分母变小,分子不变,所以机械效率变大;(7)[7]探究杠杆的平衡条件实验时,不能忽略杠杆自身的重力,在不挂钩码时,弹簧测力计也会有示数。
5.小余同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,首先往溢水杯中装满了水,然后在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,溢出的水全部流入旁边的小桶中.实验过程如图甲.(1)圆柱体的重力为_________ N .(2)比较图_________可得:当圆柱体浸没在水中继续下降的过程中,受到的浮力与深度无关.(3)比较(a)(b)(c)三图可得:浸在同一液体中的物体受到的浮力大小跟_________有关.(4)小余完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制成图乙所示的弹簧测力计示数F 与物体下降深度h 的F-h 图像.实验表明,浸在液体中的物体,受到的浮力大小还跟_________有关,此液体的密度为_________ kg/m 3.(5)利用浮力和杠杆的知识,小颖发明了密度秤.如图丙所示,轻质杠杆AB 可绕O 点转动,在A 、B 两端分别挂有两个完全相同的正方体C 、D(边长为10cm,重力为20N),OA =10cm,OB =8cm,向容器中倒入不同密度的液体,每次都将C 浸没在液体中,移动物体D 使杠杆在水平位置平衡,在OB 上便可以标出不同液体的密度值.①当物体C 浸没在水中时,物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止,那么OE 的长度为_______cm ,在E 点标上331.010kg/m ρ=⨯水;②该密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m 3;③OB 上的刻度是否均匀:_________ (选填“是”或“否”)【答案】6 c 和d 排开液体的体积 液体的密度有关 800 5 400 是【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图(a )知,弹簧测力计在空气中时示数是6N ;可知物体的重力是6N ;(2)[2]要探究物体浸没后受到的浮力与深度的关系,需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同,改变浸没的深度,故图(c )(d )符合题意;(3)[3]比较(b )(c )两图,物体都浸在水中,即液体密度相同,圆柱体浸入水中的体积(排开液体的体积)增大时,测力计的示数减小,由称重法可知物体受到浮力增大;所以,比较(a)(b)(c)三图可得出结论:浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟排开液体的体积有关;(4)[4]由图ac 可知,圆柱体浸没在水中后所受浮力:6N 1N 5N F G F =-=-=浮由图乙知,圆柱体浸没在另一液体中时测力计的示数为2N ,则:6N 2N 4N F G F '=-'=-=浮由实验可知,浸没在不同液体中的浮力不相等,即浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体的密度有关;[5]由F gV ρ=浮液排得:F V gρ=浮排液 同一物体浸没在水中和另一液体中时排开液体的体积相等,则:'F F g gρρ=浮浮水液 代入数据:335N 4N 1.010kg/m 10N/kg 10N/kgρ=⨯⨯⨯液 解得:330.810kg/m ρ=⨯液(5)①[6]由图知:B 端所受得力等于重物D 对杠杆的拉力,大小等于物体D 的重力,即:20N B D F G ==当物体C 浸没在水中时,受到的浮力为:3331.010kg/m 10N/kg 0.1m 10N F gV ρ==⨯⨯⨯=浮水排()物体C 受到的力:A 点对C 的拉力A F 、浮力、重力;故物体C 受到的拉力为:20N 10N 10N A C C F G F =-=-=浮此时物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止,由杠杆平衡条件得:A D F OA F OE =⨯⨯所以OE 的长度:10N 10cm 5cm 20NA D F OA OE F ⨯===⨯ ②[7]液体密度越小,浮力越小,拉力越大,根据1122Fl F l = 知:在1l 、2F 不变时,拉力1F 越大,2l 越大,最大为OB ,为8cm ;根据杠杆平衡条件得:A B F OA F OB ⨯=⨯所以:8cm 20N 16N 10cmA B OB F F OA '=⨯=⨯= 物体C 受到的力:A 点对C 的拉力A F '、浮力C F '浮、重力;故物体C 受到的浮力为:20N 16N 4N C C A F G F '=-'=-=浮根据F gV ρ=浮液排知液体的密度为:3334N 0.410kg/m 10N/k ()g 0.1m C F gV ρ'===⨯⨯浮液小排 故该密度秤能够测量的最小液体密度为330.410kg/m ⨯;③[8]根据杠杆的平衡条件知:C CD G gV OA F OB ρ-⨯=⨯液()因为C G 、D F 、OA 、C V 都为定值,ρ液与OB 成一次函数关系,故OB 的刻度均匀.6.小聪同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如下图所示的实验。