九年级物理上册 第十一章 简单机械和功达标检测(Word版 含解析)
九年级上册物理 第十一章 简单机械和功达标检测(Word版 含解析)

九年级上册物理第十一章简单机械和功达标检测(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.小红在探究杠杆的平衡条件时,找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码,实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。
请回答下列问题:(1)实验前,小红先将杠杆调至水平位置平衡,这样操作的目的是______;(2)小红在实验中测得一组数据如下表,于是他立即得出了杠杆的平衡条件:“F1×L1=F2×L2”,你认为是否合理,并说明理由:______;F1/N L1/cm F2/N L2/cm2634(3)某次实验如图所示,杠杆平衡,则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______(选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”);(4)在上图中,保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变,钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】便于直接测量力臂不合理,只有一组实验数据,得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时,为了便于直接测量力臂,我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时,我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性,实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示,弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂,是一个省力杠杆;而托盘天平是一个等臂杠杆,核桃夹是一个省力杠杆,筷子夹菜时相当于一个费力杠杆;所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm,每个钩码重均为0.5N,则图中钩码的总重力为0.5N63NG=⨯=弹簧测力计施加拉力的力臂L=⨯=2cm36cm右钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,弹簧测力计量程为5N,由杠杆平衡条件可知,钩码对杠杆施加拉力的最大力臂5N6cm10cm3NFLLG⨯===右左即钩码到支点的距离不应超过10cm。
九年级上册第十一章 简单机械和功达标检测(Word版 含解析)

九年级上册第十一章简单机械和功达标检测(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.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.如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于_______(选填“平衡”或“不平衡”)状态;调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响,同时方便___________;(2)杠杆平衡后,小明在左右两侧分别挂上如图乙所示的钩码,杠杆不能在水平位置平衡,在不增加钩码且不改变钩码悬挂点位置的前提下为了使杠杆重新在水平位置平衡,只需将____________即可;(3)为获得更多组数据,他们取下右侧钩码,小明和小红分别设计了两种实验方案,小明的方案如图丙所示,小红的方案如图丁所示。
物理九年级上册 第十一章 简单机械和功单元测试题(Word版 含解析)

物理九年级上册第十一章简单机械和功单元测试题(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.小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验,已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前,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__________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置半衡。
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码,要使杠杆仍保持水平位置平衡,需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示,取走悬挂在B点的钩码,改用弾簧测力计在C点竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的拉力为__________N;若在C点改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右 3 1.5 变大【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆在使用前左端下沉,说明左侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F B L B,得4G×3L=F B×4L解得F B=3G即需在B点处挂3个钩码。
(3)[3]取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F C L C,得4G×3L=F C×4L解得F C=3G=3×0.5N=1.5N[4]如改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
2.如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于_______(选填“平衡”或“不平衡”)状态;调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响,同时方便___________;(2)杠杆平衡后,小明在左右两侧分别挂上如图乙所示的钩码,杠杆不能在水平位置平衡,在不增加钩码且不改变钩码悬挂点位置的前提下为了使杠杆重新在水平位置平衡,只需将____________即可;(3)为获得更多组数据,他们取下右侧钩码,小明和小红分别设计了两种实验方案,小明的方案如图丙所示,小红的方案如图丁所示。
九年级上册物理 第十一章 简单机械和功检测题(Word版 含答案)

九年级上册物理第十一章简单机械和功检测题(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.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。
九年级物理上册 第十一章 简单机械和功单元测试卷 (word版,含解析)

九年级物理上册第十一章简单机械和功单元测试卷(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.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:(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螺母同时向_____(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆将______(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如图丙,杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(4)请在图丙中画出拉力F′的力臂l。
________【答案】右逆时针变大不变【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)[2]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表l,如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端为⨯G l Gl22=4杠杆的右端为⨯G l Gl3=3所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉,杠杆将逆时针转动。
(3)[3]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力的力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时(如图丙),拉力的力臂小于OC,拉力的力臂变小,拉力变大,弹簧测力计的示数将变大。
[4]根据杠杆平衡的条件,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,因为杠杆始终保持水平平衡,钩码的重力和钩码的位置没有发生变化,所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。
(4)[5]从支点向力的作用线做垂线,得到力臂,如图所示:2.小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。
(1)他先测滑轮组的机械效率,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表:次数钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率率η140.1 1.80.3260.1 2.40.383% 340.1 1.40.557% 440.2 1.4 1.057%①在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计;②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数),第4次实验是用____图做的(选填“a”、“b”或“c”);③分析第1、3次实验数据可得结论:___________________;(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处的摩擦不计)。
物理九年级上册 第十一章 简单机械和功达标检测(Word版 含解析)

物理九年级上册第十一章简单机械和功达标检测(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.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。
九年级上册物理 第十一章 简单机械和功检测题(WORD版含答案)

九年级上册物理第十一章简单机械和功检测题(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.小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验,已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前,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__________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置半衡。
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码,要使杠杆仍保持水平位置平衡,需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示,取走悬挂在B点的钩码,改用弾簧测力计在C点竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的拉力为__________N;若在C点改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右 3 1.5 变大【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆在使用前左端下沉,说明左侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F B L B,得4G×3L=F B×4L解得F B=3G即需在B点处挂3个钩码。
(3)[3]取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F C L C,得4G×3L=F C×4L解得F C=3G=3×0.5N=1.5N[4]如改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
2.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。
九年级物理上册 第十一章 简单机械和功单元测试题(Word版 含解析)

九年级物理上册 第十一章 简单机械和功单元测试题(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.同学们在探究影响浮力大小的因素时,发现手中的弹簧测力计损坏了,聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码(每只重0.5N )替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。
以下是小强同学的实验操作,请你帮他完善该实验探究。
(1)将杠杆安装在支架上,静止时如图1所示,应将平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调节,使杠杆在水平位置平衡;(2)如图2甲所示,将重2N 的物体G 挂在A 点,两只钩码挂在B 点时,杠杆在水平位置平衡;(3)将物体G 部分浸入水中(如图2乙所示),两只钩码移到C 点时,杠杆在水平位置平衡;(4)将物体G 浸没于水中(如图2丙所示),两只钩码移到D 点时,杠杆在水平位置平衡; (5)将物体G 浸没于盐水中(如图2丁所示),两只钩码移到E 点时,杠杆在水平位置平衡。
分析与论证:分析比较(2)、(3)、(4)可得:物体G 所受浮力大小与______有关;分析比较(2)、(4)、(5)可得:物体G 所受浮力大小与有______关;由题中信息计算物体G 的体积V =______m 3,盐水的密度ρ=盐水______kg/m 3。
(331.010kg/m ρ=⨯水,g =10N/kg )【答案】右 物体排开液体的体积 液体的密度 1.0×10-4 1.125×103 【解析】 【分析】 【详解】[1]杠杆在如图1位置平衡后,要使杠杆在水平位置重新平衡,应将平衡螺母向右调节。
[2]步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中,而钩码逐渐靠近支点,说明物体G 所受的浮力逐渐变大,所以可得物体G 所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
[3]步骤(4)(5)是让物体G 分别浸没在水中和盐水中,所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。
[4]由步骤(4)及杠杆的平衡条件得(G 物-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L ,(2N-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L所以F 浮=1N由阿基米德原理有,物体的体积43331N 10m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-====⨯⨯浮物排水 [5]由步骤(5)及杠杆的平衡条件得 (2N-F 浮')⋅4L =1N ⋅3.5L所以F 浮'=1.125N由阿基米德原理有,盐水的密度33431.125N 1.12510kg/m 10N/kg 10mF gV ρ-===⨯⨯浮盐水物'2.小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点。
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九年级物理上册第十一章简单机械和功达标检测(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.小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验,已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前,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__________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置半衡。
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码,要使杠杆仍保持水平位置平衡,需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示,取走悬挂在B点的钩码,改用弾簧测力计在C点竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的拉力为__________N;若在C点改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右 3 1.5 变大【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆在使用前左端下沉,说明左侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F B L B,得4G×3L=F B×4L解得F B=3G即需在B点处挂3个钩码。
(3)[3]取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F C L C,得4G×3L=F C×4L解得F C=3G=3×0.5N=1.5N[4]如改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
2.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:(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螺母同时向_____(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆将______(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如图丙,杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(4)请在图丙中画出拉力F′的力臂l。
________【答案】右逆时针变大不变【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)[2]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表l,如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端为⨯22=4G l Gl杠杆的右端为⨯3=3G l Gl所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉,杠杆将逆时针转动。
(3)[3]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力的力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时(如图丙),拉力的力臂小于OC,拉力的力臂变小,拉力变大,弹簧测力计的示数将变大。
[4]根据杠杆平衡的条件,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,因为杠杆始终保持水平平衡,钩码的重力和钩码的位置没有发生变化,所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。
(4)[5]从支点向力的作用线做垂线,得到力臂,如图所示:3.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/m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3);(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”)。
【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103不变【解析】【分析】本题考查固体密度的测量。
【详解】(1)[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杠杆自重对杆平衡的影响。
(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小为4.2N。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件以及C是OA的中点,可得12 211 2F LF L==解得G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N 而石头的质量8.4N =0.84kg 10N/kgG m g ==石 石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杠杆水平,弹簧测力计此时示数为2.7N ,再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C 点的拉力为5.4N ,则浸没后石头受到的浮力大小F 浮=G ﹣F =8.4N ﹣5.4N =3N[4]又F 浮=ρ液gV 排,所以43333N ==310m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-==⨯⨯⨯浮石排液 所以石块的密度33430.84kg=2.810kg/m 310mm V ρ-==⨯⨯石石石 (4)[5]若上述(2)步骤中,只是杠杆未保持水平,虽然力的作用线不在杠杆上,但是两个力的力的作用线的比值是不变的,所以不会影响最终的结果。
【点睛】关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
4.小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率;实验时竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升,(支点和杠杆的摩擦不计)问:(1)重为5N 的钩码挂在A 点时,人的拉力F 为4N ,钩码上升0.3m 时,动力作用点C 上升0.5m ,此时机械效率η1为______?(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到B 点,再次缓慢提升杠杆使动力作用点C 仍然上升0.5m 。
问:人的拉力F 与第一次相比______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导______。
【答案】75% 变小 η2<η1,推到过程见解析 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]有用功为W 有用=Gh =5N ×0.3m=1.5J总功为W 总=Fs =4N ×0.5m=2J机械效率为1.5J100%100%75%2JW W η=⨯=⨯=有用总(2)[2]钩码的悬挂点在A 点时,由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动,则由杠杠的平衡条件得12G OA G OC F OC ⋅+⋅=⋅杠杆悬挂点移至B 点时,由杠杠的平衡条件得1'2G OB G OC F OC ⋅+⋅=⋅杠杆观察比较可知,悬挂点移至B 点时,OB <OA ,即钩码重力的力臂变小,所以拉力F 也变小。
[3]杠杆的机械效率11W W W W W W W η===++有用有用额总有用额有用因为杠杆升高的高度不变,所以克服杠杆自重所做的额外功不变;由于悬挂点B 更接近支点,所以钩码提升的高度减小,根据W 有用=Gh 可知,有用功减小;从上面的表达式可知:W 有用减小、W 额不变,所以W W 额有用变大,分母变大,η就减小;即η2<η1。
5.小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前杠杆静止在如甲图所示位置,则此时杠杆是否平衡?____(选填“是”、“否”),杠杆的重心是否在支点上?________(选填“是”、“否”),若使杠杆在水平位置平衡,左边的螺母应向______移动;(2)如乙图,杠杆调节平衡后,小华在B 点悬挂了3个钩码,若要使杠杆再次平衡,D 点应该挂_____个钩码。
如果此时两边再各增加一个钩码,则杠杆将向_______边倾斜; (3)如图丙所示,小华在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平,左盘放物体,右盘加减砝码,此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的?________。
假如支点O 因某种原因向右偏移,则天平的测量值____真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】是 否 右 4 左 等臂杠杆 大于 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]杠杆静止在如甲图所示位置保持静止状态,受力平衡,则此时杠杆是平衡的。
[2]如图甲所示,此时杠杆左端下沉,说明杠杆的重心不在支点上,而是在支点的左端的某一点。
[3]如图甲所示,此时杠杆左端下沉,右端上翘,则应该将平衡螺母向右调使杠杆重新平衡。
(2)[4]如图乙所示,假设一个钩码重为G ,杠杆上一格为L ,在B 点悬挂了3个钩码,则杠杆左端为3412G L GL ⨯=根据杠杆平衡条件有1243GLGL=⨯ 即需要在D 点挂4个钩码才能使杠杆重新平衡。
[5]如果此时两边再各增加一个钩码,杠杆左端为4416G L GL ⨯=右端为5315G L GL ⨯=左端大于右端,即杠杆向左边倾斜。
(3)[6]如图丙所示,在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘,即力的方向与杠杆垂直,则A 、C 两点到支点的距离即为力臂,由图可知两力臂相等,杠杆为等臂杠杆,所以此天平是利用了等臂杠杆制作而成。
[7]支点O 因某种原因向右偏移,杠杆不再是等臂杠杆,变成了费力杠杆,则C 点的力臂减小,根据杠杆的平衡条件可知,C 点需要更大的力,即会导致天平的测量值大于真实值。
6.小彬和小萌同学在学完浮力和杠杆的知识后,初步设计了两种方案,去分别测量待测液体(食用油、酱油)的密度: 小彬的方案小萌的方案实验过程:如图,用弹簧测力计测出铁块的重力为G , 然后把铁块先后浸没在水、食用油中静止后读出测力计的示数分别为F 1、F 2;实验过程:如图A O B 为轻质杠杆(质量不计),小桶悬挂于A 处位置不变,支点O 位置不变。
首先在小桶中倒人一定体积的水,调节石块的位置于B , 处杠杆在水平方向平衡,然后将水全部倒出将小桶擦干后再将等体积的酱油倒入小桶中,调节石块的位置于B 处,杠杆再次在水平方向平衡,若OB 1、OB 2的长度分别为L 1、L 2(B 1、B 2图中未画出)(1)若食用油的密度比水的密度小,则在小彬的方案中F 1______F 2(选填“大于”、“小于”或 “等于”);(2)小萌通过对比数据发现L 1小于L 2,可初步推断出酱油的密度比水的密度________; (3)已知水的密度为ρ水,结合两种方案中现有的测量数据,能得出待测液体密度的是__________的方案(选填“小彬”或“小萌”),其密度表达式为ρ=________。
【答案】小于 大 小彬21()()G F G F ρ--水 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由阿基米德原理可知,排开液体体积相同时,液体密度大,产生的浮力大,故完全浸没时在水中的浮力大于在食用油中的浮力;测力计的示数为铁块重力与浮力之差,故在水中的示数F 1小于在食用油中的示数F 2。