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小华在探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码重均为0.5 N,杠杆上相邻刻度线间的距...

小华在探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码重均为0.5 N,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。

(1)小华在杠杆两端挂上不同数量的钩码,使杠杆在水平位置平衡,得到的数据如下表所示:

实验

次数

动力

F1/N

动力臂

L1/cm

阻力

F2/N

阻力臂

L2/cm

1

0.5

10

1

5

2

1

3

5

15

3

2

15

1.5

20

4

1.5

10

3

5

 

实验数据中有一次是错误的,则错误数据的实验次数是第______次,错误的原因可能是______。分析数据可知杠杆的平衡条件是______

(2)小华在A点挂4个钩码,如图甲所示要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂______个相同的钩码;当杠杆平衡后,将AB两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动一小格,则杠杆的______(选填“左”或“右”)端将下沉。

(3)小明想利用杠杆测量某金属块的密度,于是做了以下实验:

A.将金属块悬挂在B点,在A点悬挂2个钩码时,杠杆在水平位置平衡,此时金属块的质量为______kg

B.将金属块完全浸没在水中,将A点所挂钩码向右移动一格后杠杆再次平衡,此时金属块受到的浮力为______N

C.计算出金属块的体积为______ cm3,金属块的密度为______kg/m3

(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行了探究,发现在杠杆右端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,你认为不相符的原因是______

 

2 动力臂和阻力臂记反了 F1L1=F2L2 6 右 0.15 0.5 50 3×103 杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆平衡产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大 【解析】 (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FALA=FBLB,即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需挂6个钩码;若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧4G×4L=16GL,右侧6G×3L=18GL,因为16GL<18GL,杠杆不能平衡,右端下降;(3)由杠杆平衡条件可知,金属块的重力为G==1.5 N,则金属块的质量为m===0.15 kg;金属块完全浸没在水中后,受到向上的浮力和向下的重力,则B点的拉力F=G-F浮,杠杆再次平衡时,由杠杆平衡条件可得F==1 N,则金属块受到的浮力F浮=G-F=1.5 N-1 N=0.5 N;由F浮=ρ液 gV排可得,金属块的体积V=V排===50 cm3,则金属块的密度为ρ===3 g/cm3=3×103 kg/m3。  
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考点分析:
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某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。

实验次数

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

1.8

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。应该在测力计______(选填“静止”或“运动”)时读取拉力大小。

(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)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中绳端移动距离s漏记,但仍可计算出第3次的机械效率为______

(4)通过第2次和第3次的实验数据分析可得出结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,物体越重,滑轮组的机械效率______(选填“越高”“不变”或“越低”)。

(拓展)已知图中每个滑轮的重均为1 N,第1次实验中拉力克服摩擦和绳重所做的额外功为______J

(补充设问)(5)若某同学在实验时没有竖直拉动弹簧测力计,则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。

(6)用同一滑轮组匀速提升和匀速放下同一物体时,拉力大小是否一样呢?______,原因是:______

 

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某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中,实验装置如图所示,不计绳重及摩擦。

(1)经过多次实验得到数据如下表所示:

实验次数

实验装置

钩码重G/N

钩码上升的高度h/m

绳端拉力F/N

绳端移动的距离s/m

机械效率η

1

4

0.1

2.7

0.2

74%

2

4

0.1

1.8

0.3

74%

3

8

0.1

3.2

0.3

83%

4

8

0.1

2.5

0.4

80%

 

①比较______两次实验数据可得出结论: 使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。(填实验次数的序号)

②通过比较______两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高。(填实验次数的序号)

③通过比较34两次实验数据可得出结论:______

④若不考虑摩擦力,第1次实验中使用的动滑轮的重力为______N

⑤第3次实验过程中,钩码上升0.1 m所用的时间为2 s,则拉力做功的功率为______W

(2)小明发现实验过程中弹簧测力计的示数不稳定,于是他建议在弹簧测力计静止时读数,你认为他的想法______(选填“正确”或“错误”),原因是:______

 

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某实验小组的同学在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,将两端开口的玻璃管一端扎上橡皮膜,竖直插入水或盐水的不同深度处,观察到橡皮膜分别向上凸起,实验现象如图1abc所示。

(1)根据实验现象,实验小组的同学提出以下猜想。

①根据图1bc,小组同学一致认为:液体内部压强可能与______有关。

②根据图1ab,小组同学产生了不同的观点:小红认为液体内部某点压强可能与距离液面的高度h有关,小李则认为液体内部某点的压强可能与距离容器底部的高度d有关。

(2)为了验证猜想,小组同学接着将一端扎有橡皮膜的玻璃管分别竖直插入甲、乙两种不同液体中(ρρ),并设法改变hd,通过在玻璃管中加入适量的水,使橡皮膜在液体的不同位置处都能保持平整,如图2所示。然后通过测量玻璃管中所加水的质量和玻璃管的底面积,求得橡皮膜所受的液体压强p,并将实验有关数据分别记录在表一、表二中。

表一 液体甲

表二 液体乙

实验序号

h/cm

d/cm

p/×103 Pa

实验序号

h/cm

d/cm

p/×103 Pa

 

1

5

15

0.4

6

5

15

0.6

 

2

10

10

0.8

7

10

10

1.2

 

3

15

5

1.2

8

15

5

1.8

 

4

20

5

1.6

9

20

5

2.4

 

5

30

5

2.4

10

30

5

3.6

 

 

①分析比较实验序号16(或27,或38,或49,或510)的数据及相关条件,得出的初步结论是:当距离液面的高度h相同,距离容器底部的高度d相同时,______

②小红分析实验序号345(或8910)的数据及相关条件,得到的初步结论是:同种液体内部,当距离容器底部的高度d相同时,______;小李同学分析实验序号123(或678)的数据及相关条件。得到的初步结论是:同种液体内部压强p与距离容器底部的高度d成反比。对于小红和小李的结论,你认为结论错误的是______的(选填“小红”或“小李”),理由是______

(拓展)由表中数据可知液体乙的密度ρ______kg/m3

 

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在“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验中,某同学进行了如下猜想:

猜想一:液体内部压强大小可能与液体深度有关

猜想二:液体内部压强大小可能与容器形状有关

猜想三:液体内部压强大小可能与液体密度有关

猜想四:液体内部压强大小可能与方向有关

该同学利用压强计和相关器材进行探究,实验中利用压强计U形管两侧液面高度差Δh反映液体压强的大小,相关数据和现象如下表所示。

次数

1

2

3

4

液体种类

盐水

深度h/cm

5

10

15

10

探头方向

向上

向上

向上

向上

U形管两侧液面高度差Δh/cm

2.5

5

7.5

6.5

 

(1)比较第123三次实验,液体种类______,探头方向______,深度______(前3空均选填“相同”或“不同”),所以验证的是猜想______;分析数据可知当深度增大为原来的2倍时,U形管两侧液面高度差Δh也增大为原来的2倍,由此得出的结论是:在其他条件相同时,液体内部的压强______

(2)要验证猜想三,应控制其他物理量不变,只改变______,观察U形管两侧液面高度差Δh,所以可以通过第______两次实验探究。

(3)在进行完第2次实验后,若要验证猜想四,应控制______不变,改变______,观察U形管两侧液面高度差Δh

(4)实验中所用盐水的密度为______kg/m3

 

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物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让小车分别从不同高度由静止开始沿光滑斜面下滑,最终静止在平铺在水平面上的毛巾、棉布、木板表面,如图所示。用刻度尺测量每次开始下滑时的高度h和在水平板面上滑行的距离s,记录如下表:

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

接触面

木板

木板

木板

棉布

棉布

棉布

毛巾

毛巾

毛巾

高度h/m

0.15

0.10

0.05

0.15

0.10

0.05

0.15

0.10

0.05

水平距离s/m

1.20

0.80

0.40

0.90

0.60

0.30

0.60

0.40

0.20

 

(1)要研究小车在水平板面上滑行的距离与阻力的关系,应选择实验______进行比较。

(2)实验中是通过改变______来改变小车所受阻力大小的;小车在不同水平面上运动时,受到了______个力的作用。

(3)实验中发现:当小车从同一高度下滑时,在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越______(选填“快”或“慢”)。

(4)由实验现象我们可以进一步推断:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做______

(拓展)小车在毛巾表面滑行时,受到的阻力f______。(已知小车的重力为G

(补充设问)(5)小车在水平面上运动时,在竖直方向上受到的力有______,其合力为______

(6)通过本实验推理可知______(选填“A”或“B”)观点是正确的;在我们已学的物理知识中,也有用到这种“实验——推理”的研究方法,如______(列举一例)。

A.力是维持物体运动的原因

B.物体的运动不需要力来维持

 

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