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如图甲是同学们探究二力平衡条件时的实验情景。 (1)小碧将系于小卡片(重力可忽略...

如图甲是同学们探究二力平衡条件时的实验情景。

(1)小碧将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向______,并通过调整______来改变拉力的大小。

(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小碧的实验优于小明的实验。其主要原因是______

(3)当小明将木块放在水平桌面上,在木块左端挂上200 g的砝码,右端挂上150 g的钩码时,木块沿水平方向匀速向左运动,此时木块受到的______(选填“可能”“一定”或“一定不”)是平衡力。他发现这个现象与二力平衡条件不完全相符,你认为产生此现象的原因是______力的存在。

(拓展)在第(3)问的情景中,至少在木块右边再挂______g钩码,木块就可以沿水平方向向右运动。

(补充设问)(4)利用图丙装置______(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。

(5)小明还提出,能否利用如图丁所示的实验装置来探究二力平衡的条件呢?小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的______力和______力的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,弹簧测力计直接测出的是拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。

 

相反 钩码数量 减少摩擦力对实验结果的影响 一定 摩擦 100 能 重 拉 【解析】 (1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;(2)小明将木块放在水平桌面上,水平桌面对木块的摩擦力会影响实验效果(当木块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块保持平衡);(3)小车匀速运动,此时小车受到的一定是平衡力;小车受到向左F=G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N的拉力,向右F′=G′=m′g=0.15 N×10 N/kg=1.5 N的拉力,此时小车还受到桌面对它的摩擦力作用,在这三个力作用下处于平衡状态,即 这三个力是平衡力。 【拓展】此时木块受到的摩擦力为2 N-1.5 N=0.5 N,木块沿水平方向向右运动时摩擦力大小不变,此时摩擦力的方向是向左的,故此时的拉力应为2 N+0.5 N=2.5 N,则应增加钩码产生的拉力为2.5 N-1.5 N=1 N,即至少再挂100 g钩码,木块可以沿水平方向向右运动。【补充设问】(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验;(5)拉力和重力是一对平衡力,故必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较;在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力(重力)无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。  
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在“探究二力平衡的条件”实验中,小明不断改进先后设计三个实验方案,如图所示,请你判断出改进的先后顺序:______(用字母表示),这样的改进是为了减小______对实验的影响。

 

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在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:

A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;

B:可能与物体的密度有关;

C:可能与物体的体积有关;

D:可能与物体排开液体的体积有关;

E:可能与液体的密度有关。

为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验。

(1)分析比较实验①③④,可以验证猜想______是正确的。

(2)分析比较实验④⑤可得:______

(3)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想______是错误的。

(4)分析比较实验______可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。

(拓展)实验中所用铁块的密度为______kg/m3,所用盐水密度是______g/cm3

(补充设问)(5)实验时应先测量铜块的重力,再放入水(或盐水)中计算所受的浮力,如果改变实验操作先后顺序会导致浮力的测量结果偏______(选填“大”或“小”)。

(6)下列能正确反映水面刚好接触铁块下表面开始到图⑤位置时,铁块所受浮力F与铁块下表面到水面距离h关系的图像是______

 

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小明同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止。实验过程如图所示:

(1)______两图可知,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。

(2)比较abc三图可知,浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟______有关。

(3)物体浸没在水中受到的浮力为______N,圆柱体的体积为______ cm3,圆柱体的密度为______kg/m3

(4)小明完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体下降深度hFh图像。那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F______N。实验表明,浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟______有关。此液体的密度ρ______kg/m3,圆柱体的高度为______cm

(5)一个与实验所用圆柱体材料相同、体积相同的空心工艺品在图乙实验的液体中悬浮,工艺品的密度为______kg/m3,工艺品的质量为______kg,工艺品空心部分的体积为______ cm3

(6)实验中选用不同的液体多次试验的目的是______

 

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小华探究杠杆平衡条件时,进行了如下操作:

(1)实验前小华发现杠杆静止时处于如图甲所示的状态,此时杠杆处于______状态(选填“平衡”或“非平衡”);调节平衡螺母,使杠杆水平平衡,这样做的目的是______

(2)如图乙所示,小华在A点挂2个钩码,B点挂4个钩码,刚好使杠杆水平位置平衡,记录实验数据。接着他将A点和B点下方的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆此时会______(选填“左端下沉”“右端下沉”或“保持平衡”),调整并记录实验数据。

(3)小华多次改变挂在支点O两侧钩码的数量和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂和阻力、阻力臂的数据,其目的是______(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。

(4)得到的部分数据如下表:

实验序号

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

1

1

4

2

2

2

2

3

3

2

3

1.5

4

2

3

4

1

4

1

4

 

根据以上数据得出杠杆的平衡条件是______

(拓展)若图丙中弹簧测力计读数F12.4 N,则拉力与水平方向的夹角为______。(每个钩码重0.5 N

(补充设问)(5)数据中有一次动力臂与阻力臂相等,这类杠杆是______杠杆。此类杠杆应用有______(请举一例)。

(6)小华在完成规定实验得出杠杆的平衡条件后,他想进一步研究,如果杠杆受到F2F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图丁所示的结果,

根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1L1______。(F1F2F3的力臂分别为L1L2L3

(7)有的同学做完实验后得出如下结论:“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______(填字母)。

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

 

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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______

 

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