沪教版物理实验题①简单机械②机械功③机械能④功的原理.doc
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(沪教版)物理实验题(①简单机械、②机械功、③机械能、④功的原理)
一.实验探究题(共30小题)
1.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀.
(1)平衡时,应该让杠杆静止在 位置.
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图1所示,他们记录的数据为:
动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2= m
(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结构会怎样?
通过实验,他们得到了如图2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= .(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)
2.小明在测量某物体的重力时,发现物体的重力超出了弹簧测力计的量程,一时又找不到其他测量工具,为了测出该物体的重力,他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进:
步骤一:
将细线系在木棒的A位置,在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡,如图甲.
步骤二:
将弹簧测力计倒转过来,用手指勾住弹簧测力计的B处,对弹簧测力计进行操作,如图乙.
步骤三:
在木棒左端挂上物体,右端用弹簧测力计竖直向下拉,如图丙
(1)步骤一中,“在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡”是为了防止 对测量结果的影响.
(2)步骤二中,对弹簧测力计的操作是 .
(3)步骤三中,当木棒处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丁所示,为 N,则该铁块的重力 N.
3.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)如图(a)所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向 调节.
(2)如图(b)所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向 .
(3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是 .(写出一条即可)
(4)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力X动力臂=阻力X阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是 .
4.小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中:
(1)实验时应先调节杠杆在 位置平衡,这样做的目的是 ,若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向 (选填“左”或“右”)调.
(2)杠杆平衡后,小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在B位置挂上 个钩码.
(3)如表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据:
实验次数
F1(N)
l1(cm)
F2(N)
l2(cm)
1
2
5
△
10
2
3
10
2
15
3
2
30
3
☆
如表中空格处所缺的数据是:
△= ,☆= ;
(4)分析如表中的实验数据可以得出的结论是 .
5.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)让杠杆在水平位置平衡的目的是 .
(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,使杠杆在水平位置平衡.
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数如何变化 .
(4)在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,我们 (选填“可以”“不可以”)同时改变多个量,进行探究测量.
(5)完成实验后,小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量.
①若以杠杆上的B位置为支点,在B的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙).
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和 的距离L2.
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆= (用题目中所给物理量表示)
6.“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图(甲)所示.为使杠杆在位置平衡,应将杠杆左端螺母向 边旋一些(选填“左”或“右”).
(2)调好后,第一组按图(乙)进行实验,第二组按图(丙)进行实验.你认为第组实验更好,理由是 .
(3)改组测得一组数据如表所示:
动力(F1/N)
动力臂(L1/cm)
阻力(F2/N)
阻力臂(L2/cm)
3
4
4
3
小明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
请你对小明的分析做出评价:
.
(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丁所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,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.其原因是:
.
7.某小组同学在学习了支点、动力和阻力的概念后,想研究“用杠杆上同一点C提起重物,能够提起重物重力的大小与哪些因素有关”,他们用如图所示的装置进行实验,用钩码代替重物悬挂在杠杆的C点(每只钩码重0.5牛),用测力计对杠杆施加向上的动力F,每次都将杠杆拉到水平位置保持静止,然后将图(a)、(b)和(c)的实验数据分别记录在表一、表二和表三中.
表一(动力F=1牛)
实验
序号
支点到力F作用点
的距离d(厘米)
钩码重
(牛)
1
40
2.0
2
30
1.5
3
10
0.5
表二(d=40厘米)
实验
序号
动力F
(牛)
钩码重
(牛)
4
0.5
1.0
5
1.0
2.0
6
1.5
3.0
表三(动力F=1牛)
实验
序号
动力方向
θ(度)
钩码重
(牛)
支点到力F作用线
的距离l(厘米)
7
左偏60
1.0
20
8
左偏40
1.5
30
9
竖直向上
2.0
40
10
右偏40
1.5
30
11
右偏60
1.0
20
①分析比较表一的实验数据及相关条件可知:
该小组同学想利用图(a)的实验装置研究杠杆上同一点C提起物体的重力大小与 的关系.
②分析比较表二的实验数据及相关条件可得到的初步结论是:
当动力F的方向和d的大小不变时, .
③分析比较表三中第二列和第列的实验数据及相关条件发现:
当动力F和d的大小不变时,杠杆上同一点C提起物体的重力大小与动力F的方向 有关(选填“一定”或“不一定”).
④同学们在老师的指导下,重复了图(c)的实验,测量了支点到动力F作用线的垂直距离l,并将测量结果填写在表三中的最后一列,然后思考了表一中支点到动力F作用线的垂直距离l,最后他们综合分析表一和表三的实验数据及相关条件,归纳得出的结论是:
.
8.班里组织了一次测量每个同学“爬楼梯的功率”的活动,请填写好如表实验报告.
实验目的:
测量爬楼梯的功率
实验原理:
实验器材:
实验步骤及记录的数据:
测量功率的表达式:
9.某班同学进行登楼比赛,看谁做功快.甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中.
学生
实验序号
学生的质量(千克)
楼梯的高度(米)
登梯做的功(焦耳)
所用的时间(秒)
甲
1
50
3
1500
5
2
50
3
1500
8
乙
3
54
6
12
4
54
3
1620
5
(1)第3次实验乙同学做的功 J.分析比较实验次数 ,可以得出的初步结论是:
当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快.
(2)分析比较实验次数1和2,可以得出的初步结论是 .
(3)分析比较实验次数2与3,若要比较甲乙两位同学做功的快慢,则可以比较 来确定哪位同学做功快.因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加栏目是 .
(4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的学生是 (选填“甲”或“乙”).
10.甲、乙、丙三位同学分别将重物匀速竖直向上提升,所得实验数据如下表:
同学
重物重力G/N
提升高度h/m
时间t/s
甲
2
1.5
2
乙
4
1
4
丙
5
0.5
5
根据上表可知,做功最多的是 ,做功最快的是 .
11.某班组织登5楼比赛活动,比一比谁登楼的功率最大.为此:
(1)在活动中必须测量的物理量有 ; ; .(并用字母表示);
(2)根据测量量写出计算功率的表达式 ;
(3)若有甲、乙两同学体重相同,但甲登楼比乙快,则比较测出的功率P甲 P乙,W甲 W乙(填“>”、“<”或“=”);
(4)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上5楼,共用了1min,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于以下哪个数据 .
A.500WB.100WC.50WD.10W.
12.如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置.
(1)实验中通过比较 来判断小球动能的大小.
(2)实验中为了探究动能大小与物体质量的关系,需要控制小球撞击木块时的速度不变,具体的实验操作方法是 .
表一
钢球撞击时的速度为v=1m/s
序
号
钢球质量
m/g
木块滑行距离
s/cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
表二
钢球质量为m=100g
序
号
钢球撞击速度
v/m•s﹣1
木块滑行距离
s/cm
1
1
10
2
2
40
3
3
90
(3)为了进一步探究动能与质量和速度的关系.某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示.
分析表一中的数据可以得出动能与质量的关系是:
.
分析表二中的数据可以得出动能与速度的关系是:
.
13.为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验..
(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景.据此你能得出的结论是 ;
(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景.据此你能得出结论是 ,
(3)实验后,同学们联想到在许多公交事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大?
于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:
实验序号
小球的质量m/g
小球自由滚下的高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
10
4
2
30
20
16
3
60
10
8
(a)为了探究“超载”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较
(b)为了探究“超速”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较.
分析表格中对应的实验数据可知:
对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重.
14.实验小组的同学用图所示的装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”.将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞了出一段距离.
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是 ,钢球动能的大小是通过观察 来判断的.
(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到过竖直位置的 相同,从而探究动能与 关系.
试验次数
钢球质量/g
钢球下摆高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换一个较大的木块,乙同学建议换用同样较长的木板,丙同学建议降低钢球下摆的高度.你认为应当采用 的建议.
(4)由上述实验数据和现象可得出结论:
.
15.如图所示是某同学“探究动能的大小与哪些因素有关的实验装置图.实验中采用的器材有:
斜面、金属球、木块、刻度尺等.
①实验中是通过观察 ,比较金属球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小;要研究物体的动能跟质量的关系,就要改变物体的质量,同时控制速度不变.具体办法是:
换用 ,并让它们从 沿斜面静止滑下.
②某同学利用上述实验装置和
(1)的方法探究“动能的大小与质量”的关系,将不同质量的小球从斜面上同一高度由静止滑下,记录数据如下表:
钢球的质量m/g
50
100
150
200
250
木块滑行距离S/m
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
根据以上实验数据可得出:
在速度相同的条件下,物体动能的大小与质量的关系是 关系.
③同学们为了进一步探究质量和速度谁对动能的影响较大时,他们借助速度传感器和其他仪器,通过探究得出了表一、表二两组数据:
分析这两组数据可知:
对物体的动能影响较大.其理由是 .
表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s)
序号
钢球质量m/g
木块滑行距离S/cm
1
100
10
2
200
20
3
300
80
表二(钢球质量为m=100g)
序号
钢球撞击速度v/cm.s﹣1
木块滑行距离S/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
16.某同学在探究“物体动能大小与物体质量大小的关系”实验中,他猜想“物体动能大小还与物体速度大小有关”,所用的实验装置如图甲所示.A为小球,B为木块.
(1)前两次的实验数据如下表;在第3次实验中,木块移动的距离如图2所示;a为木块左侧面的初位置,b为木块左侧面的末位置.
次数
小球的质量m
小球下落的高度h
小球到达底端的速度v
木块移动的距离s/cm
小球的动能Ek
l
大
h0
v0
60.8
大
2
中
h0
v0
48.2
中
3
小
h0
v0
小
根据表格和图中的信息,将表格中的空白处填写完整.
(2)该实验的探究结论是:
.
(3)如果第1次实验中,木块运动到了长木板的末端之外.在不更换实验器材的条件下,解决的办法是:
.
(4)如果用圆柱体代替小球做该实验,其好处之一是:
.
17.如图所示,是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验:
(1)用质量不同的A、B两个小球(mA>mB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒.实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的 的大小.
(2)将(甲)与(乙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的 有关.
(3)本次实验采用物理最常用的一种实验方法是 .
18.某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中
实验
次数
钩码重/N
钩码上升的
高度/m
绳端的
拉力/N
绳端移动的
距离/m
机械效率
1
4
0.10
1.8
0.3
2
6
0.10
2.5
0.3
3
6
0.15
2.5
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 拉动弹簧测力计.
(2)第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为 m/s.
(3)第三次实验中,绳端移动的距离为 m,滑轮组的机械效率为 .
(4)分析比较第一、二两次实验数据,有用功W有1 W有2,滑轮组的机械效率η1 η2(两空均选填“>”“=”或“<”).由此可知,可采用 的方法来提高滑轮组的机械效率.
19.用如图所示装置测量动滑轮的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升.实验数据如表:
序号
动滑轮重
G动/N
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳的拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
2
0.1
2
0.2
1.1
0.4
3
0.2
2
0.2
1.2
0.4
83.3%
(1)第2次实验时,测得动滑轮的机械效率约为 .
(2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将 ;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将 .(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)分析表中数据可知,绳的拉力F≠,可能的原因是:
.
20.实验台上有组装好的实验装置,如图所示,其中弹簧测力计的量程为0~5N.另外还有质量均为100g的钩码六个(图中未画出).小轩计划用这些器材探究:
用动滑轮提升重物时,如果动滑轮的机械效率不变,则有用功跟总功成正比.
小轩的主要实验步骤如下:
①在动滑轮挂钩上挂1个钩码,钩码的质量用m表示,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,弹簧测力计的示数用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示.将m、F、s、h测量数据记录在表格中;
②保持绳子自由端移动的距离s不变,依次改变动滑轮所挂钩码个数,仿照步骤
(1)再做5次实验,将测量数据记录在表格中.
③利用W总=Fs,计算出各次的总功,用W有用=Gh=mgh,计算出各次的有用功,并将各次的W总、W有用记录在表格中.
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小轩探究过程中存在的问题是:
(2)请你针尖对小轩探究过程中存在的问题,写出改进措施:
.
21.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:
次数
钩码重/N
动滑轮重/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的示数/N
弹簧测力计
上升的距离/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
\
3
6
0.8
5
\
15
83.3%
(1)在实验操作中应该使钩码 (选填“快速”或“缓慢”)上升;
(2)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (保留三位有效数字);
(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,滑轮组做的有用功是 J;
(4)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:
滑轮组的机械效率与 有关;
(5)分析表中数据可知,F≠,可能的原因是:
;
(6)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G’,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦.则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是 .
A.η=B.η=C.η=D.η=1﹣.
22.某同学用如图所示的实验装置“探究滑轮组的机械效率”,数据记录在表中,其中第1、3两次是静止时的测量数据,第2、4、5、6次是竖直向上匀速拉动弹簧测力计时的测量的数据:
实验
次数
钩码重/N
钩码上升的高度/m
绳端的
拉力/N
绳端移动的距离/m
机械效率
1
0.5
0(静止)
0.3
0
2
0.5
0.10
0.35
0.3
47.6%
3
0.5
0.10(静止)
0.3
4
1
0.10
0.55
0.3
60.6%
5
2
0.10
1
0.3
66.7%
6
2
0.15
1
0.45
66.7%
(1)在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应处于 状态.
(2)在第3次实验,钩码上升到0.1m高度后再次静止,此时弹簧测力计的读数为 N.
(3)由第2、4、5次实验可知,钩码上升的高度相同时,随着钩码重的增大,有用功 额外功 .(选填“增加”、“不变”或“减少”)
(4)由第5、6次实验可知,钩码重相同时,物体上升高度增大,有用功 ,机械效率 ;(选填“增加”、“不变”或“减少”)
(5)通过该实验发现要提高同一滑轮组的机械效率,可以采取 的措施.
23.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:
实验
序号
钩码重
(N)
动滑
轮重
(N)
拉力
(N)
钩码上升的高度(m)
测力计移动的距离
(m)
有用功
(J)
总功
(J)
机械
效率
(%)
1
4
0.5
2.3
0.2
0.4
0.8
0.92
87.0
2
4
0.9
2.5
0.2
0.4
0.8
1.0
80.0
3
6
0.5
3.3
0.2
0.4
1.2
1.32
(1)实验过程中,要 竖直地向上拉动弹簧测力计.
(2)完成表格中第3次数据的计算,填在表格中(计算结果与其他2次保留的小数位一致)
(3)通过比较 (填实验序号)两次实验数据,可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重 (填“有关”或“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 (填实验序号)两次实验数据,可知他的观点是 (填“正确”或“错误”)的.
24.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,用两个动滑轮和两个定滑轮得第5组数据,测得数据如下表:
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
66.7
5
1
4
0.1
1.6
0.5
①
(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
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