《力学实验：2021年物理【中考冲刺】满分班复习讲义（人教版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《力学实验：2021年物理【中考冲刺】满分班复习讲义（人教版）（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、冲刺押题备战中考第十三讲 机械效率第十二讲 力学实验杠杠实验：【例1】 实验台上有如下实验器材：一个带支架且有刻度的杠杆如图 25 所示,一个量程为 05N 的弹簧测力计、6 个质量均为 50g 的钩码和两段细线。请利用上述实验器材设计一个实验,证明“当杠杆在水平位置平衡时,如果阻力臂和动力臂保持不变,则动力与阻力成正比”。图 25O（1） 本实验的因变量是 ；应控制不变的量是 。（2） 本实验改变自变量的方法是 。答案：（1）动力阻力臂和动力臂（2）改变钩码个数O【例2】 实验台上有如下实验器材：1 个带支架的杠杆（相邻刻线间距均为 5cm）如图 23 所示、1 个量程为 05N 的弹簧测力
2、计、六个重为 0.5N 的钩码和两段细绳。请利用上述实验器材设计一个实验,证明：当杠杆平衡时,阻力和阻力臂保持不变,动力臂越长作用在杠杆上的动力就越小。（1） 写出主要实验步骤。（2） 画出实验数据记录表格。图 23答案：实验步骤：用细绳做成两个绳套,分别拴牢在杠杆的左端第 2、4 个刻线某处,调节杠杆使其在水平位置平衡。将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位置。在杠杆支点左侧第 2 个刻线处挂 4 个,然后在同侧第 4、5、8 个刻线处依次竖直向上拉弹簧测力计,分别使杠杆在水平位置平衡并记录弹簧测力计示数在表格中。动力臂 L/cm动力 F/N精品资源战胜中考【例3】 实验台上有满足实验要求的器材
3、：弹簧测力计 1 个,所受重力为 1N 的钩码 2 个, 带支架的杠杆 1 个。杠杆上相邻刻度间距离均为 0.05m,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计,如图 23 所示。请利用上述实验器材设计一个实验证明：“杠杆在水平位置平衡时,如果动力臂 L1 保持不变,则 F1=kF2L2”,式中 F1 表示动力,k 是常量,F2 表示阻力,L2 表示阻力臂。请写出实验步骤,画出实验数据记录表格。答案：实验步骤：将带支架的杠杆放在水平桌面上,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。将重为 1N 的钩码（阻力 F）挂在支点右侧 0.05m 处（阻力臂 L）,将弹簧测力计的挂钩钩在支点右
4、侧的 0.1m 处。竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡, 读出弹簧测力计的示数（动力 F1）。将 F2、L2、F1 的数据记在表格中。弹簧测力计的挂钩位置保持不变,将重力为 1N 的钩码依次挂在支点右侧0.lm.0.15m、0.2m.0.25m 处,仿照步骤圆再做 4 次实验,将 F2、L2、F1 的相应数据记在表格中。弹簧测力计的挂钩位置保持不变,将两个重为 1N 的钩码挂在支点右侧 0.05m 处, 竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡。将 F2、L2、F1 的数据记在表格中。根据实验数据计算出 F2 与 L2 的乘积,并记录在表格中。实验数据记录表F2/NL2/mF2L2/
5、NmF1/N【例4】 工人用扳手拧松工件上一个紧固的螺栓,尽管他使出了浑身力气,却没能成功,如图 22 甲所示。于是他想出了一个新点子：在其它条件不变的情况下,取来一根绳子,将绳的一头拴在扳手柄的上端,再次使出浑身力气拉绳的另一头,如图 22 乙所示。可还是没能扳动螺栓,这是为什么呢? 请分析其中的原因。说出你认为可行的一种办法？甲乙图 22答案：前后两种做法力臂没有改变,所以力的作用效果没有改变,故不能扳动螺栓。可行做法是,换用长把扳手,增加力臂,可将螺栓拧松。（或给扳手套入一截较长的钢管,或增加滑轮组等设施。）【例5】 小明乘坐地铁时发现：乘客中有很多“低头族”,他们长时间低着头看手机。他
6、记起物理课上老师讲过：长时间低头会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零；当头颅低下时,颈部肌肉会产生一定的拉力。甲图 20乙F为了探究“颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系”,小明跟课外小组的同学们制作了一个头颅模型来模拟实验。如图 20 甲所示,把人的颈椎简化成支点 O,头颅模型的质量为 1kg,头颅模型在重力作用下可绕支点 O 转动,A 点为头颅模型的重心,B 点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在 B 点,用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力,头颅模型在转动过程中,细线拉力的方向始终垂直于 OB,如图 20 乙所示,让头颅模型从竖直状态开始转动,通过实验同学们记录了低头
7、角度 与细线拉力 F 的数据, 如下表：/ 015304560F/N07.314.020.225.0（1） 若头颅质量为 6kg,当低头角度为 60时,根据实验表中数据及相关物理知识推测：颈部肌肉承受的拉力为 N。（2） 请通过实验数据记录分析：人低头的角度越大,颈部肌肉的拉力 , 其主要原因是： 。（3） ） 根据实验,请你关于“ 预防和延缓颈部肌肉损伤” 提出一个合理化 的建议： 。答案：（1）150（2）越大低头角度越大,重力 G 的力臂 L 越长,重力 G和肌肉拉力 F 的力臂OB 不变,根据杠杆平衡条件 GL=FOB,因此肌肉的拉力 F 越大（3） 不要长时间低头。【例6】 如图所示
8、,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的 1/4,在木尺末端的 B 点加一个作用力 F,当力 F3N 时,木尺的另一端A 开始向上翘起,那么木尺受到的重力为（） A3NB4NC12ND9N答案：A【例7】 密度均匀的直尺 AB 放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分 OB 是全尺长的三分之一,当 B 端挂 5N 的重物户时,直尺的 A 端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是（）A2.5N C10N答案：CB5ND无法确定【例8】 某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量（1） 将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置
9、保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的；（2） 如图所示,将质量为 m 的物体挂在刻度尺左边某一位置,向 （选填“左”或“右”）移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡记录物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的 到支座的距离；（3） 根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量 m= （用题目中所给物理量表示）答案：（1）重心（2）右重心（3） M1 L1L2【例9】 小明想测量一块石头的密度,但是由于石头的质量和体积比较大,无法用托盘天平、量筒和水完成测量。小阳同学建议他用弹簧测力计、大烧杯、水、轻质细线和杠杆来进行实验,请你将实验过程补充完整：（1） 将如图 29 甲所示的装置
10、放在水平桌面上,发现杠杆的左端高于右端,则应 调节杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）移动,直到杠杆水平平衡；（2） 杠杆水平平衡后,如图 29 乙所示,将石头用细线系好悬挂在杠杆 A 点,则应该用弹簧测力计通过细线套在 （选填“B”、“C”或“D”）点施加竖直向上的拉力,使杠杆水平平衡；读出测力计的示数 F1,将 F1 记录在表格中；（3） 如图 29 丙所示,在大烧杯内装入适量的水,石块的位置不变,将石块浸没在水中（石块不接触烧杯）,测力计的位置也不变,依然对杠杆施加竖直向上的拉力,使杠杆水平平衡,读出测力计的示数 F2,将 F2 记录在表格中；（4）已知水的密度为r水,利用测量出的物
11、理量和r水计算石块的密度r = ,并将计算结果记录在表格中。答案：（1）左（2）B（4）F1r水F1 - F2【例10】小莉利用轻质杠杆、刻度尺、金属块甲、小石块乙、圆柱形塑料容器、细线和适量的水测量未知液体的密度,实验装置如图 23 所示。以下是小莉设计的实验步骤, 请你按照她的实验思路,将实验步骤补充完整。（1）将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆 A 和 D 端,用细线做好的绳套系住杠杆某处后,移动绳套到O 点时,杠杆恰好在水平位置平衡。（2）将小石块乙完全浸没在水中,且不与塑料容器相接触,金属块甲移至 B 点, 杠杆再次在水平位置平衡。用刻度尺测出 AB 间的距离为 l1。ABCO
12、D甲乙水液体图 23（3）将小石块乙完全浸没在待测液体中,且不与塑料容器相接触,金属块甲移至C 点,杠杆再次在水平位置平衡。 。（4）用水的密度r水及测量出的物理量写出待测液体的密度r液的表达式： r液= 。答案：（3）用刻度尺测出 AC 间的距离为 l2（4） l2 r水l1ACOD B图 12【例11】小丽设计的测量液体密度的装置如图 12 所示。轻质杠杆 AB 可绕支点 O 自由转动,调节两侧螺母使杠杆在水平位置平衡。在杠杆左侧距离 O 点10cm 的 C 点用细绳悬挂一个质量为 100g、容积为 80cm3 的小桶；在杠杆右侧用细绳悬挂一个质量为 50g 的钩码。在一次测量液体密度时,
13、小丽向小桶中加满待测液体,并改变 O 点右侧钩码的悬挂位置,当钩码悬绳移至距 O 为 40cm 的D 点时,杠杆在水平位置平衡。则待测液体密度为 g/cm3。答案：1.25【例12】某学生制作了直接测量液体密度的“密度天平”其制作过程和原理如下：如图 1 所示,选择一根长杠杆,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡；在左侧离支点 10cm 的位置用细线固定一个质量为 110g、容积为 50ml 的容器右侧用细线悬挂一质量为 50g 的钩码（细线的质量忽略不计）【测量过程】将下列实验空白处补充完整：（1） 调节杠杆平衡时,发现杠杆左端下沉,须将平衡螺母向 调节；测量液体时往容器中加满待测液体,移动钩码
14、使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度（2） 该“密度天平”的“零刻度”应标在支点 O 的右侧 cm 处；（3） 若测量某种液体密度时,钩码在距离支点右侧 30cm 处,则此种液体的密度为 g/cm3（4） 若此“密度天平”的量程不够大,应采用 方法增大量程【拓展应用】若杠杆足够长,用此“密度天平”还可以测量固体的密度先在容器中加满水,再将待测固体轻轻浸没在水中,溢出部分水后,调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,测出钩码离支点O 的距离为 56cm；水用量筒测出溢出水的体积如图 2 所示,待测固体的体积为 cm3 则此固体的密度为 g/cm3（已知 =1.0g/cm3）答案：（1）右（2）22（3）0.8（4）增加杠杆的长度207【例13】学习了力学知识后,小强认为：“先后作用在同一物体上的两个力,它们的大小和方向都相同,则这两个力的作用效果就相同”。现有已调平的轻质杠杆（如图 25 所示）、钩码一盒。请你选用上述实验器材设计一个实验,说明小强的观点不正确。要求：简述实验步骤和实验现象。答案：方法一在支点的两侧同时挂钩码,使杠杆平衡；只改变一侧钩码的悬挂点,杠杆失去平衡。方法二将相同质量的钩码先后挂在支点的两侧,观察到两次杠杆转动方向不同。图 20【例14】小阳利用图 20 所示的实验装置来探究动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力是否有关,细绳
