资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
专题11 运动和力、机械能、杠杆及机械效率实验专题
目录
01、TOC \o "1-2" \h \u HYPERLINK \l _Toc17099 知识精讲 1
02、 HYPERLINK \l _Toc13874 题型过关 6
HYPERLINK \l _Toc19966 题型一 探究二力平衡的条件 ( javascript:void(0)" \o "探究二力平衡的条件 )实验 6
题型二 物体的动能跟哪些因素有关 8
HYPERLINK \l _Toc31429 题型三 杠杆的平衡条件 9
HYPERLINK \l _Toc18820 题型四 测量滑轮组的机械效率 11
03、 HYPERLINK \l _Toc3011 实战训练 13
知识点一 探究二力平衡的条件 ( javascript:void(0)" \o "探究二力平衡的条件 )实验
【实验目的、原理、方法】
①实验目的：探究二力平衡的条件。
②实验原理：力能改变物体的运动状态。
③实验方法：控制变量法。
【实验器材】
小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
【器材作用及图像】
①小车：实验主体。
②棉线：连接小车与钩码。
③钩码：提供和改变对小车的拉力。
④滑轮：改变力的方向。
【实验步骤】
如图甲
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况下保持运动状态不变。
步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能
不能保持静止。
步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车
能不能保持静止。
步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车
能不能保持静止。
步骤⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然
后松手，观察小车能不能保持静止。
如图乙
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。
【实验结论】
二力平衡的条件要求这两个力：
1、大小相等（等大） 2、方向相反（反向）
3、同一直线（共线） 4、同一物体（同体）
知识点二 实验探究：物体的动能跟哪些因素有关
提出问题 物体的动能跟哪些因素有关？
猜想与假设 （1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体运动的速度有关；（2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关
设计实验与制订计划 用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。
进行实验 让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图甲、乙所示。甲 乙换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙、丁所示。丙 丁
分析与论证 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关；（2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。
实验结论 物体动能与物体的质量和运动的速度有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
知识点三 实验探究：杠杆的平衡条件
实验目的 (1)知道什么是杠杆的平衡；(2)通过实验得出杠杆的平衡条件；(3)体验利用归纳法得出杠杆平衡条件的过程
提出问题 在学习二力平衡时，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态。因为杠杆会转动，所以杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，杠杆平衡不仅与力的大小有关，还可能与力的作用位置有关
猜想与假设 一般情况下，当杠杆静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态，对杠杆处于平衡状态时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在的关系，我们可作出如下猜想：A.动力+动力臂=阻力+阻力臂 B.动力-动力臂=阻力-阻力臂C. D.动力×动力臂=阻力×阻力臂
实验设计 杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力僻和阻力臂共同决定的。为了探究其平衡条件,可以在杠杆处于静止状态时,分别测出动力F 、阻力F 、动力臂l1和阻力臂l ,然后经过大量数据的对比、分析、归纳得出杠杆的平衡条件
实验步骤 (1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡；(2)在支点两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再一次在水平位置平衡，如图所示。这时杠杆两侧受到的作用力分别等于两侧钩码所受的重力，力臂为悬挂点到支点的距离；(3)设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F ,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F ,测出杠杆平衡时的动力臂l 和阻力臂l ,把F 、F 、l 、l 的数值填入表格中。实验序号动力F /N动力臂l /cm动力×动力臂/(N·cm)阻力F /N阻力臂l /cm阻力×阻力臂/(N·cm)11.010100.5201022.015301.5203034.010402.02040…(4)改变钩码个数和位置,多做几次实验（避免偶然性）,将实验得到的数据填入表格中
实验结论 分析实验数据，发现每次杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，或F l =F l
知识点四 测量滑轮组的机械效率
1.测量滑轮组的机械效率
【实验原理】
【实验设计】
(1)组装一个滑轮组，使用该滑轮组分别提起重力不同的物体，比较每次的机械效率；
(2)换用较重的动滑轮，组装和(1)相同的滑轮组，使用该滑轮组分别提起和(1)相同的重物，比较和(1)提起相同重物时的机械效率。
【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、长约2m的细绳、铁架台等。
【实验过程】
(1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G并填入表格；
(2)按照图甲组装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置；
(3)如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格中；
(4)利用公式计算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格中；
(5)改变钩码的数量，重复上面的实验（多次实验，消除偶然因素）；
(6)换用较重的动滑轮组成滑轮组，重复(2)~(5)步，将实验数据记入表格。
【实验数据】
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功总J 机械效率η
1 1.5 0.2 0.3 0.7 0.6 0.42 71%
2 3 0.2 0.6 1.2 0.6 0.72 83%
3 4.5 0.2 0.9 1.7 0.6 1.02 88%
4 1.5 0.2 0.3 0.9 0.6 0.54 56%
5 3 0.2 0.6 1.4 0.6 0.84 71%
6 4.5 0.2 0.9 1.9 0.6 1.14 79%
【数据分析】
(1)由1、2、3三次实验可知，使用同一滑轮组，当提升重为1.5N的钩码时，它的机械效率是71%；当提升重为3N的钩码时，它的机械效率是83%；当提升重为4.5N的钩码时，它的机械效率是88%；
可见，同一机械在不同做功过程中使用，其机械效率不同.同一滑轮组，提升的物体越重，其机械效率越高。
(2)由1、4(2、5或3、6)两次实验可知，使用两个动滑轮重量不同的滑轮组提升相同的钩码升高相同高度，做的有用功相同，动滑轮较重的所做的额外功多，机械效率低。
题型一 探究二力平衡的条件 ( javascript:void(0)" \o "探究二力平衡的条件 )实验
1．如图所示是探究“二力平衡条件”时的实验情景。
（1）实验前同学们讨论图甲和图乙两种实验方案，认为更科学的是方案 　 　（选填“甲”或“乙”）。当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，说明它受到的力是相互平衡的。为了方便操作，应当使物体处于 　 　状态作为平衡状态。
（2）经过多次实验，发现两边所挂重物的质量不相等时小车运动，质量相等时小车静止，这说明二力平衡的两个力大小 　 　。（选填“相等”或“不相等”）
（3）保持两边所挂重物的质量相等，然后将小车扭转一个角度，如图丙所示，松手后观察到小车 　 　（选填“能”或“不能”）保持平衡状态。
（4）把两个质量相等的重物挂在小车的同一侧，放手后小车运动，说明：二力平衡时，两个力的方向必须 　 　（选填“相同”或“相反”）。
2．如图所示是甲、乙、丙三位同学探究二力平衡条件时的实验装置。
（1）实验中，甲同学发现当向左盘和右盘同时加入一个等重的砝码时，木块处于静止状态。把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍处于静止状态，出现这种现象的原因是木块与桌面间存在 　 　。这时木块在水平方向受到 　 　的力（选填“平衡”或“不平衡）。
（2）实验中乙同学保持F1与F2大小相等用手将小车扭转一个角度，松手后小车将 　 　（选填“能”或“不能”）保持静止不动。设计该实验步骤的目的是为了证明相互平衡的两个力，必须要作用在 　 　。
（3）丙同学选择小卡片的目的是 　 　（选填“考虑”或者“不考虑”）小卡片的重力，丙同学用剪刀将小卡片中间剪断，并观察卡片的运动情况。该操作是为了证明相互平衡的两个力必须要作用在 　 　。
题型二 物体的动能跟哪些因素有关
3．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 　　有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 　　有关。
（2）（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大，实验中探究的动能是指 　　（填序号）。
．小球在斜面上的动能
．小球撞击木块前瞬间的动能
．小球撞击木块后的动能
．木块被小球撞击后的动能
（3）（分析论证）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　　；
（4）（交流评估）①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为 　　能。
②本实验中水平面若绝对光滑，将 　　（选填“能”或“不能” 达到实验探究目的。原因是 　　（5）（实践应用）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 　　（选填“超载”或“超速” 行驶时危险性大的原因。
（6）（知识拓展）木块在水平面上运动时，木块所受的重力与水平面对木块的支持力是 　　（选填“相互作用力”或“平衡力”
4．在探究“力与运动的关系”时，我们曾经追随物理学家的足迹，同学们设计了如图1所示的实验：
（1）为了使每次实验小车运动到水平面时的初速度相同，正确操作是：每次实验中让小车从同一斜面 　　由静止开始滑下；
（2）在每次实验中，可以观察到：小车到达水平面后会继续向前运动一段距离，最终会停下来。本实验现象能直接说明 　　（选填序号）；
．牛顿第一定律
．物体的运动需要力来维持
．力可以改变物体的运动状态
（3）小车在水平面运动时受到了 　　个力；
（4）在上面的探究后，通过合理的推理可知：当图2中的摆球从点由静止释放摆到最低点时，如果摆球所受的力突然全部消失，则摆球将 　　；（选填“向右侧上摆”“静止”或“做匀速直线运动”
（5）完成实验后，可在原有器材的基础上增加一个木块，米探究物体的动能与哪些因素有关，如图3所示；
①为了探究动能与速度是否有关，可以让一小车从斜面的 　　（先填“相同”或“不同” 高度自由滑下，通过测量 　　来比较小车动能的大小；
②若在小车中放一重物，使小车从同一高度自由滑下，还可以探究 　　对物体动能大小的影响。
题型三 杠杆的平衡条件
5．如图是在“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）没挂钩码，杠杆静止于如图甲所示的位置，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。此时应将左端的平衡螺母向 　 　端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 　 　。
（2）如图乙所示，挂上钩码使杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，立即分析得出杠杆的平衡条件，小红认为这样做是不合适的，原因是 　 　。
（3）小红实验时用弹簧测力计设计了两种实验方案，如图丙所示。第一种弹簧测力计用F1倾斜下拉；第二种弹簧测力计用F2竖直下拉。则第 　 　（选填“一”或“二”）种实验方案更方便。两次弹簧测力计的读数F1　 　F2（选填“＜”“＝”或“＞”）。
（4）杠杆在生活中有很多应用，图丁是常见垃圾桶，拖动时相当于一个 　 　杠杆。
6．天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
（1）实验前杠杆静止在如图1所示的位置，须将平衡螺母向 　 　调节，使杠杆在 　 　位置平衡。
（2）实验时在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码的位置，使杠杆重新平衡，三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　 　。
（3）为了进一步验证实验结论，又做了图2所示的实验，此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力F1和阻力F2的力臂。
（4）如图3是杆秤的示意图，使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400g，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩质量忽略不计），AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是 　 　kg。
题型四 测量滑轮组的机械效率
7．用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动的距离 机械效率
1 2.0 5 1.0 15
2 4.0 5 1.8 15
3 4.0 10 1.8 30
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验时应沿竖直方向 　　向上拉动弹簧测力计；
（2）第4次实验时所做的有用功为 　　，滑轮组的机械效率　　；
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　　（选填“大”或“小” ，滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　　（选填“有关”或“无关” ；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　　。
换用更轻的动滑轮
加快提升物体的速度
8．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，某兴趣小组的同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
次数 物体的重力 提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率
1 2 0.1 1 0.3
2 3 0.1 1.4 0.3
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6
（1）第3次实验测得的机械效率是 　　（结果精确到。
（2）分析比较第1、2、3次的实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 　　。
（3）分析比较第 　　次的实验数据可得，机械效率与物体上升的高度无关。
1．如图甲所示，这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小明将系于小卡片（不计自重）两端的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 　　（选填“相同”或“相反” ，并通过调整钩码个数来改变拉力大小。
（2）当小卡片平衡时，小明将小卡片扭转过一个角度，松手后小卡片 　　（选填“能”或“不能” 平衡，由此实验步骤可知只有作用在 　　的两个力才能平衡。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小明下一步操作是 　　。
（4）本实验不用图乙方案而采用图甲方案，这样是为了减小 　　对实验的影响。
2．物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置进行“二力平衡条件”的探究：
（1）把小车放在比较光滑的水平桌面上，用手按住小车不动，在两托盘中放入质量相等的砝码，放手后小车静止；在两托盘中放入质量不相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力 　　。小组将相同质量的砝码放在左右两盘后，把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 　　才能平衡；
（2）某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小不相等，但小车仍处于静止状态。此时小车受到的 　　（选填“是”或“不是” 平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 　　的影响；
（3）为尽量减少以上影响，小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小敏下一步操作是 　　。
．左右各加一个钩码
．把卡片剪成两半
．把卡片扭转一个角度
3．在物理学中斜面是一个很重要的模型，在生产、生活中也有着大量的应用，如盘山公路、供轮椅通过的斜坡等等。在初中物理的学习中与斜面有关的实验也有很多，小明利用斜面和相关器材，进行了如下探究：
（1）图甲利用斜面和小车测量平均速度，实验时应保持斜面的倾斜角 　　（选填“较大”或“较小” ，这是为了减小测量 　　（选填“路程”或“时间” 时造成的误差；
（2）乙、丙实验都有让物体（小车或小球）从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是控制小车到达水平面的 　　相同；
（3）如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从同一斜面的相同高度由静止滑下，由三次实验可以看出，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，滑行的距离越远，速度减小得越 　　，在此实验基础上通过推理可知，如果运动的小车不受力，它将做 　　；
（4）如图丙所示是探究“物体动能大小与哪些因素有关”实验。让质量为小球分别从斜面上不同高度静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，通过实验发现：小球滚下的高度越高，木块被撞开的距离越远，由此得出结论：物体动能的大小与 　　有关。
4．贵贵为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图所示的实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
实验次数 小球下落高度 小球质量 弹簧长度
1 4 10
2 4 20
3 6 20
为弹簧原长，
（1）实验中通过 　　反映小球动能的大小；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是 　　能转化为 　　能；
（2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是 　　；
（3）比较实验2和实验3，可以探究小球的动能与 　　的关系；
（4）贵贵在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将 　　；
沿着斜面匀速直线运动
不能上升到初始高度，最终静止在平面上
上升到初始高度后静止
能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
（5）在（4）中用到一种科学方法，与下列哪个定律或原理的得出用到的方法相同 　　。
阿基米德原理
杠杆原理
牛顿第一定律
5．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，每个钩码重1N。
（1）实验前，发现杠杆如图﹣1所示，则应将杠杆左端平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡。这样操作的目的是便于测量 　 　。
（2）如图﹣2所示，杠杆左侧挂1个钩码，右侧挂3个钩码，杠杆在水平位置保持平衡，若此时在两边各加一个钩码，杠杆 　 　（选填“左”或“右”）端将下沉。
（3）如图﹣3所示，在杠杆左侧距离支点15cm处挂3个钩码，在左侧距支点10cm处用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆处于水平平衡状态，则弹簧测力计的示数为 　 　.
6．如图所示是小明和小刘一起“探究杠杆的平衡条件”实验：
（1）如图甲所示是小明安装好杠杆后，杠杆静止时的情景，小明接下来应将右端的平衡螺母向 　　（选填“左”或“右” 调节；
（2）如图乙所示，杠杆水平平衡后，小明在左侧悬挂4个钩码，保持左端所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计从位置缓慢转到位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中弹簧测力计的示数 　　（选填“变大”、“变小”或“不变” ；
（3）小刘也正确完成实验，实验数据如下表所示，但是小刘得出与小明不一样的结论，即：动力与阻力成正比关系。你认为该结论可靠吗？并说明理由：　　。
实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 1 15 1.5 10
2 2 15 3 10
3 3 15 4.5 10
（4）如图丙是小明以重心所在的线为界切分萝卜，请根据本实验最后正确结论推测，切后两块萝卜质量大小关系为　　（选填“”“ ”或“” 。
7．在我们初中物理课本中，多次利用斜面进行探究实验，如图所示。
（1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是 　　；
（2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：控制物体滑到斜面底端时 　　相同；
（3）图丙是探究“影响动能大小因素”的实验，动能的大小是通过 　　来反映的；
（4）图丁测量斜面的机械效率时，弹簧测力计的读数为 　　。
8．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想1：滑轮组的机械效率与承担动滑轮重力和物重的绳子段数有关
猜想2：提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高
根据猜想，利用电子测力计以甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，每个滑轮质量相等。
（1）为了完成猜想1，晓鹏选用甲、乙装置进行实验，而晓米则认为应选择乙、丙装置进行实验，你认为 　　（选填“晓鹏”或“晓米” 方案错误，理由 　　。
2 4 6
2 4 6
0.1 0.1 0.1
0.9 1.5 2.2
0.3 0.3 0.3
（2）晓鹏在完成猜想2实验时，测得实验数据如上表所示，有个别数据没有填写完整，请你帮他补充　　根据实验数据，可验证猜想2是 　　（选填“正确”或“错误” 的。表示钩码所受重力，表示滑轮组对钩码的拉力，表示物体移动距离，表示绳端拉力，表示绳端移动距离，表示机械效率。
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
专题11 运动和力、机械能、杠杆及机械效率实验专题
目录
01、TOC \o "1-2" \h \u HYPERLINK \l _Toc17099 知识精讲 1
02、 HYPERLINK \l _Toc13874 题型过关 6
HYPERLINK \l _Toc19966 题型一 探究二力平衡的条件 ( javascript:void(0)" \o "探究二力平衡的条件 )实验 6
题型二 物体的动能跟哪些因素有关 9
HYPERLINK \l _Toc31429 题型三 杠杆的平衡条件 12
HYPERLINK \l _Toc18820 题型四 测量滑轮组的机械效率 15
03、 HYPERLINK \l _Toc3011 实战训练 17
知识点一 探究二力平衡的条件 ( javascript:void(0)" \o "探究二力平衡的条件 )实验
【实验目的、原理、方法】
①实验目的：探究二力平衡的条件。
②实验原理：力能改变物体的运动状态。
③实验方法：控制变量法。
【实验器材】
小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
【器材作用及图像】
①小车：实验主体。
②棉线：连接小车与钩码。
③钩码：提供和改变对小车的拉力。
④滑轮：改变力的方向。
【实验步骤】
如图甲
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况下保持运动状态不变。
步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能
不能保持静止。
步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车
能不能保持静止。
步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车
能不能保持静止。
步骤⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然
后松手，观察小车能不能保持静止。
如图乙
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。
【实验结论】
二力平衡的条件要求这两个力：
1、大小相等（等大） 2、方向相反（反向）
3、同一直线（共线） 4、同一物体（同体）
知识点二 实验探究：物体的动能跟哪些因素有关
提出问题 物体的动能跟哪些因素有关？
猜想与假设 （1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体运动的速度有关；（2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关
设计实验与制订计划 用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。
进行实验 让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图甲、乙所示。甲 乙换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙、丁所示。丙 丁
分析与论证 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关；（2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。
实验结论 物体动能与物体的质量和运动的速度有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
知识点三 实验探究：杠杆的平衡条件
实验目的 (1)知道什么是杠杆的平衡；(2)通过实验得出杠杆的平衡条件；(3)体验利用归纳法得出杠杆平衡条件的过程
提出问题 在学习二力平衡时，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态。因为杠杆会转动，所以杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，杠杆平衡不仅与力的大小有关，还可能与力的作用位置有关
猜想与假设 一般情况下，当杠杆静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态，对杠杆处于平衡状态时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在的关系，我们可作出如下猜想：A.动力+动力臂=阻力+阻力臂 B.动力-动力臂=阻力-阻力臂C. D.动力×动力臂=阻力×阻力臂
实验设计 杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力僻和阻力臂共同决定的。为了探究其平衡条件,可以在杠杆处于静止状态时,分别测出动力F 、阻力F 、动力臂l1和阻力臂l ,然后经过大量数据的对比、分析、归纳得出杠杆的平衡条件
实验步骤 (1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡；(2)在支点两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再一次在水平位置平衡，如图所示。这时杠杆两侧受到的作用力分别等于两侧钩码所受的重力，力臂为悬挂点到支点的距离；(3)设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F ,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F ,测出杠杆平衡时的动力臂l 和阻力臂l ,把F 、F 、l 、l 的数值填入表格中。实验序号动力F /N动力臂l /cm动力×动力臂/(N·cm)阻力F /N阻力臂l /cm阻力×阻力臂/(N·cm)11.010100.5201022.015301.5203034.010402.02040…(4)改变钩码个数和位置,多做几次实验（避免偶然性）,将实验得到的数据填入表格中
实验结论 分析实验数据，发现每次杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，或F l =F l
知识点四 测量滑轮组的机械效率
1.测量滑轮组的机械效率
【实验原理】
【实验设计】
(1)组装一个滑轮组，使用该滑轮组分别提起重力不同的物体，比较每次的机械效率；
(2)换用较重的动滑轮，组装和(1)相同的滑轮组，使用该滑轮组分别提起和(1)相同的重物，比较和(1)提起相同重物时的机械效率。
【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、长约2m的细绳、铁架台等。
【实验过程】
(1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G并填入表格；
(2)按照图甲组装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置；
(3)如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格中；
(4)利用公式计算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格中；
(5)改变钩码的数量，重复上面的实验（多次实验，消除偶然因素）；
(6)换用较重的动滑轮组成滑轮组，重复(2)~(5)步，将实验数据记入表格。
【实验数据】
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功总J 机械效率η
1 1.5 0.2 0.3 0.7 0.6 0.42 71%
2 3 0.2 0.6 1.2 0.6 0.72 83%
3 4.5 0.2 0.9 1.7 0.6 1.02 88%
4 1.5 0.2 0.3 0.9 0.6 0.54 56%
5 3 0.2 0.6 1.4 0.6 0.84 71%
6 4.5 0.2 0.9 1.9 0.6 1.14 79%
【数据分析】
(1)由1、2、3三次实验可知，使用同一滑轮组，当提升重为1.5N的钩码时，它的机械效率是71%；当提升重为3N的钩码时，它的机械效率是83%；当提升重为4.5N的钩码时，它的机械效率是88%；
可见，同一机械在不同做功过程中使用，其机械效率不同.同一滑轮组，提升的物体越重，其机械效率越高。
(2)由1、4(2、5或3、6)两次实验可知，使用两个动滑轮重量不同的滑轮组提升相同的钩码升高相同高度，做的有用功相同，动滑轮较重的所做的额外功多，机械效率低。
题型一 探究二力平衡的条件 ( javascript:void(0)" \o "探究二力平衡的条件 )实验
1．如图所示是探究“二力平衡条件”时的实验情景。
（1）实验前同学们讨论图甲和图乙两种实验方案，认为更科学的是方案 　乙　（选填“甲”或“乙”）。当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，说明它受到的力是相互平衡的。为了方便操作，应当使物体处于 　静止　状态作为平衡状态。
（2）经过多次实验，发现两边所挂重物的质量不相等时小车运动，质量相等时小车静止，这说明二力平衡的两个力大小 　相等　。（选填“相等”或“不相等”）
（3）保持两边所挂重物的质量相等，然后将小车扭转一个角度，如图丙所示，松手后观察到小车 　不能　（选填“能”或“不能”）保持平衡状态。
（4）把两个质量相等的重物挂在小车的同一侧，放手后小车运动，说明：二力平衡时，两个力的方向必须 　相反　（选填“相同”或“相反”）。
【答案】（1）乙；静止；（2）相等；（3）不能；（4）相反
【解答】解：（1）方案甲物块和接触面之间的摩擦力大，方案乙小车与接触面之间的摩擦力小，所以更科学的是方案乙；
为了方便操作，小车应处于静止状态；
（2）经过多次实验，发现两边所挂重物的质量不相等时小车运动，质量相等时小车静止，质量相等，说明物块受到的两个力大小相等；
（3）将小车扭转一个角度，两个力不在同一条直线上，所以小车不能保持平衡状态；
（4）把两个重物挂在小车的同一侧，放手后小车运动，说明二力平衡时，两个力的方向必须相反。
故答案为：（1）乙；静止；（2）相等；（3）不能；（4）相反。
2．如图所示是甲、乙、丙三位同学探究二力平衡条件时的实验装置。
（1）实验中，甲同学发现当向左盘和右盘同时加入一个等重的砝码时，木块处于静止状态。把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍处于静止状态，出现这种现象的原因是木块与桌面间存在 　摩擦力　。这时木块在水平方向受到 　平衡　的力（选填“平衡”或“不平衡）。
（2）实验中乙同学保持F1与F2大小相等用手将小车扭转一个角度，松手后小车将 　不能　（选填“能”或“不能”）保持静止不动。设计该实验步骤的目的是为了证明相互平衡的两个力，必须要作用在 　同一条直线上　。
（3）丙同学选择小卡片的目的是 　不考虑　（选填“考虑”或者“不考虑”）小卡片的重力，丙同学用剪刀将小卡片中间剪断，并观察卡片的运动情况。该操作是为了证明相互平衡的两个力必须要作用在 　同一物体上　。
【答案】（1）摩擦力；平衡；（2）不能；同一条直线上； （3）不考虑；同一物体上。
【解答】解：（1）把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，木块受到向右的拉力大于向左的拉力，木块有向右运动的趋势，木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用，此时木块处于静止状态，受平衡力作用；
（2）小车受到的两个力大小相等，用力将小车扭一个角度，两个力在同一条直线上，小车能处于静止状态，要发生转动，可以探究二力平衡二力是否必须作用在同一条直线上；
（3）小纸片重力比较小，可以忽略小卡片的重力；
实验过程中丙同学用剪刀将小纸片从中间劈开，两个钩码都落到了地上，这说明相互平衡的两个力必须要作用在同一物体上。
故答案为：（1）摩擦力；平衡；（2）不能；同一条直线上； （3）不考虑；同一物体上。
题型二 物体的动能跟哪些因素有关
3．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 　速度　有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 　　有关。
（2）（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大，实验中探究的动能是指 　　（填序号）。
．小球在斜面上的动能
．小球撞击木块前瞬间的动能
．小球撞击木块后的动能
．木块被小球撞击后的动能
（3）（分析论证）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　　；
（4）（交流评估）①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为 　　能。
②本实验中水平面若绝对光滑，将 　　（选填“能”或“不能” 达到实验探究目的。原因是 　　（5）（实践应用）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 　　（选填“超载”或“超速” 行驶时危险性大的原因。
（6）（知识拓展）木块在水平面上运动时，木块所受的重力与水平面对木块的支持力是 　　（选填“相互作用力”或“平衡力”
【答案】（1）速度；质量；（2）；（3）质量相同时，物体的动能与速度有关；（4）动；不能；水平面若绝对光滑，木块将在水平面上做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离去比较小球动能的大小；（5）超载；（6）平衡力。
【解答】解：（1）十次车祸九次快的快说的是速度，则汽车的动能可能跟速度有关。安全驾驶莫超载中的超载说的是质量，则汽车的动能可能跟质量有关。
（2）实验中通过木块被撞击的距离去比较小球撞击木块前具有的动能的大小，故不符合题意，符合题意。
故选：。
（3）图甲、丙中，小球的质量相同，下落高度不同，则碰撞时，小球的速度不同，物块在水平面移动的距离不同，则说明：质量相同时，物体的动能与速度有关。
（4）小球从斜面上一定高度由静止下落，将重力势能转化为动能。
本实验中水平面若绝对光滑，木块将在水平面上做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离去比较小球动能的大小。
（5）图甲、乙中，小球下落的高度相同，则小球下滑到水平面时的速度相同，甲图中小球的质量大于乙图的，撞击后，甲图中物块移动的距离大于乙图的，则说明：速度一定时，物体的质量越大，物体的动能越大。则可以说明汽车超载时，危险性大。
（6）木块运动时，木块所受的重力与地面对木块的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在一条直线，是一对平衡力。
故答案为：（1）速度；质量；（2）；（3）质量相同时，物体的动能与速度有关；（4）动；不能；水平面若绝对光滑，木块将在水平面上做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离去比较小球动能的大小；（5）超载；（6）平衡力。
4．在探究“力与运动的关系”时，我们曾经追随物理学家的足迹，同学们设计了如图1所示的实验：
（1）为了使每次实验小车运动到水平面时的初速度相同，正确操作是：每次实验中让小车从同一斜面 　同一高度　由静止开始滑下；
（2）在每次实验中，可以观察到：小车到达水平面后会继续向前运动一段距离，最终会停下来。本实验现象能直接说明 　　（选填序号）；
．牛顿第一定律
．物体的运动需要力来维持
．力可以改变物体的运动状态
（3）小车在水平面运动时受到了 　　个力；
（4）在上面的探究后，通过合理的推理可知：当图2中的摆球从点由静止释放摆到最低点时，如果摆球所受的力突然全部消失，则摆球将 　　；（选填“向右侧上摆”“静止”或“做匀速直线运动”
（5）完成实验后，可在原有器材的基础上增加一个木块，米探究物体的动能与哪些因素有关，如图3所示；
①为了探究动能与速度是否有关，可以让一小车从斜面的 　　（先填“相同”或“不同” 高度自由滑下，通过测量 　　来比较小车动能的大小；
②若在小车中放一重物，使小车从同一高度自由滑下，还可以探究 　　对物体动能大小的影响。
【答案】（1）同一高度；（2）；（3）三；（4）做匀速直线运动；（5）不同；木块移动的距离；质量。
【解答】解：（1）本实验需要控制小车到达水平面的速度相同，所以应使小车从斜面的同一高度由静止开始滑下。
（2）．牛顿第一定律不能通过实验直接得到，是通过实验推理得出的，故不符合题意；
．物体的运动不需要力来维持，故不符合题意；
．因为小车再水平面上受到阻力，在阻力的作用下逐渐停下来，说明了力可以改变物体的运动状态，故符合题意。
故选：。
（3）小车在水平面上受重力、支持力和水平方向的阻力三个力。
（4）小球在点时具有水平向右的速度，根据牛顿第一定律，此时当力全部消失，摆球将做匀速直线运动。
（5）①要探究动能与速度是否有关，应使小车的质量相同，速度不同，故应让小车从斜面的不同高度自由滑下。
本实验运用转换法，将小车的动能转换为木块移动的距离。
②若在小车中放一重物，使小车从同一高度自由滑下，则速度相同，质量不同，故可探究动能大小与质量的关系。
故答案为：（1）同一高度；（2）；（3）三；（4）做匀速直线运动；（5）不同；木块移动的距离；质量。
题型三 杠杆的平衡条件
5．如图是在“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）没挂钩码，杠杆静止于如图甲所示的位置，此时杠杆处于 　平衡　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。此时应将左端的平衡螺母向 　右　端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 　便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响　。
（2）如图乙所示，挂上钩码使杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，立即分析得出杠杆的平衡条件，小红认为这样做是不合适的，原因是 　通过一组数据得出结论具有偶然性　。
（3）小红实验时用弹簧测力计设计了两种实验方案，如图丙所示。第一种弹簧测力计用F1倾斜下拉；第二种弹簧测力计用F2竖直下拉。则第 　二　（选填“一”或“二”）种实验方案更方便。两次弹簧测力计的读数F1　＞　F2（选填“＜”“＝”或“＞”）。
（4）杠杆在生活中有很多应用，图丁是常见垃圾桶，拖动时相当于一个 　省力　杠杆。
【答案】（1）平衡；右；便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响；（2）通过一组数据得出结论具有偶然性；（3）二；＞；（4）省力。
【解答】解：（1）杠杆静止时，就是处于平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，需要使杠杆重心右移，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响；
（2）只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；
（3）如图丙所示，小红设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F1，第二种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F2，第二组方便测量力臂，实验方案更方便。保持B点不变，若拉力F倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大，在同等条件下，两次弹簧测力计读数F1＞F2。
（4）图示的垃圾桶，因为是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以是一个省力杠杆。
故答案为：（1）平衡；右；便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响；（2）通过一组数据得出结论具有偶然性；（3）二；＞；（4）省力。
6．天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
（1）实验前杠杆静止在如图1所示的位置，须将平衡螺母向 　左　调节，使杠杆在 　水平　位置平衡。
（2）实验时在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码的位置，使杠杆重新平衡，三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　F1l1＝F2l2　。
（3）为了进一步验证实验结论，又做了图2所示的实验，此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力F1和阻力F2的力臂。
（4）如图3是杆秤的示意图，使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400g，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩质量忽略不计），AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是 　10　kg。
【答案】（1）左；水平；（2）F1l1＝F2l2；（3）见解答；（4）10。
【解答】解：（1）图甲中，杠杆右端下沉，说明右端杠杆的重心向右偏，应向左调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡；
（2）由表格数据知，每组对应的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，所以有F1l1＝F2l2；
（3）已知支点为O，延长并画出F1作用线，过点O分别作力F1作用线的垂线段L1、力F2作用线的垂线段L2，则L1、L2即为所求作的力臂，如图所示：
（4）秤砣的重力G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N，图丁中，用手提起B处的秤纽，则动力臂较大，动力一定，阻力臂一定，据杠杆平衡条件知，阻力较大，则有4N×0.5m＝G×0.02m，解得G＝×4N＝100N，则秤纽的最大称量是m＝＝＝10kg。
故答案为：（1）左；水平；（2）F1l1＝F2l2；（3）见解答；（4）10。
题型四 测量滑轮组的机械效率
7．用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动的距离 机械效率
1 2.0 5 1.0 15
2 4.0 5 1.8 15
3 4.0 10 1.8 30
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验时应沿竖直方向 　匀速　向上拉动弹簧测力计；
（2）第4次实验时所做的有用功为 　　，滑轮组的机械效率　　；
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　　（选填“大”或“小” ，滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　　（选填“有关”或“无关” ；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　　。
换用更轻的动滑轮
加快提升物体的速度
【答案】（1）匀速；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）。
【解答】解：（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动。
（2）第4次实验时所做的有用功为：；；滑轮组的机械效率为：。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；
分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）．换用更轻的动滑轮，所做的额外功越少，机械效率越高，故符合题意；
．加快提升物体的速度。机械效率不变，故不符合题意。
故选：。
故答案为：（1）匀速；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）。
8．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，某兴趣小组的同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
次数 物体的重力 提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率
1 2 0.1 1 0.3
2 3 0.1 1.4 0.3
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6
（1）第3次实验测得的机械效率是 　　（结果精确到。
（2）分析比较第1、2、3次的实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 　　。
（3）分析比较第 　　次的实验数据可得，机械效率与物体上升的高度无关。
【答案】（1）；（2）高；（3）3、4。
【解答】解：（1）第3次实验的机械效率：
；
（2）比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（3）通过分析第3、4两次实验数据可得出结论：使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
故答案为：（1）；（2）高；（3）3、4。
1．如图甲所示，这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小明将系于小卡片（不计自重）两端的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 　相反　（选填“相同”或“相反” ，并通过调整钩码个数来改变拉力大小。
（2）当小卡片平衡时，小明将小卡片扭转过一个角度，松手后小卡片 　　（选填“能”或“不能” 平衡，由此实验步骤可知只有作用在 　　的两个力才能平衡。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小明下一步操作是 　　。
（4）本实验不用图乙方案而采用图甲方案，这样是为了减小 　　对实验的影响。
【答案】（1）相反；（2）不能；同一直线；（3）把卡片剪成两半；（4）摩擦力。
【解答】解：（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。
（2）小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡，即只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小明下一步操作是将卡片剪断，成为两个物体，观察能否平衡。
（4）将木块放在水平桌面上，木块和水平桌面上就会产生摩擦力，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，就会影响实验效果。图乙不存在与桌面间的摩擦力，可以减小摩擦力的影响。
故答案为：（1）相反；（2）不能；同一直线；（3）把卡片剪成两半；（4）摩擦力。
2．物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置进行“二力平衡条件”的探究：
（1）把小车放在比较光滑的水平桌面上，用手按住小车不动，在两托盘中放入质量相等的砝码，放手后小车静止；在两托盘中放入质量不相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力 　大小相等　。小组将相同质量的砝码放在左右两盘后，把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 　　才能平衡；
（2）某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小不相等，但小车仍处于静止状态。此时小车受到的 　　（选填“是”或“不是” 平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 　　的影响；
（3）为尽量减少以上影响，小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小敏下一步操作是 　　。
．左右各加一个钩码
．把卡片剪成两半
．把卡片扭转一个角度
【答案】（1）大小相等；同一条直线上；（2）是；摩擦力；（3）。
【解答】解：（1）实验中，在两托盘中放入质量相等的砝码，放手后小车静止，小车两边的拉力大小相等，小车处于平衡状态，在两托盘中放入质量不相等的砝码，放手后小车运动，小车处于不平衡状态，小车两边的拉力大小不相等，说明相互平衡的两个力大小相等。
其它条件不变，仅把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，根据控制变量法知，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。
（2）实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，小车两边的拉力大小分别等于两边托盘和砝码的总重力，两边托盘和砝码的总重力不相等，所以小车两边的拉力大小不相等；小车仍处于静止状态，此时小车还受平衡力的作用，此时小车有向左运动的趋势，桌面对小车有向右的摩擦力，即小车受到摩擦力的影响。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，根据控制变量法知，其它条件不变，用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片，观察两个更小卡片是否平衡，综上分析知，故不符合题意，符合题意。
故选：。
故答案为：（1）大小相等；同一条直线上；（2）是；摩擦力；（3）。
3．在物理学中斜面是一个很重要的模型，在生产、生活中也有着大量的应用，如盘山公路、供轮椅通过的斜坡等等。在初中物理的学习中与斜面有关的实验也有很多，小明利用斜面和相关器材，进行了如下探究：
（1）图甲利用斜面和小车测量平均速度，实验时应保持斜面的倾斜角 　较小　（选填“较大”或“较小” ，这是为了减小测量 　　（选填“路程”或“时间” 时造成的误差；
（2）乙、丙实验都有让物体（小车或小球）从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是控制小车到达水平面的 　　相同；
（3）如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从同一斜面的相同高度由静止滑下，由三次实验可以看出，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，滑行的距离越远，速度减小得越 　　，在此实验基础上通过推理可知，如果运动的小车不受力，它将做 　　；
（4）如图丙所示是探究“物体动能大小与哪些因素有关”实验。让质量为小球分别从斜面上不同高度静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，通过实验发现：小球滚下的高度越高，木块被撞开的距离越远，由此得出结论：物体动能的大小与 　　有关。
【答案】（1）较小；时间；（2）速度；（3）慢；匀速直线运动；（4）速度。
【解答】解：（1）实验中，应使斜面的坡度较小即倾角较小，为了增长测量时间，方便计时，以减小测量时间的误差；
（2）探究过程中，都让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑，这样做的目的是使物体到达斜面底端的速度相同；
（3）乙实验探究阻力对物体运动的影响，由三次实验可以看出，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，滑行的距离越远，速度减小得越慢，由图乙可推理当小车在水平面上所受阻力为零时，小车会做匀速直线运动；
（4）小球质量相同，到达水平面的速度不同，速度不同，木块被推开的距离不同，故由此得出结论：物体动能的大小与速度有关。
故答案为：（1）较小；时间；（2）速度；（3）慢；匀速直线运动；（4）速度。
4．贵贵为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图所示的实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
实验次数 小球下落高度 小球质量 弹簧长度
1 4 10
2 4 20
3 6 20
为弹簧原长，
（1）实验中通过 　弹簧被压缩的程度　反映小球动能的大小；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是 　　能转化为 　　能；
（2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是 　　；
（3）比较实验2和实验3，可以探究小球的动能与 　　的关系；
（4）贵贵在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将 　　；
沿着斜面匀速直线运动
不能上升到初始高度，最终静止在平面上
上升到初始高度后静止
能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
（5）在（4）中用到一种科学方法，与下列哪个定律或原理的得出用到的方法相同 　　。
阿基米德原理
杠杆原理
牛顿第一定律
【答案】（1）弹簧的压缩程度；弹性势；动；（2）使小球水平面的初速度相同；（3）速度；（4）；（5）。
【解答】（1）实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小，这是转换法；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是弹性势能转化为动能；
（2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是使小球到达水平面的速度相同；
（3）比较实验2和实验3，小球的质量相同，下落的高度不同，到达水平面的速度不同，可以探究小球的动能与速度的关系；
（4）（5）贵贵在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，小球运动过程中没有能量损耗，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，这是推理法，故选；
牛顿第一定律无法通过实验证明，也是通过推理法得到的，故选。
故答案为：（1）弹簧的压缩程度；弹性势；动；（2）使小球水平面的初速度相同；（3）速度；（4）；（5）。
5．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，每个钩码重1N。
（1）实验前，发现杠杆如图﹣1所示，则应将杠杆左端平衡螺母向 　右　（选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡。这样操作的目的是便于测量 　力臂　。
（2）如图﹣2所示，杠杆左侧挂1个钩码，右侧挂3个钩码，杠杆在水平位置保持平衡，若此时在两边各加一个钩码，杠杆 　左　（选填“左”或“右”）端将下沉。
（3）如图﹣3所示，在杠杆左侧距离支点15cm处挂3个钩码，在左侧距支点10cm处用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆处于水平平衡状态，则弹簧测力计的示数为 　4.5N　.
【答案】（1）右；力臂；（2）左；（3）4.5N。
【解答】解：（1）发现杠杆左端低、右端高，杠杆重心应右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，直至杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂；
（2）若每个钩码重G，每个小格长L，杠杆左侧挂1个钩码，右侧挂3个钩码，杠杆在水平位置保持平衡，若此时在两边各加一个钩码，根据杠杆的平衡条件可得，2G×3L＞4G×L，所以杠杆左端下沉；
（3）用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆处于水平平衡状态，由杠杆平衡条件得：3N×15cm＝F×10cm，解得F＝4.5N。
故答案为：（1）右；力臂；（2）左；（3）4.5N。
6．如图所示是小明和小刘一起“探究杠杆的平衡条件”实验：
（1）如图甲所示是小明安装好杠杆后，杠杆静止时的情景，小明接下来应将右端的平衡螺母向 　右　（选填“左”或“右” 调节；
（2）如图乙所示，杠杆水平平衡后，小明在左侧悬挂4个钩码，保持左端所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计从位置缓慢转到位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中弹簧测力计的示数 　　（选填“变大”、“变小”或“不变” ；
（3）小刘也正确完成实验，实验数据如下表所示，但是小刘得出与小明不一样的结论，即：动力与阻力成正比关系。你认为该结论可靠吗？并说明理由：　　。
实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 1 15 1.5 10
2 2 15 3 10
3 3 15 4.5 10
（4）如图丙是小明以重心所在的线为界切分萝卜，请根据本实验最后正确结论推测，切后两块萝卜质量大小关系为　　（选填“”“ ”或“” 。
【答案】（1）右；（2）变大；（3）不可靠；没有同时改变力臂的大小；（4）变大；（5）。
【解答】解：（1）实验前，杠杆静止时如图甲，此时杠杆处于平衡状态；若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节；
（2）保持点不变，若拉力向右倾斜时，此时的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，左侧拉力与力臂不变，力变大；
（3）某小组的实验数据如下表所示，得到与其他组不一样的结论：动力与阻力成正比关系。该结论不可靠，理由：没有同时改变力臂的大小；
（4）以为支点，左端的重心在处，右端的重心在处，，即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。
根据杠杆的平衡条件可得：，
因为，
所以，，即，
所以。
故答案为：（1）右；（2）变大；（3）不可靠；没有同时改变力臂的大小；（4）变大；（5）。
7．在我们初中物理课本中，多次利用斜面进行探究实验，如图所示。
（1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是 　　；
（2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：控制物体滑到斜面底端时 　　相同；
（3）图丙是探究“影响动能大小因素”的实验，动能的大小是通过 　　来反映的；
（4）图丁测量斜面的机械效率时，弹簧测力计的读数为 　　。
【答案】（1）；
（2）速度；
（3）小球推动木块通过的距离；
（4）0.7。
【解答】解：（1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是；
（2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：控制物体滑到斜面底端时速度相同；
（3）图丙是探究“影响动能大小因素”的实验，根据转换法，动能的大小是通过小球推动木块通过的距离来反映的；
（4）图丁测量斜面的机械效率时，弹簧测力计的分度值为，读数为。
故答案为：（1）；
（2）速度；
（3）小球推动木块通过的距离；
（4）0.7。
8．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想1：滑轮组的机械效率与承担动滑轮重力和物重的绳子段数有关
猜想2：提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高
根据猜想，利用电子测力计以甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，每个滑轮质量相等。
（1）为了完成猜想1，晓鹏选用甲、乙装置进行实验，而晓米则认为应选择乙、丙装置进行实验，你认为 　晓米　（选填“晓鹏”或“晓米” 方案错误，理由 　　。
2 4 6
2 4 6
0.1 0.1 0.1
0.9 1.5 2.2
0.3 0.3 0.3
（2）晓鹏在完成猜想2实验时，测得实验数据如上表所示，有个别数据没有填写完整，请你帮他补充　　根据实验数据，可验证猜想2是 　　（选填“正确”或“错误” 的。表示钩码所受重力，表示滑轮组对钩码的拉力，表示物体移动距离，表示绳端拉力，表示绳端移动距离，表示机械效率。
【答案】（1）晓米；没有保持动滑轮重相同、提升物体的重力相同；（2）；正确。
【解答】解：
（1）要探究猜想一：即两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关，需要保持动滑轮重相同、提升物体的重力也相同，只改变绕线方法，所以应选择甲、乙滑轮组进行实验，晓米方案错误，理由是没有保持动滑轮重相同、提升物体的重力相同；
若实验测得滑轮组的机械效率大小不相等，说明机械效率与物重有关，可初步判断猜想一是正确的；
（2）完成猜想2实验时，机械效率：
；
滑轮组的机械效率与滑轮组提升重物的重力是否有关，需要保持动滑轮重、细线的绕法相同，只改变提升物体的物重，由数据可得提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高，故验证猜想二正确。
故答案为：（1）晓米；没有保持动滑轮重相同、提升物体的重力相同；（2）；正确。
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑