苏科版物理九年级上册第十一章简单机械和功易错题(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在探究”杠杆平衡条件”的实验中:(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。
为了消除杠杆______对实验的影响,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是______;(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次测量的力和力臂,画出F和1L的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。
【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中,杠杆处于静止状态,即是平衡状态。
[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响,应让杠杆在水平位置平衡,而图甲中,杠杆左端下沉,所以应向右移动平衡螺母。
[4]杠杆挂上钩码后,移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是:让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[5]由图乙知,当杠杆右端受到的拉力F=3N时,其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL,2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m2.小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点。
(1)小明在杠杆两侧挂上钩码,调节钩码的数量和位置直到杠杆水平平衡,如图甲所示,此时小明将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后,杠杆_____(选填“左”或“右”)端下沉;(2)小明在得出杠杆平衡条件后,利用杠杆平衡条件解决问题:①如图乙所示,有一根均匀铁棒BC ,其长为L , O 点为其重心,其所受重力300N ;OA =4L,为了不使这根铁棒的B 端下沉,所需外力F 至少应为_____N ;若F 的方向不变,微微抬起这根铁棒的B 端,所需外力F '至少应为_____N ;②如图丙所示,C 物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×105Pa 。
现将C 物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端,杠杆的B 端悬挂D 物体,当杠杆在水平位置平衡时,C 物体对地面的压强为2×105Pa ,已知:D 物体的质量为2kg , OA :AB=1:4。
要使C 物体恰好被细绳拉离地面,则可以移动支点O 的位置,使O 'A :AB =______。
【答案】左 100 150 1:7 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]设图甲中的一个钩码重力为G ,杠杆一小格的长度为l ,据杠杆的平衡条件有3G ⋅2l =2G ⋅3l小明将两边钩码同时远离支点移动nl 距离后,杠杆左右两边变成3G ⋅(2l +nl )=(3n +6)Gl ,2G ⋅(3l +nl )=(2n +6)Gl而(3n +6)Gl >(2n +6)Gl所以杠杆左端下沉。
(2)①[2]据题意知,为了不使铁棒的B 端下沉,需用外力来保持平衡,此时铁棒的A 为杠杆的支点,阻力臂为OA =4L ,动力臂为AB =34L ,据杠杆平衡条件有 G 1⋅4L =F ⋅34L所以此时的外力111300N 100N 33F G ==⨯=[3]要将铁棒B 端稍微抬起,此时C 变成杠杆的支点,则12L LG F ⋅=⋅'所以此时的外力111300N 150N 22F G ==⨯='②[4]由题意知,D 物体的重力G 2=mg =2kg×10N/kg=20N挂上D 物体,杠杆在水平位置平衡时,设绳子对A 端的拉力为F 1,则有F 1⋅OA =G 2⋅OB即1220N 480N ABF G OA=⋅=⨯= 悬挂D 物体前后,C 物体对地面压强变化∆p =p 1-p 2=6×105Pa-2×105Pa=4×105Pa那么C 物体与地面的接触面积425110m 10Pa80N 24F S p -===∆⨯⨯ 则C 物体的重力G 3=F C =p 1S =6×105Pa×2×10-4m 2=120N要使C 物体恰好被拉离地面,则A 端受到的拉力F 2=G 3=120N那么G 3⋅O 'A =G 2⋅O 'B即120N ⋅O 'A =20N ⋅O 'B所以O 'A :O 'B =1:6那么O 'A :AB =1:73.如图所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。
此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______(左/右)调节,使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。
其目的是(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A 点处挂4个钩码,在B 点处挂6个钩码,杠杆恰好在原位置平衡。
于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:______(用字母表示)。
他这样得出的结论______(合理/不合理);原因是:______;(3)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水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。
其原因是:______。
【答案】左 减小了杠杆的自重对实验的影响 1122Fl F l 不合理 实验次数较少,得出的结论不具有普遍性 杠杆本身受到重力 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]发现杠杆右端下沉,说明右端重,应该把杠杆两端的平衡螺母向左调。
[2]使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。
其目的是把重心移至支点处,让杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响。
(2)[3][4][5]杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂,探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律,本次实验,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
(3)[6]图乙中,支点位于动力和阻力的右侧,杠杆的重心不在支点上,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,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。
4.小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前杠杆静止在如甲图所示位置,则此时杠杆是否平衡?____(选填“是”、“否”),杠杆的重心是否在支点上?________(选填“是”、“否”),若使杠杆在水平位置平衡,左边的螺母应向______移动;(2)如乙图,杠杆调节平衡后,小华在B 点悬挂了3个钩码,若要使杠杆再次平衡,D 点应该挂_____个钩码。
如果此时两边再各增加一个钩码,则杠杆将向_______边倾斜; (3)如图丙所示,小华在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平,左盘放物体,右盘加减砝码,此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的?________。
假如支点O 因某种原因向右偏移,则天平的测量值____真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】是 否 右 4 左 等臂杠杆 大于 【解析】【详解】(1)[1]杠杆静止在如甲图所示位置保持静止状态,受力平衡,则此时杠杆是平衡的。
[2]如图甲所示,此时杠杆左端下沉,说明杠杆的重心不在支点上,而是在支点的左端的某一点。
[3]如图甲所示,此时杠杆左端下沉,右端上翘,则应该将平衡螺母向右调使杠杆重新平衡。
(2)[4]如图乙所示,假设一个钩码重为G ,杠杆上一格为L ,在B 点悬挂了3个钩码,则杠杆左端为3412G L GL ⨯=根据杠杆平衡条件有1243GLG L=⨯ 即需要在D 点挂4个钩码才能使杠杆重新平衡。
[5]如果此时两边再各增加一个钩码,杠杆左端为4416G L GL ⨯=右端为5315G L GL ⨯=左端大于右端,即杠杆向左边倾斜。
(3)[6]如图丙所示,在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘,即力的方向与杠杆垂直,则A 、C 两点到支点的距离即为力臂,由图可知两力臂相等,杠杆为等臂杠杆,所以此天平是利用了等臂杠杆制作而成。
[7]支点O 因某种原因向右偏移,杠杆不再是等臂杠杆,变成了费力杠杆,则C 点的力臂减小,根据杠杆的平衡条件可知,C 点需要更大的力,即会导致天平的测量值大于真实值。
5.如图是某学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:(1)沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做__运动。
(2)比较表中“物块重”和“__”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械。
(3)第三次实验时即“最陡”时,此次实验把物块拉上去的机械效率是__。
(4)分析第1次实验的数据即“较缓”时可知,斜面对物体摩擦力为__N 。
【答案】匀速直线 沿斜面拉力 625%. 4 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做匀速直线运动。
(2)[2]比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械。
(3)[3]第三次实验时即“最陡”时,此次实验把物块拉上去的机械效率是10N 0.5m ====62.5%8.0N 1mW Gh W Fs η⨯⨯有总(4)[4]由表中第1组实验数据可知==5.0N 1m=5J W Fs ⨯总 ==10N 0.1m=1J W Gh ⨯有用额外功=-=5J-1J=4J W W W 额总有用由W fs =额,得摩擦力大小4J===4N 1mW f s额6.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力G /N 钩码被提升的高度h /m 拉力F /N 绳端移动的距离s /m 机械效率η 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%3 4 0.1 1.8 0.3420.11.50.266.7%(1)使用图甲的滑轮组实验时,应该要沿____方向匀速拉动弹簧测力计;(2)第3次实验数据是用图____(选填“甲”“乙”)所示的滑轮组测得的,其机械效率是_____(结果精确到0.1%);(3)通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,钩码越重,滑轮组的机械效率越_____(选填“高”“低”),通过分析第____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绳子段数无关;(4)同组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,你认为他的想法______(选填“合理”“不合理”)。