力学实验题一、实验探究题（共7题；共37分）1.（2015•营口）在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布．（1）实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做________ 运动．根据________ 条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数（2）由________ 图和________ 图可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系．（3）若乙装置中，木块在运动过程中拉力突然变大，滑动摩擦力将________ （选填“不变”、“变大”或“变小”）．（4）评估此实验方案的不足之处是________ （答出一条即可）2.（2017•成都）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）3.（2017•河池）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：（1）实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计，使物体升高．（2）图乙中弹簧测力计的示数为________N，表格中②处数据应为________%．（3）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________（选填“变大”、“不变”或“变小”）．4.（2017•广西）如图甲所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下．完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3＞h2，m A=m B＜m C．（1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的________能转化为动能，其动能大小是通过________（选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的；（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有________，小木块最终会停下来是因为受到________力的作用；（3）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越________；（4）分析比较________两组实验可得出物体的动能与质量的关系；（5）综合上述可知，如图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高________．5.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示.请回答下列问题.（1）从同一高度由静止释放的目的是________，该实验的目的是研究铁球的动能大小与________(选填“质量”或“速度”)的关系.（2）该实验是通过观察________的大小，来说明铁球对木块做功的多少.（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较.可以研究铁球的动能大小与________(选填“质量”或“速度”)的关系.（4）该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是________(选填“正确”或“错误”)的，原因是________. 6.（2017•淮安）小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示：（1）沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．（2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为________ J ，机械效率是________． （3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越________．（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，________．7.小明和小红利用如图甲所示装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．（1）如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）移动． （2）实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做有什么好处？________．（3）下表是小明实验时记录的数据，并由表中数据得出了杠杆平衡条件为F 1L 1=F 2L 2的结论，这明显是不可靠的．原因是________．（4）小红实验时，在杠杆两端挂上钩码，杠杆的状态如图乙所示，为了使杠杆重新水平平衡，小红又调节杠杆两端的平衡螺母，正确的记录了钩码重和力臂．分析实验数据后发现与“杠杆平衡条件”不符，造成为一结果的原因是________．答案解析部分一、实验探究题1.【答案】（1）匀速运动；二力平衡（2）甲；乙（3）不变（4）不能保证木块一直做匀速直线运动（或测力计在运动中读数困难或拉动木块匀速运动非常困难）【解析】【解答】解：（1）实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，根据二力平衡条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；（2）图甲和图乙，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，可探究摩擦力大小与压力大小的关系；（3）由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，即使拉力增大，滑动摩擦力也不变；（4）实验中需拉动木块做匀速直线运动时进行读数，而很难保证其一直做匀速直线运动，会造成测力计的读数困难．故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；（2）甲；乙；（3）不变；（4）不能保证木块一直做匀速直线运动（或测力计在运动中读数困难或拉动木块匀速运动非常困难）．【分析】（1）要使拉力与摩擦力相等，需沿水平方向拉动木块做匀速直线运动；（2）要探究摩擦力与压力大小的关系，需使接触面的粗糙程度相同，压力不同；（3）滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与拉力大小无关；（4）实验中很难拉动木块做匀速直线运动．2.【答案】（1）水平（2）0.15（3）A（4）F3L3+F2L2【解析】【解答】解：（1）为了便于从杠杆上直接读取力臂，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡；（2）杠杆平衡条件为：F1l1=F2l2．由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2，得：l2=0.15m；（3）A．铁架台自身的重力足够大目的使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意；B．单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意；C．悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响，故C不符合题意；D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏，对测量结果造成误差，故D不符合题意，故选A．（4）设一个钩码的重力为G，杠杆一个格的长度为L，根据杠杆平衡条件可知，杠杆右侧F3L3+F2L2=2G×2L+2G×4L=12GL；杠杆左侧F1L1=4G×3L=12GL，故左侧等于右侧，故F3L3+F2L2=F1L1．故答案为：（1）水平；（2）0.15；（3）A；（4）F3L3+F2L2．【分析】（1）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂（重力的方向跟杠杆垂直），同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；（2）根据杠杆平衡条件分析解答；（3）对各选项分析解答；（4）无论两侧挂几组钩码，每一组都有自己的力与力臂，因此，求出每一个力与相应力臂的乘积，再相加，就是整个这一侧的结果，同样表示出另一侧，看两者是否平衡．3.【答案】（1）匀速（2）3.2；62.5%（3）不变【解析】【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时，系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；（2）由图可知，测力计分度值为0.2N，示数为3.2N；有用功：W =Gh=6N×0.1m=0.6J；有总功：W总=Fs=3.2N×0.3m=0.96J，第2次机械效率为：η= ×100%= ×100%=62.5%；①处数据应为3.2，编号②处数据应为62.5%．（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，额外功：W额外=G动h，有用功：W有=G物h，总功：W总=W额外+W有=G动h+G物h，此时滑轮组的机械效率：η= = ，当用同一滑轮组提升相同的物体时，G动与G物均不变，由上式知，滑轮组的机械效率不变．故答案为：（1）匀速；（2）3.2；62.5%；（3）不变．【分析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高；（2）由测力计分度值读数，分别计算出有用功和总功；根据η= ×100%求第3次的机械效率；（3）不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，根据η= = ，分析讨论滑轮组的机械效率的变化．4.【答案】（1）重力势；距离s（2）惯性；阻（3）大（4）甲丙（5）车速【解析】【解答】解：（1）小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；其动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的；（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性，小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用；（3）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越大；（4）甲丙两组实验中物体的质量不同，其高度相同，甲丙实验可得出物体的动能与质量的关系；（5）图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速．故答案为：（1）重力势；距离s；（2）惯性；阻；（3）大；（4）甲丙；（5）车速．【分析】（1）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法；（2）一切物体都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；力是改变物体运动状态的原因；（3）（4）影响物体动能大小的因素有质量和速度；（5）对机动车的行驶速度进行限制，可用影响动能的因素分析，由于动能与质量和速度有关，对于质量较大的车，允许的速度就比质量较小的车的速度低．5.【答案】（1）控制到达水平面的速度相同；质量（2）木块移动的距离（3）速度（4）错误；压缩程度相同，小球的动能相同，对木块做的功相同，木块移动的距离相同【解析】【解答】（1）让质量不同的小球从同一斜面的同一高度滚下的小球到达水平面的速度相同，探究的是动能与质量的关系；（2）木块移动的距离越大，小球具有的动能就越大；木块移动的距离越小，小球具有的动能就越小；（3）铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放时弹簧的弹性势能不同，小球的速度不同，木块被撞击后移动的距离不同，说明小球的动能不同；（4）质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度时，弹簧的弹性势能相同，小球获得的动能相同，木块被撞击后移动的距离相同，无法探究铁球的动能大小与质量的关系。