專題10 力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)（原卷版）

專題10：力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：探究杠桿的平衡條件1．（2022?宜賓）如圖是小凈利用刻度均勻的杠桿探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.0102.0521.550.515320151.520（1）實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼，杠桿靜止的位置如圖甲，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將螺母向（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)；（2）在杠桿調(diào)整到水平位置平衡后，利用鉤碼和刻度尺測量出杠桿平衡時各個力及其力臂，測得數(shù)據(jù)如表；由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出杠桿的平衡條件是：。（3）進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)的目的是（單項(xiàng)選擇，選填正確答案標(biāo)號）；A.取平均值減小誤差B.歸納出物理規(guī)律C.使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確（4）如圖乙，由杠桿的平衡條件可知杠桿的（選填“左”或“右”）端會下沉；要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變兩側(cè)鉤碼各自數(shù)量的前提下，僅需把左側(cè)鉤碼。（5）如圖丙，用同一彈簧測力計(jì)兩次掛在杠桿的同一位置用力拉（不超過彈簧測力計(jì)的量程），均使杠桿在水平位置平衡，彈簧測力計(jì)第二次的示數(shù)比第一次的示數(shù)（選填“大”或“小”）；（6）如圖丁，有一左粗右細(xì)的直木棒，懸掛使其水平平衡，仍利用鉤碼和刻度尺，使用該直木棒（選填“能”或“不能”）探究“杠桿平衡條件”；（7）如圖戊，桿秤是我國古老的衡量工具，現(xiàn)今人們?nèi)匀辉谑褂?。根?jù)杠桿平衡條件，桿秤的刻度應(yīng)是的（選填“均勻”或“非均勻”）。實(shí)驗(yàn)二：探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)2．（2022?鄂爾多斯）圖甲是“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)的裝置。（1）實(shí)驗(yàn)中水平拉動物塊B做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)知識，測出物塊B所受滑動摩擦力的大小，此運(yùn)動過程中砝碼（選填“受”或“不受”）摩擦力。（2）“創(chuàng)新小組”在實(shí)驗(yàn)過程中記錄的數(shù)據(jù)如表：次數(shù)壓力F壓/N接觸面（粗糙程度）摩擦力Ff/N13木板1.224木板1.635木板2.045棉布2.555毛巾3.0①比較3、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：在相同時，接觸面越，滑動摩擦力越大。②該組又將木板A組裝成斜面，如圖乙所示，將物塊B和砝碼的總重力增加到10N，在用F＝9.2N的拉力沿斜面勻速將物塊B由底端拉到頂端的過程中，物塊B克服摩擦力做功為J，物塊B對斜面的壓力為N。（木板的厚度忽略不計(jì)）（3）由于圖甲實(shí)驗(yàn)中較難保持物塊B做勻速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定?！翱萍夹〗M”改為用圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)在拉動木板A'運(yùn)動的過程中，測力計(jì)示數(shù)變化明顯，其原因可能是。3．（2021?齊齊哈爾）為了探究滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)，小夏設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)所用棉布比木板表面粗糙）。（1）實(shí)驗(yàn)過程中，彈簧測力計(jì)應(yīng)沿水平方向拉著物塊做運(yùn)動，根據(jù)知識，可知滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)。（2）在這四次實(shí)驗(yàn)中，滑動摩擦力最小的是（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。（3）比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)，是為了探究滑動摩擦力大小與是否有關(guān)；比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)，是為了探究滑動摩擦力大小與是否有關(guān)。（4）比較甲、丁兩次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)大于丁實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)，小夏由此得出結(jié)論：滑動摩擦力大小與接觸面積的大小有關(guān)。你認(rèn)為他的結(jié)論是的（選填“正確”或“錯誤”），理由是。（5）小夏對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)后，如圖戊所示，當(dāng)他再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)效果更好。請你說出改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是（寫出一條即可）。實(shí)驗(yàn)三：探究浮力大小與哪些因素有關(guān)4．（2022?黔西南州）小明與同學(xué)一起利用彈簧測力計(jì)、玻璃杯、金屬塊、水、濃鹽水等實(shí)驗(yàn)器材，探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)。他們正確的進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)次數(shù)液體種類金屬塊的重力/N金屬塊浸入情況金屬塊在液體中時測力計(jì)的示數(shù)/N金屬塊所受浮力/N1——2.7——————2水2.7部分2.00.73水2.7全部1.71.04濃鹽水2.7全部1.5（1）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，把表中數(shù)據(jù)填寫完整：（2）分析實(shí)驗(yàn)②③可得：液體密度相同，金屬塊排開液體的體積越大，浮力越；（3）分析實(shí)驗(yàn)③④可得：金屬塊排開液體的體積相同，液體密度越大，浮力越；（4）結(jié)論：浮力的大小與和有關(guān)。（5）用這種實(shí)驗(yàn)方法，還可以測量的密度。（6）小明完成上述實(shí)驗(yàn)后，找來合適的玻璃杯，倒入足夠深的水，將掛在測力計(jì)上的金屬塊逐漸下降，但不接觸容器底。繪制出了實(shí)驗(yàn)中測力計(jì)的示數(shù)F隨物體下表面至水面深度h變化的F﹣h圖像（圖⑤）。分析圖像可知：當(dāng)金屬塊浸沒水中后繼續(xù)下降過程中測力計(jì)的示數(shù)，這表明：浸沒在水中的物體受到的浮力跟浸沒的深度。實(shí)驗(yàn)四：測量固體的密度5．（2021?宜賓）小剛同學(xué)用彈簧測力計(jì)、幾根細(xì)線、兩個水槽和足量的水，來測量某種液體和小石塊的密度，不計(jì)小石塊質(zhì)量、體積的變化。他設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)方案：①將適量的水和待測液體分別倒入兩個水槽中；②如圖甲，用細(xì)線系住小石塊，在空氣中用彈簧測力計(jì)豎直懸掛小石塊，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)，記為F1；③如圖乙，小石塊浸沒在水中，用彈簧測力計(jì)測出受到的拉力，記為F2；④如圖丙，小石塊浸沒在待測液體中，用彈簧測力計(jì)測出受到的拉力，記為F3；請根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問題（請用F1、F2、F3、g、ρ水這些量來表示）。（1）小石塊的重力大小為；（2）小石塊浸沒在水中所受到的浮力大小為；（3）小石塊浸沒在液體中所受到的浮力大小為；（4）小石塊的體積為（選填“A”、“B”或“C”）；A．B．C．（5）小石塊的密度為（選填“A”、“B”或“C”）；A．?ρ水B．?ρ水C．?ρ水（6）待測液體的密度為（選填“A”、“B”或“C”）；A．?ρ水B．?ρ水C．?ρ水（7）本實(shí)驗(yàn)中要對液體和小石塊的密度進(jìn)行多次測量，其目的是（選填“A”或“B”）。A．使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性B．求平均值減少實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)驗(yàn)五：測量液體的密度6．（2022?資陽）在“測量鹽水的密度”實(shí)驗(yàn)中，小明、小剛和小強(qiáng)組成實(shí)驗(yàn)小組，小組進(jìn)行了分工：小明負(fù)責(zé)天平的操作，小剛負(fù)責(zé)量筒的測量，小強(qiáng)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理。他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材，按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。如圖所示，為實(shí)驗(yàn)過程的主要操作示意圖。實(shí)驗(yàn)的主要步驟：A.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，小明將托盤天平放置在水平桌面上，按照如圖甲的方式對天平進(jìn)行調(diào)平；B.如圖乙所示，小明用托盤天平測得燒杯與剩余鹽水的質(zhì)量之和M'；C.小剛將燒杯中的部分鹽水倒入量筒，三人按照圖丙所示的方式各自讀出所測鹽水的體積V；D.如圖丁所示，小明將所測鹽水倒入燒杯，并用托盤天平測出二者質(zhì)量之和M。（1）步驟A中，小強(qiáng)發(fā)現(xiàn)小明有一處不當(dāng)?shù)牟僮魇?；?）改正不當(dāng)操作后，繼續(xù)按照正常的實(shí)驗(yàn)流程操作，后面三個實(shí)驗(yàn)步驟的順序應(yīng)該是（用步驟前的字母代號表示）；（3）小剛倒入量筒的鹽水質(zhì)量m＝g；（4）步驟C中，三人對鹽水體積的讀數(shù)方式正確的是（選填“小剛”、“小明”或“小強(qiáng)”），測出的鹽水體積V＝mL；（5）小強(qiáng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和密度公式，求得鹽水密度ρ＝kg/m3。實(shí)驗(yàn)六：探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)7．（2022?張家界）物理課上，同學(xué)們利用壓強(qiáng)計(jì)“研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)”，進(jìn)行了如下的操作。（1）實(shí)驗(yàn)前，用手指按壓橡皮膜，發(fā)現(xiàn)U形管中的液面升降靈活，說明該裝置（選填“漏氣”或“不漏氣”）。小明沒有按壓橡皮膜時，U形管兩側(cè)液面就存在高度差（如圖①所示），接下來的操作是（選填字母）。A.從U形管內(nèi)向外倒出適量水B.拆除軟管重新安裝C.向U形管內(nèi)添加適量水（2）實(shí)驗(yàn)時，小王將探頭放入水下，U形管兩側(cè)水面高度差為8cm，此時U形管內(nèi)外的氣壓差為Pa。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（3）正確操作后，分析圖②、圖③的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論：同種液體中，液體壓強(qiáng)隨液體深度的增加而。（4）分析圖③、圖④的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論：在深度相同時，液體的越大，壓強(qiáng)越大。（5）小王用圖⑤所示的裝置測量未知液體的密度：在左側(cè)加入適量的水，在右側(cè)緩慢倒入待測液體，直到橡皮膜剛好變平，她測量了以下物理量：A.右側(cè)待測液體到容器底的深度h1B.右側(cè)待測液體到橡皮膜中心的深度h2C.左側(cè)水到容器底的深度h3D.左側(cè)水到橡皮膜中心的深度h4請你推導(dǎo)出待測液體密度的表達(dá)式為ρ＝（選擇題中合適的字母和ρ水表示）。實(shí)驗(yàn)七：探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)8．（2022?阜新）在探究“物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，如圖甲、乙、丙所示，將A、B、C三個鋼球先后從同一裝置高度分別為h1、h2、h3的位置由靜止開始滾下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木塊被撞出一段距離后停下。請回答以下問題：（1）該實(shí)驗(yàn)探究的是（填“木塊”或“鋼球”）的動能。（2）實(shí)驗(yàn)通過觀察木塊被鋼球撞出的長短來判斷鋼球動能的大小，這種研究問題的方法叫。（3）比較兩圖進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以探究鋼球動能大小與速度有關(guān)。（4）比較兩圖進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以探究鋼球動能大小與質(zhì)量有關(guān)。此探究過程中兩球剛好運(yùn)動到水平面時的速度（填“相等”或“不相等”）。（5）由此實(shí)驗(yàn)聯(lián)想到某段道路限速牌上標(biāo)明“100”和“80”字樣，（填“大客車”或“小轎車”）的限速應(yīng)該是80km/h。實(shí)驗(yàn)八：探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系9．（2022?棗莊）小李同學(xué)想探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）實(shí)驗(yàn)步驟如圖1所示，甲、乙、丙、丁中的彈簧測力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4，物體受到的浮力F?。?。（2）小李利用三個不同物體a、b、c進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：物體物重G/N物體浸沒在水中測力計(jì)的示數(shù)F/N浮力F浮/N空桶重G0/N桶與排開水的總重G1/N排開水重G排/Na1.20.70.50.61.10.5b21.40.60.61.20.6c2.41.70.70.61.20.6分析表中物體a、b的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小李得出的結(jié)論是：。（3）小李在探究物體c所受浮力的實(shí)驗(yàn)中，排除各種測量誤差因素的影響，發(fā)現(xiàn)物體c排開水的重力明顯小于它所受浮力，請分析實(shí)驗(yàn)操作中造成這種結(jié)果的原因：。（4）小張利用身邊的器材對小李的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)：兩個相同的彈簧測力計(jì)A和B、重物、溢水杯（由飲料瓶和吸管組成）、薄塑料杯（質(zhì)量忽略不計(jì)）等器材，裝置如圖2所示。實(shí)驗(yàn)時小張逐漸向下移動水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到彈簧測力計(jì)A的示數(shù)逐漸，彈簧測力計(jì)B的示數(shù)逐漸，若彈簧測力計(jì)A的示數(shù)變化量為ΔFA，彈簧測力計(jì)B的示數(shù)變化量為ΔFB，則它們的大小關(guān)系是ΔFAΔFB（選填“＞”、“＝”或“＜”）；（5）針對兩種實(shí)驗(yàn)方案，小張實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是（填答案標(biāo)號）。A.彈簧測力計(jì)A的示數(shù)就是物體所受浮力的大小B.實(shí)驗(yàn)器材生活化，實(shí)驗(yàn)中能同步觀察彈簧測力計(jì)A、B示數(shù)的變化實(shí)驗(yàn)九：測量物體運(yùn)動的速度10．（2021?丹東）小明在“測量小車的平均速度”實(shí)驗(yàn)中，使小車從帶刻度尺的斜面上由靜止下滑，如圖所示。（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是。（2）AB段距離sAB＝cm，小車在AC段平均速度vAC＝m/s。（3）如果不小心讓小車過了A點(diǎn)才開始計(jì)時，則所測AC段的平均速度會（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（4）下列圖象中能正確反映小車在斜面上運(yùn)動情況的是。（5）小明進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)測得小車在斜面上運(yùn)動時，前半程平均速度為v1，后半程平均速度為v2，則小車全程平均速度v＝（用字母v1和v2表示）。實(shí)驗(yàn)十：測量滑輪組的機(jī)械效率11．（2022?銅仁市）課后延時服務(wù)社團(tuán)活動中，“勇創(chuàng)”興趣小組計(jì)劃探究“影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)踐活動，提出如下科學(xué)猜想：猜想一：滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的重力大小有關(guān)；猜想二：滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的高度有關(guān)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材支架、細(xì)繩、輕質(zhì)滑輪2個、彈簧