专题01简单机械和功与机械能和内能（实验专题训练）-2024-2025学年九年级物理上学期期末复习专题训练（苏科版）

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2024-2025学年九年级物理上学期期末复习专题训练

专题01简单机械和功与机械能和内能（实验专题训练）

【实验1   探究杠杆的平衡条件】

1．在“探究杠杆平衡条件”的实验中。

（1）在调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向 _______调节；

（2）如图所示让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重2N的钩码，在B处用测力计竖直向上拉，其示数为_______N；如果在B处斜向上拉，测力计的示数将变_______。

2．如图所示是小李利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示。此时杠杆 _______（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。应将螺母向 _______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。这样操作的目的是便于测量__________________________________________。

（2）小李进行了如图乙所示的实验，此时杠杆恰好在水平位置平衡。若在该实验中，将左右的钩码个数都减少一个，杠杆将会______________（选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。

（3）小李分析图乙数据后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离。而班长认为小李每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的_______（选填“大小”或“方向”）进行实验。所以做了如图丙的实验。图丙实验中，当弹簧测力计在斜向下拉使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 _______（选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂”。

（4）在实验丙中，需要多次改变力和力臂的大小，得到多组数据，目的是 _______（填序号）。

A．使测量数据更准确     B．多次测量取平均值减小误差

C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性

3．在“探究杠杆的平衡条件”实验中。

（1）如图甲所示，安装杠杆时，铁架台 _______（选填“一定”或“不一定”）要放在水平桌面上，为了使杠杆在水平位置平衡，可调节杠杆右端的平衡螺母向 _______移动，若杠杆仍不能在水平位置平衡，可再调节左端的平衡螺母向 _______移动。

（2）如图乙所示，杠杆每格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，用弹簧测力计对杠杆竖直向下拉使杠杆再次在水平位置平衡，目的是便于 ______________；实验中每个钩码的重为0．5N，此时测力计的示数为 _______N。若将弹簧测力计的拉力方向向左倾斜一些，测力计的示数会 _______（变大/变小/不变）。

（3）在图乙中，若撤去弹簧测力计，改在O点右侧箭头所指的位置挂在左侧相同的钩码，为使杠杆在水平位置平衡，所挂钩码的个数应为_______个。

（4）实验中多次改变力臂及力的大小，多次实验，其目的是 _______。

A．寻找普遍规律  B．减小实验误差  C．既减小实验误差  D．又为了寻找普遍规律

4．同学们在做“探究杠杆的平衡条件”实验。

（1）实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 _______（选填“平衡”或“非平衡”）状态；应该将平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节。

（2）实验中，在杠杆的两侧加挂钩码，并移动钩码的位置，使杠杆始终在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量 _______的大小；进行多次实验记录在表格中，多次实验的目的是 ____________________________；小明根据下表所测数据得出杠杆平衡的条件是：______________。

（3）如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数大小将______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；当测力计转到b位位置，此时杠杆恰为　   　　        　　   　　   　______________（省力/费力/等臂）杠杆。

（4）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，杠杆平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置处于平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符。其原因是 　          　对实验的影响。

（5）实验中，用如图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（杠杆上每小格长度相等），但老师提醒大家不要采用这种方式，主要是因为这种方式 _______（填选项前的字母）。

A．一个人无法独立操作          B．需要使用太多的钩码

C．力臂与杠杆不重合            D．力和力臂数目过多

5．如图甲所示，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，应将支架放在台面上，当杠杆静止时，发现杠杆左端低，则此时杠杆处于 _______（选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。再把杠杆两端的平衡螺母向 _______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：可以在杠杆上直接读取_______；

（2）调节杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，静止后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动力×动力臂＝阻力×阻力臂，他这样得出的结论是否合理？__________________________________________；

（3）小明同学想能不能借助杠杆平衡测出一个小球的密度呢？于是他设计了如图乙的实验步骤：

①将小球挂在杠杆的A点，将钩码挂在杠杆的B点，杠杆在水平位置平衡（杠杆重力忽略不计）；

②用刻度尺测出OB的长度l₁；

③将小球浸没在水中（ρ_小球＞ρ_水），当钩码移至点时_______（选填“A”或“C”“O”），杠杆恰好在水平位置平衡；

④用刻度尺测出 _______的长度l₂；

⑤小球密度的表达式ρ_小球＝______________（用实验测得的物理量以及已知量ρ_水表示）。

6．在“研究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端螺母向 　

_______边旋转，使杠杆在水平位置平衡（填“左”或“右”）；

（2）实验中共有10个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支点2格的A处挂了3个钩码，如图所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边1位置挂上_______个钩码。或者在3位置挂上_______个钩码；

（3）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次，得到三组数据并进行分析。得到的杠杆平衡条件是___________________________________；

（4）在实验中，杠杆倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆的平衡条件，这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好？________________________________。

【实验2   研究定滑轮和动滑轮的特点】 

7．在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实验装置及实验情形如图所示：

（1）实验过程读弹簧测力计示数，应该 _______（选填“匀速拉动”“静止”）时读数；

（2）由图甲知：使用定滑轮不省力，但可以改变 ___________________________________；

（2）由图乙知：使用动滑轮可以省力，但没有省一半的力，原因是 ____________________________

8．同学们用如图所示装置研究滑轮的特点：

（1）在研究定滑轮时，小明做的实验如图1所示，根据实验结果可知，使用定滑轮 _______（选填“能”或“不能”）省力，但可以改变 _______。经进一步研究分析可知，定滑轮相当于一个 　     　杠杆。

（2）在研究动滑轮时，小明照图2操作测绳端拉力时，应尽量沿 _______方向_______拉动弹簧测力计，且在 _______（选填“静止”或“拉动”）时读数。

（3）在研究动滑轮时，记录数据如上表，分析数据发现，弹簧测力计的示数F _______（选填“大于”“小于”或“等于”）物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是_____________________。请给出一条减小此差异的建议 ___________________________________。

9．小梦用如图所示的装置研究定滑轮和动滑轮的特点。

（1）实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和 _____________________。​

（2）实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，使钩码上升。

（3）比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是：____________________________。​

（4）在提升重物的过程中，若要兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应使用 _______。

（5）依据杠杆平衡条件，使用动滑轮提升物体所用的力应是直接提升物体所用力的一半，但分析3和4两次实验数据却不完全符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是______________。​

10．同学们共同研究滑轮的特点。

（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以______________，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个______________杠杆；

（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢提升4N的重物，如图乙；

①使用动滑轮时，应沿 _______方向匀速提升重物，以达到最佳的省力效果；

②通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 _______，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速提起同一重物时（忽略绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的_______，因为此时的动滑轮相当于一个 _______杠杆；

③若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 　   　滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。

【实验3   功率测量的实验】      

11．学习完功率一节后，老师布置了实践性的作业，利用生活中的测量工具，测量自己上楼时的功率（测量的物理量用相应的字母表示）。

（1）实验器材：___________________________________。

（2）实验步骤：　①____________________________；

②__________________________________________；

③___________________________________。

（3）上楼功率的表达式P＝_______。

12．风车是利用风力做功的装置，小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示：

（1）观察实验装置，小明是通过测量细线对 _______做功的功率来测定风车做功的功率；

（2）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、刻度尺和 _______；

（3）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率表达式P＝　   　（表达式中的物理量均用符号表示）；

（4）然后小明还测出风车在不同的风速下做功的功率，测得的功率越大，说明做功越

_______（选填“多”或“快”）；

（5）风车做功过程中，回形针获得了重力势能和 _______能；如果选用较粗重的线做实验，则与选用较细的线相比，测得风车的功率值偏 _______（选填“大”或“小”）。

13．如图，小明每天放学回家要从一楼爬到六楼，学习了功率的知识后，他想测量自己通常情况下爬楼的功率，请你选择合适的物品帮他完成实验。

选择物品：_____________________；

实验步骤：_______________________________________________________________；

表达式：____________________________。

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参考答案

【实验1   探究杠杆的平衡条件】      

1．（1）右；（2）1；大。

【分析】（1）在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；

（2）用杠杆的平衡条件来判断，计算拉力大小，根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大。

【解答】解：（1）左端下沉，说明右端较高，则应将左边或右边的平衡螺母向右端调节，使杠杆在水平位置平衡；

（2）设杠杆一个小格代表L，根据杠杆的平衡条件有2N×2L＝F×4L，解得F＝1N；

弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OB，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。

故答案为：（1）右；（2）1；大。

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