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专题10：力学重点实验

实验一：探究杠杆的平衡条件

1．（2022?宜宾）如图是小净利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

次数

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

1

1.0

10

2.0

5

2

1.5

5

0.5

15

3

20

15

1.5

20

（1）实验前没挂钩码，杠杆静止的位置如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向（选填“左”或“右”）端调节；

（2）在杠杆调整到水平位置平衡后，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如表；由以上实验数据，可得出杠杆的平衡条件是：。

（3）进行3次实验的目的是（单项选择，选填正确答案标号）；

A.取平均值减小误差

B.归纳出物理规律

C.使每组数据更准确

（4）如图乙，由杠杆的平衡条件可知杠杆的（选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码。

（5）如图丙，用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置用力拉（不超过弹簧测力计的量程），均使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数（选填“大”或“小”）；

（6）如图丁，有一左粗右细的直木棒，悬挂使其水平平衡，仍利用钩码和刻度尺，使用该直木棒（选填“能”或“不能”）探究“杠杆平衡条件”；

（7）如图戊，杆秤是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件，杆秤的刻度应是的（选填“均匀”或“非均匀”）。

【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡；

（2）根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1L1＝F2L2）；

（3）如果实验次数太少，实验研究得出结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论必须在多次试验的基础上得出，这样才能有效地避免实验结果偶然性出现，故选B；

（4）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：

F左L左＝F右L右，即4G×3L＞2G×4L，故左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，只需要将左侧的钩码靠近支点O一个格，则有：4G×2L＝2G×4L，即可平衡；

（5）如图丙所示，保持作用点不变，当测力计从第一次位置到第二次位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大，所以弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数大；

（6）如下图所示：

木棒处于平衡状态，可得到G1×L1＝G2×L2，即杠杆平衡的条件。

（7）如图，秤钩处不放物体时，杆秤平衡，则B点作为杆秤对应的质量刻度值为0g；

该杆秤所能测量的物体质量的最大时，秤砣M在C点，

根据杠杆平衡条件，可知：G物×OA＝GM×BC，

则G物＝?BC，由于OA和GM是定值，

所以G物与BC成正比，即杆秤的刻度是均匀。

故答案为：（1）右；（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1L1＝F2L2）；（3）B；（4）左；靠近支点O一个格；（5）大；（6）能；（7）均匀。

实验二：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关

2．（2022?鄂尔多斯）图甲是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验的装置。

（1）实验中水平拉动物块B做匀速直线运动，根据知识，测出物块B所受滑动摩擦力的大小，此运动过程中砝码（选填“受”或“不受”）摩擦力。

（2）“创新小组”在实验过程中记录的数据如表：

次数

压力F压/N

接触面（粗糙程度）

摩擦力Ff/N

1

3

木板

1.2

2

4

木板

1.6

3

5

木板

2.0

4

5

棉布

2.5

5

5

毛巾

3.0

①比较3、4、5三次实验数据，可以得出结论：在相同时，接触面越，滑动摩擦力越大。

②该组又将木板A组装成斜面，如图乙所示，将物块B和砝码的总重力增加到10N，在用F＝9.2N的拉力沿斜面匀速将物块B由底端拉到顶端的过程中，物块B克服摩擦力做功为J，物块B对斜面的压力为N。（木板的厚度忽略不计）

（3）由于图甲实验中较难保持物块B做匀速运动，弹簧测力计示数不稳定。“科技小组”改为用图丙进行实验后，发现在拉动木板A运动的过程中，测力计示数变化明显，其原因可能是。

【解答】解：（1）弹簧测力计显示拉力大小，物块在水平面上进行匀速直线运动，物块受到水平向左的滑动摩擦力和水平向右的拉力作用，这两个力是平衡力，大小相等，从而间接测量滑动摩擦力大小；此运动过程中砝码相对于木块没有发生相对滑动，也没有发生相对滑动的趋势，所以不受摩擦力；

（2）①比较3、4、5三次实验数据，可以得出结论：在压力相同时，接