小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上,联想到物理课上学到的知识,提出了以下两个问题:
①斜面越缓越省力,是不是机械效率高呢?
②对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?
为了解决以上问题,小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:
实验次数 |
斜面倾角 |
物重G/N |
斜面高度 h/m |
沿斜面拉力F/N |
斜面长s/m |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
机械效率η(%) |
① |
45° |
1 |
0.7 |
0.9 |
1 |
|
0.9 |
77.8 |
② |
30° |
1 |
0.5 |
0.7 |
1 |
0.5 |
0.7 |
71.4 |
③ |
30° |
2 |
0.5 |
1.4 |
1 |
1 |
1.4 |
|
(1)表格中缺少2个数据,请补充完整(保留一位小数).
(2)在实验操作过程中,应沿斜面向上 拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向 移动(选填“左”或“右”).
(3)通过对比实验①②的数据,得出的结论是斜面越缓越省力,机械效率越 。
(4)通过对比实验 的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 。
小张同学在做实验时发现使用斜面能省力但费距离。于是他猜想利用斜面做功和不用斜面直接对物体做功可能相等。为了验证猜想,他用木块作为研究物体,在相同材质、不同倾角的斜面上进行实验,其实验过程如图所示。先用测力计测出木块的重力G,并竖直向上使木块匀速上升一段高度h;再将木块放在斜面底端,沿斜面用测力计将木块匀速拉到相同高度h。读出每次实验的拉力F的大小,量出木块上升的高度h和斜面的长度L,并把实验数据分别记录在表一、表二、表三中。
表一(斜面A)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
木块上升 距离h (米) |
斜面的长度L(米) |
直接提起木块 做功WG(焦) |
拉力通过斜面 做功WF(焦) |
1 |
2.5 |
1.5 |
0.3 |
1.2 |
0.75 |
1.8 |
2 |
5 |
3 |
0.2 |
0.8 |
1.0 |
2.4 |
3 |
7.5 |
4.5 |
0.2 |
0.8 |
1.5 |
3.6 |
表二(斜面B)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
木块上升 距离h (米) |
斜面的长度L(米) |
直接提起木块 做功WG(焦) |
拉力通过斜面 做功WF(焦) |
4 |
2.5 |
2 |
0.3 |
0.6 |
0.75 |
1.2 |
5 |
5 |
4 |
0.2 |
0.4 |
1.0 |
1.6 |
6 |
7.5 |
6 |
0.2 |
0.4 |
1.5 |
2.4 |
表三(斜面C)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
木块上升 距离h (米) |
斜面的长度L(米) |
直接提起木块 做功WG(焦) |
拉力通过斜面 做功WF(焦) |
7 |
2.5 |
2.25 |
0.3 |
0.42 |
0.75 |
0.95 |
8 |
5 |
4.5 |
0.2 |
0.28 |
1.0 |
1.26 |
9 |
7.5 |
6.75 |
0.2 |
0.28 |
1.5 |
1.89 |
(1)实验结果表明:利用斜面对物体做功 不用斜面直接对物体做功(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2) 请进一步综合分析表一、表二、表三中的最后两列相关数据并归纳得出结论:
(a) 分析表一或表二或表三中WG和WF的数据及相关条件,可得出的初步结论是:
。
(b) 分析表一和表二和表三中WG和WF的数据及相关条件,可得出的初步结论是:
。
(3)小张同学为寻找更普遍性的实验结论,应该选择 继续进行实验。
如下图所示,小红在研究“杠杆平衡条件”的实验中所用的器材有:杠杆、支架、刻度尺、细线和若干个质量相同的钩码。
(1)在实验过程中,杠杆调在水平位置平衡的目的为了方便测量 。
(2)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上A点处挂4个钩码,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码。
(3)小红按现有方案得出如下结论:“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”。这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中 (填字母).
A.没有改变力的大小 | B.没有改变力的方向 |
C.没有改变力的作用点 | D.实验次数较少,结论具有偶然性 |
小明利用铁架台、带有最小刻度为1cm的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件.
(1)在挂钩码前,小明发现杠杆左端高,右端低(如图甲),他应将杠杆两端的平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡.
(2)接着小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡.则杠杆两侧受到的作用力大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小.设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,则动力臂l1大小(如图乙)为 cm.
(3)改变钩码数量与位置,获取多组测量数据,填入记录表中,根据表中的数据得出杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2,据此,实验测量数据记录表中第三次实验中的空格应填 .
实验测量数据记录表:
实验次序 |
动力F1/N |
动力臂l1/cm |
阻力F2/N |
阻力臂l2/cm |
1 |
2.0 |
5.0 |
1.0 |
10.0 |
2 |
2.0 |
10.0 |
2.0 |
10.0 |
3 |
2.0 |
15.0 |
3.0 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
(4)测量多组数据的目的是 (选填“减小实验误差”或“避免实验错误”).
小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”,使用了如图所示的实验装置.实验前,小军用弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N,实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数,并将其填写在预先设计好的表格中(见下表)
序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
动滑轮重G0/N |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
所挂钩码的重力G/N |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
3.5 |
4.0 |
弹簧测力计示数F/N |
0.8 |
1.0 |
1.3 |
1.5 |
1.8 |
2.0 |
2.3 |
2.5 |
分析实验数据可以得到:
(1)在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用动滑轮 (选填“省力”或“不省力”);
(2)在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系为 ;
(3)第6组数据中,钩码匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为 .
在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆尺、支架、细线、质量相同的钩码若干.
(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向 调.
(2)某同学进行正确的实验操作后,能不能根据图(甲)这一组数据得出探究结论? (填“能”或“不能”).理由是 .
(3)如图(甲)所示,杠杆在水平位置平衡.如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆 (填“左”或“右”)端将下沉.
(4)如图(乙)所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉.当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,若使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填:“变大”、“变小”或“不变”),其原因是: .
用如图所示装置测量动滑轮的机械效率.实验时,竖直向上的匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升.
实验数据如下表.
序号 |
动滑轮重 G动/N |
钩码重力G/N |
钩码上升高度h/m |
绳的拉力F/N |
绳端移动距离 s/m |
机械效率η |
① |
0.1 |
1 |
0.2 |
0.6 |
0.4 |
83.3% |
② |
0.1 |
2 |
0.2 |
1.1 |
0.4 |
|
③ |
0.2 |
2 |
0.2 |
1.2 |
0.4 |
83.3% |
(1)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为 .
(2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将 ;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将 .(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)分析表中数据可知,F≠,可能的原因是: .
某同学用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验,图中杠杆匀质且均匀刻度.当杠杆水平平衡后,在左侧第2格上挂3个相同的钩码,则应在右侧第3格上挂 个相同的钩码才能使杠杆水平平衡;若在右侧改用弹簧测力计向下拉,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“增大”“减小”或“不变”).
如图是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验.(每个钩码重0.5N)
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,这时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡.
(2)在A点悬挂两个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,需在B点悬挂 个钩码;取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平位置平衡,测力计的拉力为 N;若改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然水平位置平衡,则测力计的读数将 (选填“变大”或“变小”或“不变”).
在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图所示的实验装置。
(1)调节平衡时,都应该使它在__________位置平衡。根据图示杠杆所处的位置,应将平衡螺母向__________调整(填“右”或“左”)。
(2)挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡。此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆__________,挂钩码位置所对应的刻度值就等于__________。
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是__________。
(4)实验的结果如下表所示。
动力(F1/N) |
动力臂(L1/cm) |
阻力(F2/N) |
阻力臂(L2/cm) |
3 |
6 |
6 |
3 |
2 |
5 |
5 |
2 |
4 |
2 |
2 |
4 |
3 |
6 |
9 |
2 |
3 |
4 |
2 |
6 |
4 |
4 |
2 |
8 |
甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂
乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力×动力臀=阻力×阻力臂
两个同学都认为自己是对的,对方是错误的.那么你认为他们中正确的应该是__________同学。原因是__________同学的结论部分仅从部分实验数据分析得到,不是所有实验数据都满足他总结的结论。
(5)下列正在使用中的杠杆:用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉捶拔钉子,属于费力的杠杆是__________。
在探究杠杆平衡条件的实验中,保持杠杆在水平位置平衡,就可以直接从杠杆上读出__________。如图所示,在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码,右侧30cm刻度尺用弹簧测力计沿竖直拉杠杆,使其水平平衡,此时弹簧测力计拉力为__________N。保持弹簧测力计悬挂点不变,使其拉力方向斜向右下方,仍使杠杆水平平衡,弹簧测力计示数变__________。
小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卡,它们都想多分点。小猴提出分配方案:将胡萝卜放在三角形石块的尖端,调节胡萝卜位置,使胡萝卜静止时保持水平,然后沿支点处竖直切开,各拿一份,如图甲所示。小白兔说:“我要长的那一头!”,小猴却暗自高兴。
(1)从质量角度来看,小猴有没有吃亏?答:
(2)从图乙可看出,造成上述现象的原因是:A端重力的力臂 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B端重力的力臂根据杠杆平衡的条件可得出:A端的质量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B端的质量。
小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验,数据如表:
试验次数 |
物重G/N |
物体上升的高度h/cm |
测力计的示数F/N |
测力计移动的距离s/cm |
1 |
6 |
3 |
2.5 |
9 |
2 |
6 |
5 |
2.5 |
18 |
3 |
6 |
8 |
2.5 |
24 |
(1)表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是 .
(2)3次实验中滑轮组的机械效率是 .
(3)请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式.
(4)本实验得到的结论是: .
研究杠杆平衡条件的实验:
(1)杠杆的位置如图a所示,此时应调节杠杆两端的螺母使其向 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,实验时,施加的动力和阻力的方向都是竖直方向,这样做的好处是 .
(2)某同学通过多次实验操作及数据分析,得出杠杆平衡的条件是:动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离,你认为他的结论 (选填:“可靠”或“不可靠”),理由是 .
(3)如图利用如图c所示装置进行实验,每个钩码重0.5N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 N.如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数将 (选填:“变大”“不变”或“变小”).
某实验小组利用如图所示的实验装置测滑轮组的机械效率,得到的实验数据如下表.
(1)从表中的实验数据可以分析得出:第一次实验数据是用 (选填“甲”或“乙”)实验装置测得的.
(2)分析比较第一次实验和第二次实验的数据可以得到的结论 .
(3)分析比较第一次实验和第三次实验的数据可以得到的结论 .
试题篮
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