小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如右图所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面斜角θ的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面 倾斜角θ |
小车重G/N |
斜面高 h/m |
斜面长 |
拉力 F/N |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
机械效率η |
12° |
5 |
0.2 |
1 |
2.1 |
|
2.1 |
48% |
30° |
5 |
0.5 |
1 |
3.6 |
2.5 |
|
69% |
45° |
5 |
0.7 |
1 |
4.3 |
3.5 |
4.3 |
|
⑴请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越 ,斜面越省力,斜面的机械效率越 。
⑶实验过程中拉力的方向应与斜面 。
⑷若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持 不变,斜面的光滑程度不变,只改变 ,这种研究问题的方法我们称之为 法。
小宇在“研究滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:
实验次数 |
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 |
|
9 |
2 |
6 |
5 |
2.5 |
15 |
3 |
6 |
18 |
2.5 |
54 |
(1)分析表中数据,回答以下问题:
①第1次实验测力计示数如图甲是_________N;
②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________;
③滑轮组的机械效率与_________无关。
(2)小红在小宇实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变施力的_________;
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率是_________(填“相同”或“不相同”)的。
如图所示,是某研究小组进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。实验中采用的器材有:斜面、金属球、木块、刻度尺等.
(1)实验中是通过观察 来比较金属球对木块做功的多少,从而判断金属球动能的大小。要进一步研究物体的动能跟质量的关系,就要改变物体的质量,同时控制速度不变,具体操作办法是: ,通过实验得到的结论是: 。
(2)质量和速度对物体动能的影响谁较大呢?某兴趣小组进一步借助速度传感器和其他仪器得出了以下两组数据:
表一(钢球撞击时速度为v=8cm/s) |
|
表二(钢球质量为m:100g) |
||||
序号 |
钢球质量m/g |
木块滑行距离S/cm |
|
序号 |
钢球撞击速度 v/cm.s-1 |
木块滑行距离S/cm |
1 |
100 |
10 |
|
1 |
8 |
10 |
2 |
200 |
20 |
|
2 |
16 |
40 |
3 |
300 |
30 |
|
3 |
24 |
90 |
分析以上数据,可以确定 对物体动能的影响较大。
引体向上是体能测试项目之一,引体向上是上臂的拉力使身体上升而做功.那么一个中学生完成一次引体向上所做的功及功率你能算出来吗?请你说出需要测量哪些物理量,并用符号表达各物理量,并写出最后功和功率的表达式.
如图所示,是测量滑轮组机械效率的实验装置.
(1)用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为5N的钩码,由图示可知拉力大小为 N,将弹簧测力计向上移动12cm,则钩码上升的高度为 cm,该滑轮组的机械效率是 (结果保留到0.1%).
(2)提高机械效率的主要办法是改进结构,使它更轻巧.若如图装置中动滑轮的重为G1,用它提升一重物,滑轮组的机械效率为75%;改用一个轻质材料制作的重为G2的动滑轮后,再提升同一重物,滑轮组的机械效率提高到了90%,则G2与G1之比为 (不计绳重及各处的摩擦).
实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如下图:
物理量 |
1 |
2 |
3 |
钩码重G(N) |
4 |
4 |
6 |
钩码上升高度h(m) |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
绳端拉力F(N) |
1.8 |
1.4 |
2.4 |
绳端移动距离S(m) |
0.3 |
0.5 |
0.3 |
机械效率η |
74% |
|
|
(1)通过表中数据可分析出实验1是用 (填“甲”或“乙”)图做的实验,实验2是用 (填“甲”或“乙”)图做的实验。
(2)请将表中空白处填上恰当的数据。(百分号前保留整数)
(3)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率___________。
(4)比较实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,________________________,可以提高滑轮组的机械效率。
一物理兴趣小组“探究物体的动能和那些因素有关”的过程如下.
a.如图甲,让质量不同的钢球分别从同一轨道、同一高度由静止开始滚下,撞击水平轨道左端的物块B,比较物块B滑行距离的远近.
b.如图乙,比质里相同的钢球分别从冋一轨道、不同高度由静止开始滚下,撞击水平轨道左端的物块B,比较物块B滑行距离的远近.
c.分析实验结果,形成结论.
d.实验反思.
该小组进行了以下实验反思:
(1)让质量不同的钢球分别从同一轨道、不同高度由静止开始滚下,撞击水平轨道上同一位置处的物块B,强调三个“同一”是为了保证钢球撞击物块B时具有相同的
(2)如果影响一个物理量的因素存在两个或两个以上,当研究这个物理量与这些因素的关系时,常采取类似本实验的做法,这种实验方法是
(3)组内有的同学认为水平面是光滑的更有助于完成本实验,小明不同意这一观点,小明认为如果水平面是光滑的,物块B将一直运动下去,无法比较其滑行距离的远近.小明的理论依据是 (填写定律名称)
(4)如果水平面光滑,小明同学提出了解决方案,可以在水平轨道右侧固定一轻弹簧(如图丙),利用弹簧被压缩的长度反映小球动能的大小.在小球向右压缩弹簧的过程中,小球的动能和弹簧的弹性势能之和将 (填“变大”、“变小”或“不变”)
某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时,他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关,各小组利用如图所示的装置进行验证,杨阳那组得到的实验数据如表:
实验次数 |
物重 (N) |
物体上升的高度 (m) |
拉力(N) |
绳子自由端移动的距离(m) |
机械效率(%) |
1 |
1 |
0.1 |
0.6 |
0.2 |
83.3 |
2 |
1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
62.5 |
3 |
2 |
0.1 |
0.65 |
0.4 |
76.9 |
4 |
1 |
0.2 |
0.6 |
0.4 |
83. 3 |
(1)比较第1、2次实验数据得出:用不同的滑轮组提升相同的物体,动滑轮个数越多, ;比较第2、3次实验数据得出:同一个滑轮组,提升的物体越重, ;比较第1、4实验数据得出:同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 .
(2)在测拉力时,某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动,不便于读数,就让弹簧测力计处于静止状态时才读数,该同学的读数与实际相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),测得机械效率 (选填“偏高”、“偏低”或“不变”),说明滑轮组的机械效率还与 有关.
(3)有两个组所用的动滑轮重量相同,提升的物体也相同,测的机械效率却不同,原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同,影响了测量结果.所以,我们在生活中经常给各种机械加润滑油,是为了 它的机械效率.
下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”实验时收集的有关数据:
实验序号 |
动滑轮重G动/N |
物重 G/N |
钩码上升的高度h/m |
拉力 F/N |
拉力作用点移动的距离s/m |
有用功W有/J |
总功W总/J |
滑轮组的机械 效率η |
1 |
0.5 |
1 |
0.1 |
0.7 |
0.3 |
★ |
0.21 |
47.6% |
2 |
0.5 |
2 |
0.1 |
1.1 |
0.3 |
0.2 |
|
60.7% |
3 |
0.5 |
4 |
0.1 |
2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
◆ |
(1)请你将表格中的数据补充完整:★= ;= ;◆= 。
(2)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度,提升的物重越大,滑轮组的机械效率越________(选填“高”或“低”)。
(4)第一次实验中,提升钩码所用的时间为1.5s,则拉力的功率是 W。
为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。
(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是 ;(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出结论是 ,
(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? 理由是 。
(4)实验后,同学们联想到在许多公交事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大?于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如下表:
(a)为了探究“超载”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较
(b)为了探究“超速”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较。
分析表格中对应的实验数据可知: 对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数 |
钩码所受的重力G/N |
钩码提升高度h/m |
拉力F/N |
绳端移动距离s/m |
机械效率η |
1 |
1 |
0.1 |
0.7 |
0.3 |
47.6% |
2 |
1 |
0.2 |
0.7 |
0.6 |
47.6% |
3 |
2 |
0.1 |
1.1 |
0.3 |
60.6% |
4 |
4 |
0.1 |
2.0 |
0.3 |
|
(1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)第4次实验测得的机械效率为 %。
(3)比较 两次实验,小组同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关:比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组, 越大,机械效率越高,第4次拉力做的额外功与第3次相比 (选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可见机械效率提高的原因是 .
(1)如图甲,让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑,比较小车在不同水平面上通过的_____________,进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,小车将做____________运动。下列用到类似科学推理方法的实验还有______(选填序号)。
①用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质
②用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布
③用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小
(2)如图乙,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,木块A在相同木板上被撞得越远,说明小车的动能越______。实验表明:当_________一定时,物体的动能大小与物体的_____________有关。若木块A两次移动过程中受到的摩擦力分别为f1、f2,则f1______f2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
小翔已知体重是G,需测定自己跑上二楼克服重力做功的功率。完成该实验必须测量的内容是: , 。
用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表。
实验次数 |
物体种类 |
物重G/N |
斜面高h/cm |
沿斜面的拉力F/N |
斜面长s/cm |
机械效率η/% |
1 |
木块 |
4 |
15 |
1.1 |
90 |
60.6 |
2 |
小车 |
4 |
15 |
|
90 |
|
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。
(2)根据图中测力计的示数,可知第2次实验的机械效率为 %。由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时, 越小,机械效率越大。
(3)第1次实验中,木块所受摩擦力为 N。
为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小谢同学设计了如图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mc,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答以下问题:
(1)在图甲和图丙实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度 。(选填“相等”或“不相等”)
(2)小球推动小木块运动的距离越大,安全隐患 。(选填“越大”、“不变”或“越小”)
(3)用来研究超载安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较。
(4)用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较。
试题篮
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