做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图所示装置对动滑轮特点进行了探究,记录的数据如下表:
通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是 ,除此之外弹簧测力计还应沿 方向做 运动时“使用动滑轮能省一半的力”。
(2)分析表中数据你还发现:随物重的增大该装置的机械效率 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如下图甲、乙、丙所示。
次数 |
钩码重 G/N |
钩码上升高度h/m |
有用功 W有/J |
测力计拉力F/N |
测力计移动距离s/m |
总功 W总/J |
机械效率η |
1 |
2 |
0.1 |
0.2 |
0.9 |
0.3 |
0.27 |
74.1% |
2 |
4 |
0.1 |
0.4 |
1.6 |
0.3 |
0.48 |
83.3% |
3 |
4 |
0.1 |
|
1.1 |
0.5 |
0.55 |
|
(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越_________;
(2)第3次实验中所做的有用功是______J,机械效率是_________;
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功________(选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关;
(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有_____________,______________。
小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行实验,实验数据如下表.
(1)分析表中数据,可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度__________,与所提物体的重力大小__________;(均选填“有关”或“无关”)
(2)算出第4次实验的机械效率为__________;
(3)如果换用图乙所示装置进行实验,把同一重物提升相同高度,需要做的额外功更________,所以机械效率更__________;(均选填“大”或“小”)
(4)关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率,以下说法正确的是( )
A.提升越重的物体,机械效率越大 |
B.有用功越大,机械效率一定越大 |
C.额外功越大,机械效率一定越小 |
D.同一机械的机械效率是恒定不变的 |
(5)在正确操作该实验时,应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计,若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计,则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将__________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
用如图所示装置测量动滑轮的机械效率.实验数据如下表.
序号 |
动滑轮重 G动/N |
钩码重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)实验时,弹簧测力计应在 方向上拉动钩码做匀速直线运动。
(2)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为 .
(3)分析表中 两次数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将 ;分析表中 两次数据可知,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”)
(4)分析表中数据可知,F≠,可能的原因是: 。
(6分)某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下: ①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平; ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2,回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=_________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:_____ 。
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
在“探究动滑轮的机械效率”时,某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量,数据记录如下:
实验 序号 |
钩码 重/N |
动滑轮 重/N |
拉力/N |
钩码上升 的高度/m |
测力计移动 的距离/m |
有用 功/J |
总功 /J |
机械效 率/% |
① |
4 |
0.5 |
2.3 |
0.2 |
0.4 |
0.8 |
0.92 |
87.0 |
② |
4 |
0.9 |
2.5 |
0.2 |
0.4 |
0.8 |
1.0 |
80.0 |
③ |
6 |
0.5 |
3.3 |
0.2 |
0.4 |
(a) |
(b) |
(c) |
(1)实验时,弹簧测力计应在 方向上拉动钩码做匀速直线运动。
(2)完成表格中第3次数据(a)(b)(c)处的计算,填在下面的横线上:(a) ; (b) ;(c) 。
(3)通过比较 两次实验数据(选填实验序号),可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重 (“有关”、“无关”)。
(4)小明认为“同一个机械,它的机械效率是一个定值”,通过比较 两次实验数据(选填实验序号),可知他的观点是 的(选填“正确” 或“错误”)。
为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系,小黄同学用弹簧测计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运动,如图所示,实数据记录如下表:
实验次数 |
斜面的倾斜程度 |
木块重量G/N |
斜面高度h/m |
沿斜面拉力F/N |
斜面长s/m |
机械效率η |
1 |
较缓 |
10 |
0.4 |
6.6 |
1 |
|
2 |
较陡 |
10 |
0.5 |
7.6 |
1 |
65.8% |
3 |
最陡 |
10 |
0.6 |
8.4 |
1 |
71.4% |
(1)根据表中数据可求出第1次实验:有用功是________J,总功是__________J,机械效率是_____________,拉木块时克服摩擦力做的功是__________J。
(2)分析表中数据,可以得出的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面倾斜程度越陡,所需的拉力越_________,斜面的机械效率越___________。
如图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重为6N。
(1)实验时要竖直向上____拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为____N,若钩码上升的高度为10cm,则有用功是____J,该滑轮组的机械效率为____。
(2)若仅减少钩码的个数,该滑轮组的机械效率将______。(选填:“增大”、“减小”或“不变”)
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如下图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
(1)表中标有编号①、②和③的空格处的数据为 , , ;
(2)在实验操作中应该 拉动弹簧测力计;
(3)分析实验数据,同一滑轮组要提高其机械效率可以采取的方法是 。
在探究“斜面机械效率”实验中,小明同学提出:“机械效率越高的斜面是否越省力”?针对这个问题,他选用了弹簧测力计、长木板、垫木、小车和刻度尺,做了如下的实验:
步骤1:用弹簧测力计测出小车的重力G;
步骤2:用木板和垫木做成斜面,把小车匀速拉上斜面(如图所示),测出拉力F;
步骤3:分别测出斜面的长s和斜面的高h;
步骤4:改变斜面的倾斜程度,重复步骤2、3实验。数据记录如下表:
斜面的倾斜程度 |
小车的重力 G/N |
斜面高度 h/m |
沿斜面拉力 F/N |
斜面长 s/m |
机械效率 η/% |
较缓 |
5 |
0.15 |
2 |
0.5 |
|
较陡 |
5 |
0.2 |
2.5 |
0.5 |
80 |
最陡 |
5 |
0.25 |
3 |
0.5 |
83 |
⑴根据记录的数据,将表格补充完整;
⑵分析表格中所有数据,可以得到:越省力的斜面,其机械效率越_______。
⑶完成上述实验后,小丽同学提出“斜面的倾斜程度相同时,表面越光滑的斜面,机械效率是否越高?”针对这个问题,本实验要探究的是_______与_______的关系,实验中要保持小车重以及_______等不变,改变_______。
⑷提高斜面的机械效率的办法有_______和_______等。
下面是“探究斜面的机械效率”得到的实验数据,请完成下面的填空。
表一:
实验次数 |
斜面坡度 |
斜面材料 |
斜面高h(m) |
小车重G(N) |
有用功Gh(J) |
斜面长s(m) |
拉力 F(N) |
总功 Fs(J) |
机械效率η |
1 |
较缓 |
木板 |
0.2 |
10 |
2 |
1 |
5 |
5 |
40.0% |
2 |
较陡 |
木板 |
0.4 |
10 |
4 |
1 |
6 |
6 |
66.7% |
3 |
最陡 |
木板 |
0.6 |
10 |
6 |
1 |
7 |
7 |
85.6% |
(1)由表一可知,在斜面的粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越________,斜面的机械效率越________。(选填“大”、“小”、“高”或“低”)
表二:
实验次数 |
斜面坡度 |
斜面材料 |
斜面高h(m) |
小车重G(N) |
有用功Gh(J) |
斜面长s(m) |
拉力 F(N) |
总功 Fs(J) |
机械效率 η |
1 |
较陡 |
毛巾 |
0.4 |
10 |
4 |
1 |
7 |
7 |
57.1% |
2 |
较陡 |
木板 |
0.4 |
10 |
4 |
1 |
6 |
6 |
66.7% |
3 |
较陡 |
玻璃 |
0.4 |
10 |
4 |
1 |
5 |
5 |
80.0% |
(2)由表二可知,在斜面的倾斜程度一定时,斜面越________,斜面的机械效率越________。(选填“粗糙”、“光滑”、“高”或“低”)
(3)从表一中还可以发现,斜面的倾斜程度越小,越_________(选填“省力”或“费力”);斜面越省力,机械效率越________(选填“高”或“低”)。
⑷我们的校园中,有什么应用到斜面的知识,请举一例:________________________。
某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图。他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表:
(1)实验时,应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。
(2)表格中数据η=____;
(3)比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是 ;
(4)比较实验2、3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是 ,使用滑轮组的优点是 。
(5分)在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强按正确方法操作,下图是他实验中的情景,下表是他记录的一组数据。
钩码总重G(N) |
钩码上升高度h(m) |
测力计拉力F(N) |
测力计移动距离s(m) |
2 |
0.05 |
0.4 |
0.15 |
(1)如果按表中数据计算,滑轮组对钩码做的有用功为 J,人做的总功为 J;
(2)对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是 , 结合测力计放大图, 可知小强的错误是 :
(3)在该次实验中,所测滑轮组的机械效率=
在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了两次实验,实验数据如下表所示.
序号 |
钩码重G/N |
钩码上升 的高h/cm |
弹簧测力计 的示数F/N |
弹簧测力计移动 的距离S/cm |
1 |
2 |
5 |
0.6 |
25 |
2 |
4 |
8 |
1.1 |
|
(1)在表格的空格处,填上合适的数据;
(2)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组;
(3)第1次实验测得滑轮组的机械效率为 ;
(4)如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下,根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在 范围内.
(6)用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为 %.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: .
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数 |
钩码悬挂点 |
钩码总重G/N |
钩码移动距离h/m |
拉力F/N |
测力计移动距离s/m |
机械效率η/% |
1 |
A点 |
1.5 |
0.10 |
0.7 |
0.30 |
71.4 |
2 |
B点 |
2.0 |
0.15 |
1.2 |
0.30 |
83.3 |
根据表中数据,不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论。请简要说明两条理由:① ;② .
(3)钩码从A点改挂在B点后,拉力作用点及拉力方向都不变,此时把相同的钩码匀速提升相同的高度,则所测机械效率将 (选填变大、变小、或不变)。
试题篮
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