2014備考——實驗探究題簡單機械和功講解

1、實驗探究題8所示的1在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某同學用如圖 同一滑輪組分別做了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：實驗鉤碼卸N鉤碼上升的彈菁測力計的洋董測力計上升的?J/cm讀數(shù)/N距敕率1S0.824833%2451.515361090.9%(1)寫出表中標有編號、和的空格處的數(shù)據(jù)(2) 在實驗操作中應該怎樣拉動彈簧測力計?(3) 分析實驗數(shù)據(jù)，同一滑輪組的機械效率主要與什么因素有關？為什么？不同滑輪組的機械效率又與其它哪些因素有關呢?(列舉一例)2 小梅想探究杠桿平衡時動力和動力臂的關系。實驗過程中，小梅保持阻力為2N,阻力臂為0.15 m不變，然后改變動力臂 Li和動力Fi,并保

2、持杠桿水平平衡，分別測量出動力臂Li和動力Fi的數(shù)據(jù)如下表所示。請你根據(jù)實驗條件和實驗數(shù)據(jù)幫助小梅歸納出動力Fi跟動力臂L的關系：。0.3r 050,150,10.05Fi/Nr n12235| 63在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，小紅用如圖7所示的滑輪組分別做了三次實驗，第一次使用塑料滑輪，第二次使用鋁制滑輪，第三次使用鐵制滑輪，實驗數(shù)據(jù)記錄 如下表：yZ/AW# AWZ/Z/實驗 次數(shù)物重G/N物體上升 的距離h/cm彈簧測力 計的讀數(shù)F/N彈簧測力 計上升的 距離 s/cm機械 效率n13101.63062.5%231023050%33102.530(1) 這個實驗使用的測量工

3、具是 和彈簧測力計。(2) 在實驗操作中應豎直向上 拉動彈簧測力計。(3) 在表中的空格處填上第三次實驗的機械效率。(4 )從實驗數(shù)據(jù)分析可知： 提升同一物體，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越 4 圖20(乙)中的A、B、C是小明、小亮和 小艷分別畫出的滑輪組與M連接的示意圖。他們希望通過電表的示數(shù)間接反映繩上N點的移動距離，且要求N點移動距離范圍超過 小明的連接方式能夠達到目的嗎？請說明理由。 (填“小明”、“小亮”或“小艷”)的連接方式，測量的 N點移動距離范圍最大。該連接方式中，電壓表量程的I/3刻度線處表示的N點移動距離為 (填“向上”或“向下”移動的距離值)。B小芬的邊扌4圖 IL)勺

4、M crrJC小墊的建加5.在探究“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關系”實驗中，所用的實驗器材有：支架，帶有滑輪的長木板(滑輪與木板之間的距離是可調(diào)的)，帶掛鉤的木塊，彈簧測 力計，棉布，毛巾，刻度尺，細線。實驗裝置如圖12所示。(1) 用帶有滑輪的長木板做實驗有什么好處？ (只答出一條即可)(2) 測拉力時，要在木塊 時讀數(shù)。(3) 測得的實驗數(shù)據(jù)如 表1。實驗次數(shù)斜面傾斜 程度接觸面木塊重G/N斜面咼度h/m拉力F/N斜面長S/m機械效率n1最陡木塊與木板5.00.204.50.3074.1%2較陡木塊與木板5.00.203.80.4065.8%3較緩木塊與木板5.00.203

5、.40.5058.9%4較緩木塊與棉布5.00.204.00.505較緩木塊與毛巾5.00.204.80.5041.7%表 第4次實驗測得的機械效率n =。 第3、4、5三次實驗，是探究斜面的機械效率與 的關系。 根據(jù)第1、2、3三次實驗的信息，可得出的結論是：6?。ú豢紤]杠桿自重和摩擦）（1）實驗前沒有掛鉤碼時， 小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾， 則應將左端的平衡螺母向 調(diào),1 1L:口1111111| 11'n ii in|irii pii11<11 ii i|riri| ih11II II | I111111 II | III III III l| III 1 1V11 111 1I

6、Ii甲I使杠桿在水平位置平衡； 這樣做的目的是 （2 ）三次實驗數(shù)據(jù)記錄表格如下：實驗序號動力F1 （牛）動力臂L1 （厘 米）阻力F2 （牛）阻力臂L2 （厘米）12424246383846 小明用如圖甲所示進行第 3次實驗，彈簧測力計的所示如圖乙所示，則動力Fi= N 分析三次實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)第3次實驗中彈簧測力計示數(shù)偏大，檢測彈簧測力計發(fā)現(xiàn)完好無損，原因可能是 。（3）小明通過實驗探究，得出了杠桿平衡條件。生活中的釣魚竿應用了該實驗中的第 次實驗原理。7某實驗小組探究影響滑輪組機械效率的因素的實驗裝置如圖7所示，實驗數(shù)據(jù)如下表。若不計摩擦，比較1和2兩次的實驗數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機械效率

7、與 有關；比較1和3兩次的實驗數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機械效率與 有關。123鉤碼重G/N446鉤碼上升高度h/m0.10.10.1繩端拉力F/N1.841.2.4繩端移動距離s/m0.3.50.0.3機械效率n74%5783%此時，應把杠桿8.圖12是探究杠桿平衡條件的實 驗裝置。(1)實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，兩端的平衡螺母向(選填“左”或"右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在 位置平衡，這樣做的目的是為了方便讀出力臂。(2) 下表是某實驗小組測得的兩組數(shù)據(jù)，請你幫實驗次數(shù)動力F/N動力臂阻力&/N阻力臂L00.242.6- - . 0. 1221.50.10.5(3)分析上表，可得杠桿的

8、平衡條件為： 他們補充完整。9.某實驗小組測一滑輪組機械效率的數(shù)據(jù)如下表:實驗次 數(shù)動 滑輪重G動/N鉤 碼重G物/N鉤碼上 升高度h物/m直接將 鉤碼舉高做 的功W有用/J動力F動/N動力作 用點移動距離S動/m使用滑 輪組動力做 的功W總/J滑輪 組的機械 效率n110.10.10.70.30.2147.6%20.5320.10.21.10.30.3360.6%340.10.420.30.666.6%圖18(1) 請你在圖18中畫出本實驗的繞繩方法。(2) 用同一滑輪組提升不同重物至同一高度：克服動滑輪的重所做的額外功 (填“相同”或“不同”)；提升的物重增加時，克服摩擦和繩重所做的 額外

9、功變，滑輪組的機械效率變。(3) 多次改變提升的物重測量滑輪組的機械效率，目的是為了 。(填字母)A. 減小摩擦 B.多次測量取平均值減小誤差C.獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律(4) 由本實驗 (填“能”或“不能”)推斷：任何機械的機械效率跟物重均小華在斜面上每次都勻速拉有關。10.為了探究斜面的機械效率與斜面的傾斜程度及物重的關系,動物塊(如圖)實驗數(shù)據(jù)記錄如下:實驗 次數(shù)斜面傾角0物重G/N物塊 上升高度h/m拉力F/N移動距離S/m機械效率n13005.00.253.40.5073.5%24005.00.354.20.5083.8%350010.00.358.40.50(1) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可

10、求出第 3次實驗的有用功是 J，總功是J，機械效率為。(2) 分析表中數(shù)據(jù)，可以得出的初步結論是：在其他條件不變的情況下，斜面傾角越大，所需的拉力越 ，斜面的機械效率越 ，斜面的機械效率與物重 (填“有關”或“無關”)。11 在探究“杠桿平衡條件”的實驗中，杠桿上每格等距：(1) 實驗前沒掛鉤碼時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端上翹，應將左端平衡螺母向 旋一些(選填“左”或“右”),使杠桿在 位置平衡。(2) 實驗中，用圖12所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能平衡，但采用這種方式是不妥當?shù)?。這 主要是因為()A. 個人無法獨立操作B. 需要使用太多的鉤碼C. 力臂與杠桿不重合圖UO右側所掛的兩個鉤格的鉤碼不動，將左側

11、另外兩個鉤碼改掛到它的下方,D. 力和力臂數(shù)目過多(3) 圖12中，不改變支點 碼及其位置，保持左側第 杠桿仍可以平衡。斜面的傾斜程度的關系”。于是他找來木塊A長木扳B、三個高度不同的長方體C和一材12.斜面是一種簡單機械，生活中人們常常利用它來省力。小明想搽究“斜面的機械效率與把彈簧測力計進行實驗，實驗裝置如圖所示。(1) 除上述器材外，小明要完成實驗還需要的一種器是(2) 在實驗過程中，應沿斜面向上拉動術塊，使木塊做 運動；(3) 實驗記錄數(shù)據(jù)如下表，則第3次實驗時斜面的機械效率為 (4) 分析比較下表中的實驗數(shù)據(jù)，可得到的結論是：斜面越陡 冥撿|沿辭両的hlta'猊力測Ml栽率舟

12、10.2330.560.6%256.250.5'65.|1 3503)422113 如圖所示，下面是某同學做探究“斜面的機械效 率與斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度的關系”實驗 時，得到如下實驗數(shù)據(jù).小車的篁度h/m力沏S/m%20°2.1破璃面0-090.50.1H90.304330°2A0+21】* 10.50.44O.35S0.243-IA0.361.S0,5:45°2.10,362.00.50” 756L0075,6(1) 此探究實驗是采用了 的物理研究方法。(2) 請將上表中空格補充完整.(3) 請你根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，得出要探究的實驗結論：結論一

13、：。結論二：14 下圖是小明同學斜面機械效率跟什么因素有關的實驗裝置。jcJm陽IJO21.01U3L-542.05515仁.實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動。實驗的部分數(shù)據(jù)如下：實 驗次數(shù)；斜面的:傾斜程度物塊重量G/N斜面 高度h/m沿斜面拉力F/N斜 面長s/m機械效率1較緩100.15.012較陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%小明探究的是斜面的機械效率跟 的關系。在第1次實驗中，斜面的機械效率為，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約J 。分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越 若要探究斜面機械效率跟斜面的

14、粗糙程度的關系，應保持 不變。15.如圖，長3.0m、重10N且密度不均勻的金屬桿，可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉動。 現(xiàn)用豎直向上的拉力 F使金屬桿 保持水平，測出O點到拉力F的距離及F的大小，再改變拉 力F作用點的位置，測出相應的F與x的大小，所得實驗數(shù) 據(jù)如右表。(1) 由表中數(shù)據(jù)可得 F與x之間的關系是： (2) O點到金屬桿重心的距離為_m 。16.在探究杠桿平衡條件的實驗中：(1)小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端低左端高，要使它在水平位置平衡， 應將杠桿右端的平衡螺母向調(diào)節(jié)。小明調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的主要目的是、 。(2)如圖甲所示，在杠桿左邊A處掛四個相同鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應在杠桿右邊

15、 B處掛同樣鉤碼個。(3)如圖乙所示，用彈簧測力計在C處豎直向上拉，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將 (變大/變小/不變)，其原因是17.圖20所示的實驗裝置可以探究杠桿受兩個阻力(F2、F3)時的平衡條件。在已調(diào)節(jié)好的杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼， 并適當移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡，記下鉤碼的數(shù)量和 位置。通過改變鉤碼的數(shù)量和位置，按照同樣的方法再做兩次， 將實驗得到的數(shù)據(jù)填在下表。表中數(shù)據(jù)是以一個鉤碼的重力為力的單位，以杠桿的每小格為長度的單位。(1) 分析表中的數(shù)據(jù)，可得杠桿的平衡條件是。(填寫關系式)(2) 在農(nóng)村還廣泛使用的桿秤就利用了上述

16、原理。圖21是一根桿秤的示意圖。 小 云設計了如下測量秤砣質量M的實驗方案，請你將、兩步補充完整。 用刻度尺測量桿秤上的主要刻度的1311示數(shù)m到提扭O的距離x，并作出mx關系圖象，如圖22所示。 用刻度尺測量掛鉤到 的距離I ; 在mx關系圖象中任意讀取兩組數(shù)據(jù)X1、m和X2、m； 設桿秤自重G,重心到提扭的距離I。，據(jù)杠桿平衡條件Mg X1 =+GO I o以及 二mgl + GO I o驗數(shù)實動力次11為動力臂:I力2阻阻力臂FI2力3阻阻力臂FI31 151 1i: 22 :61 2i:53:配重'提扭1x 5示數(shù)4 m 4掛鉤、叩二三圖20兩式相減得 M=(要求用 I、X1、

17、X2、m、m表示)-秤砣m圖2101020 3040 X/cm卓 m/kg圖2243211 (1 )n 2=$fracGhFs$=$frac4N x 0.05m1.5N x 0.15m$=88.9%由圖知，此測力計的分度值為0.2N，所以其示數(shù)為2.2N .此滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=3h=3x 10cm=30cm .故答案為：88.9% :2.2 :30.(2) 答：為準確測量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動測力計.(3) 答：在整個過程中，使用的是同一個滑輪組，提升物體的重力不斷增大，機械效率不 斷增大.所以可以看出，滑輪組的機械效率與被提升物體的重力有關.因為動滑輪的重力不變，所以所

18、做的額外功不變，所提升的物體越重，所做的有用功越多， 則有用功在總功中所占的比值越大，所以機械效率越高.(4) 在被提升物體重力不變的情況下，動滑輪越重，所做的額外功越多，則有用功在總功中所占的比值越小，機械效率越低.所以滑輪組的機械效率還與動滑輪重力有關.故答案為：動滑輪重.2 杠桿平衡時，如果阻力為2N、阻力臂為0.15m且保持不變，則 F1=0.3N m/L 13 刻度尺 勻速40% 低4不凱根據(jù)滑細的®ttfc可知薄點的務動観篦范蹟小于K林評分悅明:雜(2)小k中配為2甘井其余毎空I分口4 (1)利用滑輪改變了一下繩子的方向，使木塊所受拉力的方向與木板的方向始終平行，使示數(shù)更

19、加準確穩(wěn)定，讀數(shù)時也更方便；(2 )只有木塊做勻速運動時，它的示數(shù)才更準確；(3) 第4次實驗的機械效率 n =50%; 比較第3、4、5三次實驗可以看出，這是在斜面傾斜程度不變的情況下進行的研究，因此，研究的是機械效率與斜面粗糙程度的關系； 比較第1、2、3三次實驗可以看出，這是在斜面粗糙程度不變的情況下進行的研究，因此，可得出的結論是：斜面粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高.故答案為：(1 )拉物體時，能使木塊所受拉力的方向與木板的方向平行；(2)勻速運動；(350% ;斜面粗糙程度；斜面粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率 越高.5 ( 1)左；便于測量力臂；(2)

20、 3.6；彈簧測力計沒有豎直向下拉，力臂變?。?3) 26 動滑輪的個數(shù)(或動滑輪的總重)提升的物重7 (1)左；水平；0.3 ； (2壓力；等于；越大；胎壓降低，滾動摩擦力增大.8 (2)相同；大；大；(3) C； (4)不能.9 (1 ) 3.5、4.2、83.3% ； (2 )大、高(或大)、無關.10 (1)左、水平；(2) D； (3) 2.11 (1)刻度尺；(2)勻速直線；(3) 71.4% ； (4)斜面的機械效率越高12 :(1)從實驗記錄表中可以看出，實驗的因素比較多有斜面的夾角、斜面的粗糙程度、斜面的高度、斜面的長度等多個因素，有些因素相同，有些因素不同，這正是控制變量法思想的體現(xiàn).（2）有用功 W 有用=Gh=2.1N< 0.36m=0.756J ,總功 W 總=FS=1.8N< 0.5m=0.9J ,機械效率 n =84%（3）斜面的傾斜程度通過斜面與水平面的夾角體現(xiàn)，夾角越大斜面的傾斜程度越大，分析第1、2、3組實驗數(shù)據(jù)可知，斜面的光滑程度相同時，斜面的斜面的傾斜角度越大，機械效 率越高；分析第