内容正文:
2025年中考物理一轮复习题型实验题(二)简单机械
一、实验题
1.某学习小组用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验中,每个钩码质量相等。
(1)将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,他将杠杆左端平衡螺母向右调节到最大限度后,杠杆左端仍有轻微下沉,这时他应将右端的平衡螺母向 端调节,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图甲所示,是他在探究过程中的一个情境,接下来他在两边钩码的下方各加一个相同的钩码,并将左端钩码移到左端离支点第三格处,为了使杠杆在水平位置平衡,他应将右端钩码移动到右端离支点第 格处;
(3)通过不断改变两端所挂钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡,并记录各次实验数据,通过对数据分析后得出结论: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。与其他小组交流后,他们又做了如图乙、丙、丁三次实验,其中 图所示实验能直接说明该结论是错误的;
(4)完成实验后,该小组利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量;
①将杠杆的B位置挂在支架上,在B的右侧挂质量为m的钩码,前后移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图戊所示)。
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和 的距离L2。
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆= (用题目中所给物理量表示)。
2.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:(不计滑轮重、绳重及摩擦)
次 数
钩码重/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的示数/N
弹簧测力计
上升的距离/cm
机械效率
第1次
2
5
1
15
66.7%
第2次
4
5
1.7
15
78.4%
第3次
6
5
\
15
83.3%
(1)在实验操作中应该使钩码 (选填“快速”或“缓慢”)上升;
(2)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,滑轮组做的有用功是 J;
(3)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与 有关.
3.某同学在做“测定滑轮组机械效率”实验时,采用“一个定滑轮、一个动滑轮”组成的滑轮组,实验记录如下表:
钩码重/N
钩码升高/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动距离/m
机械效率
2
0.05
1.0
A:
B:
(1)完成表格两个数据的计算。A: ;B: ;
(2)如果第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”(滑轮规格同前)组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验,则弹簧测力计的读数将 ,机械效率将 (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G',绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦,则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是 。
A. B. C. D.
(4)小华用图示装置探究滑轮组的机械效率,实验数据记录如下:
次数
物重
物体上升高度
拉力
机械效率
1
2
0.1
1.0
2
3
0.1
1.4
3
6
0.1
2.5
分析数据可知,提高同一滑轮组的机械效率,可以采取的措施是 ;小华所用动滑轮的重一定小于 N。
4.小明在探究杠杆平衡条件的过程中,发现在阻力与阻力臂保持不变的条件下,当杠杆平衡时动力和动力臂之间有一定的关系.为此他进行了规范的实验探究,并正确记录了如下表所示的实验数据,请对表中数据进行分析、归纳出动力F1跟动力臂L1的关系式为:F1= .
L2/m
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
F2/N
l
1
1
l
1
1
L1/m
0.3
0.25
0.15
0.1
0.06
0.05
F1/N
1
1.2
2
3
5
6
5.在探究“杠杠平衡条件”实验中,有如下器材:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线、和质量相同的够码若干个。实验结束后小红组得到的结论是“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”,小明认为是错误的,请你利用现有器材设计实验判断小红组的结论是否正确。(可画图说明)
(1)实验步骤:
(2)实验结论:
6.小悦同学想要探究使用杠杆时,动力的大小与哪些因素有关.她先用弹簧测力计测出三个钩码的重力,如图(a)所示,然后将它们挂在已调节平衡的杠杆A点位置上,再用测力计在杠杆B点沿竖直方向用力使杠杆保持水平平衡,如图(b)所示,接着,在保持杠杆水平平衡的情况下,改变测力计的用力方向与水平方向的夹角,如图(c)、(d)所示.
(1)比较图中a与b两图,使用 的杠杆提升钩码时,可以 .
(2)比较图中b,c,d三图中拉力方向和测力计示数等相关条件,可得出初步结论是:当阻力,阻力臂及动力作用点一定,且杠杆水平平衡时, .
7.小华通过查阅资料了解到如图甲所示的“之字形”盘山公路相当于斜面,也是一种机械,他想利用如图乙所示装置探究“影响斜面机械效率的因素”,实验步骤如下:
①小华利用弹簧测力计测量出木块的重力,并记录在表格中;
②利用刻度尺,测量出斜面的高度h和长度s,并记录在表格中;
③用弹簧测力计拉着木块,从斜面的底端运动到顶端,并记录弹簧测力计的示数;
④保持木块重力和斜面长度不变,只改变斜面高度;重复上述步骤,并记录实验数据如下表所示;
实验次数
木块重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力
F/N
有用功W有/J
总功
W总/J
机械效率η
1
5.0
0.2
1
2.1
2.1
48%
2
5.0
0.5
1
3.5
2.5
3.5
71%
3
5.0
0.7
1
4.3
3.5
4.3
请回答下列问题:
(1)实验过程中小华应沿斜面 拉动木块;
(2)第1次实验,小华对木块的拉力做的有用功为 J;第3次实验,斜面的机械效率为 (结果保留整数);
(3)比较三次实验的机械效率,可以得出:斜面倾斜程度越大,机械效率越 ;
(4)分析上表中的数据,还可以得出: 。
8.如图甲所示,小明用沿斜面方向的拉力F,拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动,忽略空气阻力。
(1)在图乙处画出物体A在斜面上匀速运动时受力的示意图;
(2)以下能反映物块A的某些物理量随时间变化的关系正确的有 ;
(3)用受力图中的字母及图甲中的相关距离来表示输入、输出的能量,填入图丙能流图。
(4)判断物块A所受重力和支持力大小是否相等? 。判断拉力F与木块受到的摩擦力f谁大? (选填“F大”、“f大”或“相等”)
9.小宋同学在学习了杠杆平衡条件后,准备用一个质量为50克的钩码来测量一只梨的质量:
①他先将杠杆的“0”位置支在铁架台上,然后调节杠杆两端的 ,使杠杆在 位置静止,这样做的目的是为了避免杠杆受到的 对杠杆平衡的影响;
②然后在杠杆两边分别挂好钩码和梨,通过 (写操作步骤)使杠杆处于如图所示的位置,发现此时钩码挂在“15cm”的位置,梨挂在“6cm”位置;
③请用已知条件计算梨的质量 。
10.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实验数据记录如表所示。
序号
钩码总重G/N
钩码上升高h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
2.2
30
90.9%
(1)第二次数据中,滑轮组的机械效率为 %;(保留一位小数)
(2)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物所受重力越大,滑轮组的机械效率越 (选填“高”或“低”);
(3)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 (填序号)。
A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度
11.小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验:
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,发现杠在如图甲所示的位置保持静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态;
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上 个同样的钩码,当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向着靠近支点的方向各移动一小格,则杠杆 (选填“左”或“右”) 端会下沉;
(3)如图丙所示,为改变力的方向,小红在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当测力计由竖直方向逐渐向左转,杠杆始终保持水平平衡,测力计的示数将 (“变大”、“变小”或“不变”);
(4)如图丁所示,O为杠杆的中点,若以杠杆上的C位置为支点,在D位置挂质量为m的钩码时,杠杆恰好在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件,可以估算出杠杆的质量m杆 (用给出的字母符号表示);
(5)杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图戊成所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm,秤钩到提纽的水平距离为5cm,秤驼的质量为0.5kg。则提纽右侧距离提纽6cm处的刻度值应为 kg。
12.如图1所示,在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)小鹏将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示,杠杆此时 (选填“是”或“不是”)平衡状态;
(2)小鹏将杠杆调至水平平衡后开始实验,他在一次实验中,杠杆状态如图乙所示,要使杠杆重新在水平位置平衡,应将左侧钩码向 调节(选填“左”或“右”);
(3)实验结束后,小鹏想探究:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条性是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究,发现在杠杆的不同位置完成实验后,测出的数据都与杠杆平衡条件不相符。其原因是 ;
(4)如图2所示,甲图是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的装置——桔槔。乙图是它水平静止时的示意图,支点O左端,右端。左端悬挂配重物体重40N,右端挂一水桶B,若不计杆重,则水桶B的重力为 N。
13.某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中
(1)他所准备的实验器材有:滑轮,细绳,铁架台,直尺,还需 和重物;
(2)实验中需要测的物理量有 、 、 、 ;
(3)该同学实验时,记录的数据在表格中,请认真填写所缺少的部分
物重/N
物体提高的高度/cm
弹簧测力计读数/N
绳自由端拉动距离/cm
有用功/J
总功/J
机械效率
50
10
20
30
(4)根据表中数据,在图中画出该同学实验时滑轮组的连接图.
(5)实验中弹簧测力计应该在竖直方向做 运动.
(6)同学乙观察并分析了甲的实验后,认为甲的实验中,可少用一种器材,少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率,通过和甲讨论并经过老师的认定,他的方案是可行的.请你分析一下,去掉的器材是什么?少测哪两个数据?
答:去掉 ;
少测两个数据是 , .
14.学习了机械效率知识后,同学们对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关;
B.跟斜面的粗糙程度有关;
C.跟斜面的长度有关;
D.跟物体的重力有关。
小刚同学为了验证猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程。
实验次数
斜面倾角
斜面粗糙程度
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/J
总功/J
机械效率(%)
①
30°
粗糙
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
②
30°
稍光滑
1
0.5
0.6
1
0.5
0.6
83
③
45°
粗糙
1
0.7
0.9
1
0.9
78
(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据(小数位参照表中相关数据)。
(2)通过对比实验①②数据,可验证猜想 (填写字母)。
(3)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越 。
(4)若要验证猜想D,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和 不改变。
15.利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”) 调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)如图乙所示,若用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (填“变大”或“变小”或“不变”),这是因为 ;
(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图象,如图丙所示。请根据图象推算,当l1为0.6m时,F1为 N。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 右 4 丁 O到B
【详解】(1)[1]现在杠杆左端仍有轻微下沉,说明杠杆左端偏重,为使杠杆在水平位置平衡,这时应将右端的平衡螺母向右端调节,使杠杆在水平位置平衡使杠杆的重心在支点上,消除杠杆重对杠杆平衡的影响。
(2)[2]设一个钩码重为G,杠杆一个格为L,左边加一个相同的钩码,并将左端钩码移到左端离支点第三格处,则左边力和力臂的乘积为
F左L左=4G×3L=12GL
右边加一个相同的钩码,设右边的力臂为L右,则右边的力和力臂的乘积为
F右L右=3G×L右
为了使杠杆在水平位置平衡,F左L左=F右L右,即
12GL=3G×L右
所以L右=4L,他应将右端钩码移动到右端离支点第四格处。
(3)[3]得到“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”,这个结论是不正确的;保持动力作用点不变,改变动力的方向,看实验结论是否成立,所以利用图丁进行验证。
(4)[4][5]已知钩码的质量m,用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离即L1,欲求杠杆的质量m杆,则应量出O到B的距离,即L2,然后根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,mgL1=m杆gL2,则。
2. 缓慢 2.4 0.3J 物重
【详解】第一空.在实验过程中,由平衡条件知道,应缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计;
第二空.由图丙知道,测力计的分度值是0.2N,所以,示数是2.4N;
第三空.第3次测量时,克服重力做的有用功是:
W有 =Gh=6N×0.05m=0.3J;
第四空.从实验数据知道,钩码上升的高度相同,而钩码重不断增大,所以,机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的,故得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关.
3. 0.15 66.7% 变小 变小 B 增加提升的物重 1
【详解】(1)[1][2]由图可知,绳子的有效股数n=3,故绳子自由端移动距离
s=nh=3×0.05m=0.15m
故绳子自由端移动距离为0.15m;
滑轮组的机械效率
故滑轮组的机械效率为66.7%。
(2)[3][4]改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物,与动滑轮相连的绳子段数多了,根据可知比以前更省力了,弹簧测力计的示数变小了;提升物体重力不变,动滑轮重力增大了,克服动滑轮重力做的额外功增多了,所以机械效率变小。
(3)[5]A.有用功为W有=Gh,总功为W总=Fs,滑轮组的机械效率为
故A正确,不符合题意;
BC.不计绳子重及摩擦,有用功为W有=Gh,总功为W总=(G+G′)h,滑轮组的机械效率为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.不计绳子重及摩擦,额外功W额=G′h,总功为W总=Fs,有用功
W有=W总-W额=Fs-G′h
所以
故D正确,不符合题意。
故选B。
(4)[6][7]由1、2、3次数据知,同一滑轮组,提升物体越重,机械效率越高,故增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率;当物体越重时,对滑轮的压力越大,摩擦力越大,所以第一次实验受摩擦力的影响最小,小华所用动滑轮的自重一定小于
G动=nF-G物=3×1N-2N=1N
故小华所用动滑轮的重一定小于1N。
4.
【详解】由表中数据得
1N×0.3m=0.3N·m
1.2N×0.25m=0.3N·m
2N×0.15m=0.3N·m
3N×0.1m=0.3N·m
5N×0.06m=0.3N·m
6N×0.05m=0.3N·m
故可得
F1L1= 0.3N·m
所以
F1=
5. 见解析 见解析
【详解】(1)[1]1.将杠杆的中点置于支架上并调节杠杆使其在水平位置平衡;
2.在杠杆左端A处加挂钩码,用调好的弹簧测力计倾斜倾斜拉杠杆C处,使杠杆再次在水平位置平衡,如图所示;
3.计算出钩码对杠杆的拉力F2,读出弹簧测力计的示数为F1,并用刻度尺量出OA与OC的长度分别为L2与L1.。
(2)[2]实验结论:计算F1×L1与F2×L2大小并比较,若相等则小红组的结论正确,若不等则小红组的结论错误。
6. 动力臂大于阻力臂 省力 拉力与水平方向夹角越小,拉力越大
【详解】比较图中a与b两图,使用动力臂大于阻力臂的杠杆提升钩码时,可以省力.
比较图中b,c,d三图中拉力方向和测力计示数等相关条件,可得出初步结论是:当阻力,阻力臂及动力作用点一定,且杠杆水平平衡时,拉力与水平方向夹角越小,拉力越大.
7. 匀速 1 81% 高 斜面可以省力
【详解】(1)[1]实验过程中为得到拉力大小,小华应沿斜面匀速拉动木块,此时木块受到的拉力等于弹簧测力计的示数。
(2)[2]第1次实验,小华对木块的拉力做的有用功为
[3]第3次实验,斜面的机械效率为
(3)[4]根据表中数据,比较三次实验的机械效率,得出:斜面倾斜程度越大,机械效率越高。
(4)[5]分析上表中的数据,斜面施加的拉力小于物体的重力,所以还可以得出:斜面可以省力。
8. C 不相等 F大
【详解】(1)[1]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动,物体受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力,这四个力都作用在物块A的重心上,如图所示
(2)[2] A.物体沿斜面向上做匀速运动,根据s=vt可知,路程与时间成正比,故A错误;
BCD.物体沿斜面向上做匀速运动,质量不变,速度不变,动能不变;质量不变,高度变大,重力势能变大;机械能为动能和势能的和,所以机械能变大,故C正确,BD错误。
故选C。
(3)[3]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动的过程中,拉力所做的功为总功,总功为W总=FL;提升物块所做的功为有用功,有用功为W有=Gh;克服摩擦力所做的功为额外功,额外功为W额=fL,如图所示
(4)[4]A在斜面上,A对斜面的压力要小于自身的重力;根据物体间力的作用是相互的,斜面对A的支持力与A对斜面的压力相同,所以斜面对A的支持力要小于A的重力;
[5]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动的过程中,物体在拉力、摩擦力的方向上移动的距离相同,拉力所做的总功要大于摩擦力所做的额外功,跟W=FL可知,拉力大于摩擦力。
9. 平衡螺母 水平 重力 见解析 125g
【详解】①[1][2][3]杠杆静止时,要让杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量力臂及避免杠杆自重对实验的影响;若杠杆不在水平位置平衡,则通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
②[4]用一个质量为50克的钩码来测量一只梨的质量,则钩码和梨的重力大小一定,即挂在杠杆上的动力和阻力大小一定,为使杠杆在水平位置平衡,则应通过调节动力臂和阻力臂的大小让杠杆平衡,即通过调节钩码和梨到支点的距离使杠杆在水平位置平衡。
③[5]由杠杆平衡条件可知,m梨gl梨=m码gl码,代入数据得
10. 88.9% 高 B
【详解】(1)[1]第2次实验时,拉力所做的有用功为
W有用=Gh=4N×0.1m=0.4J
第2次实验时拉力所做的总功为
W总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J
则第2次滑轮组的机械效率为
(2)[2]由1、2、3次实验的数据可得,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)[3] A.增大绳重,增大了额外功,而有用功不变,总功增大,则有用功与总功的比值变小,即机械效率变小,故A不符合题意;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,而有用功不变,总功减小,则有用功与总功的比值变大,即机械效率变大,故B符合题意;
C.由可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,也与物体提升的速度无关,故C不符合题意。
故选B。
11. 是 4 左 变大 0.5
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动,故杠杆在如图甲所示的位置保持静止,是处于平衡状态。
(2)[2]设一个钩码G,杠杆一格L,根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂得
FA×OA=FB×OB
则B点所受力
即在B点挂4个同样的钩码;
[3]将A、B两点下方所挂的钩码同时向着靠近支点的方向各移动一小格,则
F左=2G×3L>F右=4G×L
故杠杆左端下沉。
(3)[4]如图丙所示,为改变力的方向,当测力计由竖直方向逐渐向左转,力臂变小,根据杠杆平衡条件,要杠杆平衡,左边力与力臂乘积不变,则右侧力与力臂乘积也不变,而右侧力臂变小,则力变大,即测力计示数变大。
(4)[5]根据杠杆平衡条件
则杠杆的质量
(5)[6]如图,提扭A处相当于杠杆的支点,设秤杆、秤钩总重为G0,其作用点在C处,由题知,OA=1cm,BA=5cm,设秤钩上悬挂重物后秤砣移至D处时杠杆平衡,由题知DA=6cm。
不挂重物,且秤砣在0刻度线时,杆秤在水平位置平衡,如图丙,由杠杆平衡条件得
……①
当在秤钩上挂重物m物,秤砣移到D处时,杠杆平衡,如图丁,则有
……②
联立①②可得
12. 是 左 杠杆自身重力对实验有影响 100
【详解】(1)[1]杠杆静止不动或绕支点匀速转动,杠杆平衡,所以在图甲所示位置静止时,杠杆是平衡状态;当杠杆在水平位置平衡时,力臂在杠杆上,便于测量力臂,所以可调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]探究杠杆平衡条件的实验过程中,通过改变钩码数量或移动钩码位置调节杠杆平衡,不能调节平衡螺母,由图乙知,杠杆左侧高右侧低说明右侧力与力臂的乘积大,在不改变钩码数量时,应将左侧钩码往左边调节直到杠杆重新平衡。
(3)[3]若支点不在杠杆的中点,由于杠杆自身重力对实验有影响,导致测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。
(4)[4]根据杠杆的平衡条件可得
GAL1=GBL2
即
40N×0.5m=GB×0.2m
解得:GB=100N,即水桶B的重力为100N。
13.(1)弹簧测力计;(2)物重G;拉力F;重物上升高度h;绳子自由端移动距离S;(3)
物重/N
物体提高的高度/cm
弹簧测力计读数/N
绳自由端拉动距离/cm
有用功/J
总功/J
机械效率
50
10
20
30
5
6
83.3%
(4)见图;(5)匀速直线;(6)刻度尺;重物上升高度h;绳子自由端移动距离s.
【详解】试题分析:(1)在实验中,需要的器材有刻度尺,钩码,弹簧秤,铁架台,一个定滑轮和一个动滑轮组成的两种绕法不同的滑轮组,细绳.
(2)在实验中需要测量的物理量有:物重,拉力,物体上升的高度,拉力移动的距离;
(3)W有用=Gh,而W总=Fs,滑轮组的机械效率公式η=×100%;
(4)由表中数据可知,绳自由端拉动的距离为物体提高的高度的3倍,所以绳子的股数为3股;
(5)用弹簧测力计时,只有在匀速拉动时,拉力的大小才是不变的,弹簧测力计的示数是不变的,才能快速准确测出拉力的大小.
(6)根据绳子的股数n,可以推出测力计移动的距离s与钩码上升的距离h的关系:s=nh,
滑轮组的机械效率公式η=×100%=×100%=×100%=×100%.
解:(1)根据已准确的实验器材,实验中还需用弹簧测力计测量F和G,可知还需要弹簧测力计;
(2)据公式W有用=Gh,W总=Fs,需要测量的物理量为:距离与重力;
(3)W有用=Gh=50N×0.1m=5J,W总=Fs=20N×0.3m=6J,
η=×100%=×100%=83.3%;
(4)已知承重动滑轮绳子的股数为3股,如图所示:
(5)为准确测出拉力的大小,必须使弹簧测力计竖直向上匀速拉动物体;
(6)根据测力计移动的距离s和钩码上升的距离h的关系跟绳子股数n的关系式:s=nh,也可计算出机械效率.
故答案为(1)弹簧测力计;(2)物重G;拉力F;重物上升高度h;绳子自由端移动距离S;(3)
物重/N
物体提高的高度/cm
弹簧测力计读数/N
绳自由端拉动距离/cm
有用功/J
总功/J
机械效率
50
10
20
30
5
6
83.3%
(4)见上图;(5)匀速直线;(6)刻度尺;重物上升高度h;绳子自由端移动距离s.
【点评】本题主要考查了测定滑轮组机械效率的实验有关事项及其机械效率的计算与分析.
14. 71 0.7 B 高 斜面的粗糙程度
【详解】(1)[1][2]①中的机械效率为
③中的有用功为
W有用=Gh=1N×0.7m=0.7J
(2)[3]对比①②数据得:斜面越光滑,机械效率越大,即摩擦力越小,机械效率越大,故机械效率与斜面的粗糙程度有关。
故选B。
(3)[4]由①中的倾斜角30°和③中的倾斜角45°可知,斜面倾斜角不同,所用拉力不同,其机械效率也不同,说明当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高。
(4)[5]通过对比①②数据得机械效率与斜面的粗糙程度有关;通过对比实验①③数据可得斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;因此若要验证猜想D,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变。
15. 右 4 变大 阻力与阻力臂不变,动力臂减小 0.5
【详解】(1)[1]杠杆不在水平位置,左端下沉,反向调节,应向右调节平衡螺母。
(2)[2]设一钩码的重力为G,杠杆上一格为L,根据杠杆的平衡条件可知
解得,所以需要在D点挂4个钩码。
(3)[3][4]由图可知,若弹簧测力计向右倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂相应会变短,根据杠杆的平衡条件,阻力与阻力臂不变,动力臂减小,拉力会相应变大,才能是杠杆继续保持平衡。
(4)[5]由于题中的阻力和阻力臂不变,根据可知,利用图像中任意一组数据都可得出
故当当l1为0.6m时
答案第1页,共2页
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