内容正文:
第11章 机械与功
实验突破
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实验1:探究杠杆的平衡条件
实验结论:杠杆的平衡条件是动力×动力臂= 或写为
。
阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
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要点1:主要实验器材及作用:
①钩码:改变 和 的大小;
②平衡螺母:在实验 调节杠杆使其水平位置平衡,实验过程中____调节平衡螺母。
动力F1
阻力F2
前
不能
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要点2:杠杆的安装调节
①把质量分布均匀的杠杆中点作为支点的目的:避免杠杆的 对杠杆平衡的影响;
②实验前调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡:杠杆左端高向 端调节平衡螺母,右端高向 端调节平衡螺母。
③杠杆上有刻度的好处:方便 ;
④实验中多次调节杠杆水平平衡的目的: 。
自重
左
右
读出力臂的长度
便于测量力臂
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要点3:多次测量的目的:避免偶然性,使结论具有 。
要点4:将一端的钩码换成弹簧测力计的好处:能直接测出 大小,实验操作更方便。
普遍性
拉力
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在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1 N的钩码。
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(1)实验前,为了便于测量力臂,要将如图甲杠杆调节在 平衡,应将平衡螺母适当往 (选填“左”或“右”)调。
(2)杠杆调节好后,进行的实验情景如图乙、丙、丁,两钩码的重力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂为l1和l2,由此可得杠杆的平衡条件为
。实验中进行多次实验的目的是 。
A.取平均值减少误差 B.使实验结论具有普遍性。
(3)将如图丁杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆 下沉。
水平位置
右
F1l1=F2l2
B
左端
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(4)如图戊,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为
N;保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”),此时的杠杆类型属于 杠杆。
1
变大
费力
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(5)小明又按如图己的方式进行了实验,老师肯定了他的做法,并指出用弹簧测力计斜拉能避免得出“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”的结论,这样做改变了 ,拉力F的力臂应为 (选填“OA”“OB”或“AB”)。
拉力F的力臂
OB
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(6)【装置创新能力】小明改装了一个杠杆液体密度计,可测量小桶内液体的密度,如图庚。将容积为20 mL的小桶挂在M点,调节平衡螺母使杠杆水平平衡,已知OM=OA=5 cm,则杠杆密度计的“0刻度”线应在
(选填“O”或“A”)点,将待测液体倒满小桶,在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时,杠杆刚好水平平衡。重物质量为10 g,ON=15 cm,N点位置应标注的密度刻度值是 g/cm3,改装后杠杆右端的密度刻度线 (选填“是”或“不是”)均匀分布的。(g取10 N/kg)
O
1.5
是
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(7)【生活实践能力】杆秤就是 的一个应用,它是我国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图辛所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较 (选填“近”或“远”)的提纽。
杠杆平衡条件
辛
近
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实验2:测量滑轮组的机械效率
实验结论:(1)同一滑轮组,提起的物体越重,机械效率越 ;(2)不同滑轮组,物重相同时,动滑轮越重,机械效率越 。
高
低
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要点1:主要实验器材及作用
①弹簧测力计:测量钩码所受的 和绳端所受的 ;
②刻度尺:测量钩码上升的 和绳端移动的距离。
要点2:要缓慢拉动弹簧测力计的目的:使弹簧测力计的示数 ,便于
。
重力
拉力
高度
稳定
读出拉力大小
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要点3:实验方法:控制变量法
①探究滑轮组机械效率的大小与被提升物体的重力关系:保持_____________,改变 ;
②探究滑轮组机械效率的大小与动滑轮重力的关系:保持 ,改变 。
要点4:提高滑轮组的机械效率的方法:增加 、使用 、减小 。
动滑轮重
一定
钩码的重力
钩码重力一定
动滑轮重
物重
轻质动滑轮
机械摩擦
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要点5:绳子自由端移动的距离s和物体上升高度h的关系: s= 。
要点6:滑轮组机械效率小于1的原因:滑轮组在提升重物过程中会
。
要点7:实验反思
①影响滑轮组机械效率的因素:物体的 、动滑轮的 、绳子与滑轮之间的 ;
②可以省略的工具:刻度尺,省略后用η= 计算,反而能够提高 。
nh
做额外功
重力
重力
摩擦力
精度
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同学们进行“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图,实验数据记录如表所示:
实验
次数 钩码重
G/N 钩码上
升高度
h/m 绳端拉
力F/N 绳端移
动距离
s/m 机械效
率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5
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(1)实验时,每次应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,目的是_______
。
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用 图所示装置来完成的,其机械效率为 %,此图装置中承担重物的绳子段数为 。
(3)通过比较1、2两次实验数据可得:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 ;这两次实验都是用图 装置进行的。
缓慢匀速
便于读
出拉力大小
丙
61.5
5
无关
甲
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(4)通过比较 两次实验数据可得:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;第3次实验是用图 装置进行的。
(5)通过比较3、4两次实验数据可得: (选填“同一”或“不同”)滑轮组提升相同重物,动滑轮越重机械效率 。
1、3
乙
不同
越低
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(6)(多选)为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,建议可采取的措施有 (选填字母代号)。
A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重
C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度
(7)在第4次实验操作中,若改变绳端拉力方向如图丁所示,则测得的滑轮组机械效率将 (选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
ABC
偏低
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$$