第11章简单机械和功实验题分类练习-2025-2026学年九年级上学期物理苏科版2024新版
2025-09-15
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十一章 简单机械和功 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.09 MB |
| 发布时间 | 2025-09-15 |
| 更新时间 | 2025-09-15 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53932080.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第11章简单机械和功实验题分类练习
学校:___________姓名:___________班级:___________
一、知识总结:
探究杠杆的平衡条件
实验目的:探究杠杆平衡时动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系。
实验器材:铁架台、杠杆、质量相等的钩码、弹簧测力计等。
实验步骤:实验前,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是方便测量力臂;然后在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置,使杠杆再次在水平位置平衡,记录动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小;多次改变钩码的数量和位置,重复实验。
常见考点:调节螺母使杠杆在水平位置平衡的目的是方便测量力臂;杠杆平衡条件的应用,如根据已知条件计算所需钩码的数量或力臂的长度;判断杠杆的类型,如省力杠杆、费力杠杆或等臂杠杆,并举例说明;分析杠杆在转动过程中力的大小变化,如当力的方向发生改变时,力的大小如何变化等。
探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响
实验目的:探究在物重不变的情况下,动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响。
实验器材:滑轮组、不同质量的磁铁、钩码、弹簧测力计、铁架台等。
实验步骤:组装好滑轮组,用弹簧测力计匀速拉动绳端,使物体上升一定高度,记录弹簧测力计的示数和物体上升的高度;通过在动滑轮边框上吸附不同的磁铁来改变动滑轮的重力,重复上述实验步骤;计算每次实验的机械效率。
常见考点:绳端移动距离与物体上升高度的关系,如使用动滑轮时,绳端移动距离是物体上升高度的 2 倍;弹簧测力计的读数;滑轮组机械效率的计算;分析实验数据,得出动滑轮重力与滑轮组机械效率的关系,即在物重不变的情况下,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;判断仅增大绳端移动距离时,滑轮组机械效率的变化情况,由于机械效率与绳端移动距离无关,所以机械效率不变。
探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率
实验目的:比较定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率,分析影响它们机械效率的因素。
实验器材:定滑轮、动滑轮、滑轮组、钩码、弹簧测力计等。
实验步骤:分别组装定滑轮、动滑轮和滑轮组,用弹簧测力计匀速拉动绳端,使钩码上升一定高度,记录相关数据,如钩码重力、拉力、钩码上升高度、弹簧测力计移动距离等;计算不同情况下的有用功、总功和机械效率;分析实验数据,得出结论。
常见考点:实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,若静止时读出示数,会使测量的拉力偏小,计算出的机械效率偏大;比较不同实验的机械效率大小,并分析原因,如动滑轮需要克服自身重力做额外功,所以动滑轮的机械效率通常比定滑轮低;分析影响滑轮组机械效率的因素,如物重、动滑轮重、绳重和摩擦等。
探究斜面的机械效率
实验目的:探究斜面的倾斜程度、粗糙程度等因素对斜面机械效率的影响。
实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺等。
实验步骤:组装好斜面,用弹簧测力计匀速拉动木块沿斜面上升,记录拉力、木块重力、斜面长度、斜面高度等数据;改变斜面的倾斜程度或粗糙程度,重复实验;计算不同情况下斜面的机械效率。
常见考点:实验数据的分析与处理,如通过对比不同实验数据,得出斜面的倾斜程度与机械效率的关系,在其他条件相同时,斜面越陡,机械效率越高;斜面的粗糙程度与机械效率的关系,斜面越粗糙,机械效率越低;根据实验结论进行应用,如解释为什么盘山公路修得比较蜿蜒曲折,是为了减小斜面的倾斜程度,从而省力。
二、经典例题
探究杠杆的平衡条件
1.小丽同学选取了若干个重力均为0.5N的钩码利用图1的装置探究“杠杆平衡条件”。
(1)挂钩码前,杠杆在如图1甲所示的位置静止,此时杠杆 (“处于”或“不处于”)平衡状态;在实验过程中为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆上的平衡螺母向 (选“左”或“右”)移动,在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是方便测量力臂,原因是 。
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,同学们在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,分别记下的数值,杠杆上每一小格的长度均为5cm。多次实验后得到的部分实验数据如下表所示:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
10
1
5
2
1.5
10
1.5
10
3
2
15
1.5
20
…
…
…
…
…
①分析表中的数据,可归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的字母表示);
②在图1乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时去掉一个钩码,则杠杆 (选填“仍在水平位置平衡”、“A端下降”或“B端下降”)。
(3)实验完成后,小丽同学联想起用手提起重物时的情景,如图2所示。从生物学的视角,可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动;从物理学的视角来看,桡骨可以简化为杠杆,该杠杆的支点在 处(选填图上标出的名称)。用手竖直提起同样重的物体,物体的体积越大的越要吃力一些,是因为物体的体积越大,手臂伸出的远且直,使阻力臂变得更 。
2.根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:(题中的每个钩码重力0.5N)
(1)实验开始时,杠杆的位置如图1所示,杠杆此时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是 ;
(2)要使图2中杠杆平衡,应在C处竖直向下施加 N的拉力。当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);请你在图2中画出斜拉时弹簧测力计拉力的力臂 ;
(3)在图3实验中,同样用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3.0N时,该拉力的作用点可能是 点(多选,选填“B”“C”“D”或“E”)。
3.在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后,小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮她将下列步骤补充完整。(,)
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,用细线将物块挂于杠杆左侧,将3个钩码挂于右侧,杠杆仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量100g,则物块质量为 g;
(3)将该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,如图丙所示,则物块在水中所受浮力为 N;
(4)物块的密度是 kg/m3;
(5)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是 (选填字母)。
A.避免实验的偶然性,便于得到普遍规律
B.取平均值,减小误差
4.实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)实验前,杠杆水平静止,如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)调节杠杆水平平衡,进行多次实验,数据记录如下表:
实验次序
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
2
12.0
1
24.0
2
2
5.0
1
10.0
3
3
10.0
2
15.0
4
3
12.0
2
18.0
①分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的字母表示)。多次实验的目的是 (填字母)。
A.寻找普遍规律 B.减小实验误差
②如图乙所示,此时在右侧钩码下端加挂一个钩码,杠杆会 (选填“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图丙所示,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件可知,可以 (选填“增大”或“减小”)石块的质量或向 (选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。
估测生活中的功率
5.如图所示,小宇妈妈体重较大,一爬楼就上气不接下气,这是为什么呢?询问了老师后,小宇才知道,原来爬楼的过程就是将自己举高的过程,自己的体重越大,在同等条件下相对别人而言需要做的功就越多,难怪妈妈老是觉得爬楼比别人辛苦。
【问题】小宇想知道自己与妈妈爬楼时的功率到底有多大。
【证据】实验原理: 。
(1)利用 (选填“磅秤”或“天平”)测自身质量;
(2)利用皮卷尺测出楼的 (选填“长度”或“高度”);
(3)利用 测出爬楼所需时间;
(4)功率的表达式: 。
6.八年级(1)班组织登楼比赛活动,比一比谁登楼的功率最大;
(1)测量所需要的器材有:体重秤、 、 ;
(2)小丽同学设计的实验步骤如下,其中多余的是( )(填字母);
A.测出自己所受的重力
B.测出楼梯的总长度
C.测出一楼到三楼的竖直高度
D.测出自己上楼梯所用的时间
E.算出自己登楼的功率
(3)经测量,教学楼每层高3米,体重为的小洛同学从教学楼的一楼登上三楼,用时30s,则他登楼的功率 W,若小阳登楼的功率为120W,且与小洛体重相同,则 (选填“小洛”或“小阳”)登楼更快。
7.跳绳是初中毕业生体育测试的项目之一,小宇同学想利用所学的物理知识估测自己平时跳绳时克服重力的功率(不计绳重)。
(1)用体重秤测量 (填物理量名称与其对应物理量符号)(下同);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h;
(3)用 (填实验器材)记录跳n次所用的 ;
(4)数据处理:功率 (用上述的物理量符号表示)。
8.跳绳是初中生比较喜爱的一项体育运动,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用 测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升高度);
(3)用 (填测量器材)记录跳n次所用的 (填物理量与其对应的字母);
(4)数据处理:
①自己所受的重力G= ;
②每次克服重力所做的功W=Gh= ,则跳n次所做的总功W总=nW= ;
③则平均功率P= 。
探究机械效率实验
9.在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时,一位同学设计了如图所示的三个滑轮组,动滑轮重为G动,钩码总重为G,钩码上升高度为h,测力计拉力为F,测力计移动距离为s,机械效率为η,依次做1、2、3组实验,并将所测数据填入如下数据记录表中。
序号
G动/N
G/N
h/m
F/N
s/m
η
1
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
1
4
0.1
1.67
0.3
3
1
4
0.1
2.5
0.2
80%
(1)实验2的机械效率为 %。(百分号前保留至整数位。)
(2)由第1次和第2次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当滑轮组和提起物体重力一定时,滑轮组的机械效率 与有关。汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义,请你指出以下三种提高效率的方法中, 中的方法是与本实验同理的。
A.鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员
B.汽车制造厂用新材料减轻汽车重量
C.经常给汽车做保养,保持良好的润滑
(3)由第2次和第3次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当滑轮与被提升的物体重力一定时,滑轮组的机械效率可能与滑轮组绕绳方式 (选填“有关”或“无关”)。
10.为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据记录在表中。
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
(1)测绳端拉力F时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)比较3和4两次实验发现:提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越 。(选填“高”或“低”)比较 两次实验发现:用同一滑轮组提升相同重物时,机械效率与提升的高度无关。
(3)第5次实验是利用图 的装置完成的。
(4)若利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为 。可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。
(5)小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,斜面越光滑,摩擦越小,从而斜面的机械效率越 。(选填“高”或“低”)
11.在“测量滑轮组机械效率”实验中,实验数据记录如下表所示。
实验次数
钩码所受的重力
钩码上升的高度
拉力
绳自由端移动的距离
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
88.9%
3
6
10
2.2
30
4
4
20
1.5
60
88.9%
(1)分析表中数据可知,是用 (选填“甲”或“乙”)图所示滑轮组进行的实验。
(2)在第1次实验时,若忽略绳重和摩擦,动滑轮重为 N。
(3)第2次实验所做的有用功是 J。
(4)第3次实验滑轮组的机械效率是 。(结果保留到0.1%)
(5)如果用这个滑轮组提升重的物体,滑轮组的机械效率可能是___________(选填序号)。
A.93.1% B.88.5% C.87.9%
(6)小李指出:可以通过增大提升物体的高度来增加有用功,从而提高机械效率。通过分析 两次实验的数据可知小李的观点是错误的。
(7)实验结束后,在交流评估时,小李指出:实验过程中,边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定且不方便读数。为了方便读数,可以让弹簧测力计处于静止状态读数。同组的小红说该想法是错误的,原因是忽略了 对滑轮组机械效率的影响。
12.在“探究不同滑轮的特点”实验中,如图所示,小明先用弹簧测力计测出物体的重力,然后用图乙装置做了两次实验,将实验数据填入表格序号1、2;接着用同一个滑轮按图丙装置进行两次实验,将实验数据填入表格序号3、4;最后用丁、戊所示装置(滑轮相同)各做了一次实验,将实验数据分别填入表格序号5、6。
实验序号
物体重
物体上升的高度
拉力
绳子自由端移动的距离
1
1.0
10.0
1.0
10.0
2
2.0
10.0
2.0
10.0
3
1.0
10.0
0.7
20.0
4
2.0
10.0
1.2
20.0
5
2.0
10.0
1.3
20.0
6
2.0
10.0
0.9
30.0
(1)分析上表序号1、2的数据及观察到的现象,可以得出结论∶使用定滑轮 (选填“能”或“不能”)省距离, (选填“可以”或“不能”)改变力的方向;
(2)用图丙装置进行实验时,应沿 方向匀速拉动绳子自由端。分析上表序号3、4的数据发现,拉力的大小总比物体重力的一半要大,除摩擦因素外,还因为拉力要承担 的重力;
(3)丁滑轮组中有2段绳子承担物重,戊滑轮组中有3段绳子承担物重,用图丁、戊所示滑轮组分别提升同一重物,则 滑轮组更省力一些。由表中数据可知,戊滑轮组的机械效率是 %;(结果精确到0.1%)
(4)综合分析实验可知,使用滑轮组的好处是:既可以 ,又可以改变动力的方向;缺点是 。
13.小华同学测滑轮组的机械效率时所用的实验装置如图所示:
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/cm
拉力F/N
绳自由端上升距离s/cm
机械效率η
1
2
10
1.1
30
2
4
10
2.0
30
(1)根据表中实验数据画出滑轮组绕法;
(2)第二次实验中滑轮组的机械效率为 %(保留一位小数);
(3)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计并进行读数,若在弹簧测力计静止时读数,则测得的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,物重不变,不计摩擦及绳重,滑轮组的机械效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)实验中,要想提高由图中两个滑轮所组装成的滑轮组机械效率,你可采用的方法是: 。(写出一种即可)
14.斜面是一种省力机械,斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小明做了如下猜想:
猜想1:斜面的省力情况与斜面的表面材料有关。
猜想2:斜面的省力情况与斜面的倾斜程度有关。
猜想3:斜面的省力情况与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验,物体在沿斜面拉力的作用下做匀速直线运动,实验数据记录如下表。
实验次序
1
2
3
4
5
6
斜面倾角
30°
30°
30°
30°
45°
60°
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
根据实验数据,回答下列问题:
(1)通过对比实验1、2中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的 有关。
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是在其他条件相同时, ,提升物体越省力。
(3)为验证猜想3,小明做了三次实验 (选填实验次序),分析实验数据后,他认为这几次实验省力情况相同,依据是沿斜面的拉力与物块重力比值 (选填“相等”或“不等”)。
(4)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力将重为4N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端,已知斜面长为1.2m、高为0.3m,则斜面的机械效率约是 (结果精确至1%);物体受到的摩擦力是 N。
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第11章简单机械和功实验题分类练习
学校:___________姓名:___________班级:___________
一、实验题
1.小丽同学选取了若干个重力均为0.5N的钩码利用图1的装置探究“杠杆平衡条件”。
(1)挂钩码前,杠杆在如图1甲所示的位置静止,此时杠杆 (“处于”或“不处于”)平衡状态;在实验过程中为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆上的平衡螺母向 (选“左”或“右”)移动,在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是方便测量力臂,原因是 。
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,同学们在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,分别记下的数值,杠杆上每一小格的长度均为5cm。多次实验后得到的部分实验数据如下表所示:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
10
1
5
2
1.5
10
1.5
10
3
2
15
1.5
20
…
…
…
…
…
①分析表中的数据,可归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的字母表示);
②在图1乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时去掉一个钩码,则杠杆 (选填“仍在水平位置平衡”、“A端下降”或“B端下降”)。
(3)实验完成后,小丽同学联想起用手提起重物时的情景,如图2所示。从生物学的视角,可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动;从物理学的视角来看,桡骨可以简化为杠杆,该杠杆的支点在 处(选填图上标出的名称)。用手竖直提起同样重的物体,物体的体积越大的越要吃力一些,是因为物体的体积越大,手臂伸出的远且直,使阻力臂变得更 。
【答案】(1) 处于 左 见解析
(2) F1l1=F2l2 3 B端下降
(3) 肘关节 大
【知识点】杠杆五要素及其判断、运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的动态平衡分析、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时都处于平衡状态,挂钩码前杠杆在如图1甲所示位置静止,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]由图1甲知道,调节杠杆在水平位置平衡时,杠杆左端偏高,所以,平衡螺母应向上翘的左端移动。
[3]在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是方便测量力臂,原因是由于重力的方向竖直向下,杠杆受到的拉力的方向也是竖直向下的,杠杆在水平位置平衡,力臂与杠杆重合。
(2)[1]分析表中的实验数据,发现:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用F1、F2、L1和L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为F1L1=F2L2。
[2]当杠杆在水平位置保持平衡时,由杠杆平衡原理得,在A点挂2个钩码,则应在B点挂钩码个数为
[3]若此时两边同时去掉一个钩码,则杠杆左端G钩码×3格小于杠杆右端2G钩码×2格,所以B端下降。
(3)[1]在如图2所示的手提起重物的情景中,肘关节是杠杆的固定转动点,即支点。因此,该杠杆的支点在肘关节处。
[2]图2中,桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动时,动力臂小于阻力臂,可视为一种费力杠杆; 同样重的物体,若物体体积大,则其重心离人身体远些,用手提起这个体积更大的物体时,手臂伸出的远且直,即增大了阻力臂,所以用手提起体积更大的要吃力一些。
2.根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:(题中的每个钩码重力0.5N)
(1)实验开始时,杠杆的位置如图1所示,杠杆此时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是 ;
(2)要使图2中杠杆平衡,应在C处竖直向下施加 N的拉力。当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);请你在图2中画出斜拉时弹簧测力计拉力的力臂 ;
(3)在图3实验中,同样用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3.0N时,该拉力的作用点可能是 点(多选,选填“B”“C”“D”或“E”)。
【答案】(1) 平衡 左 便于测量力臂
(2) 2 变大 见解析
(3)B、C、E
【知识点】探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】(1)[1]实验开始时,杠杆的位置如图1所示,杠杆静止,则处于平衡状态。
[2][3]如图1所示,杠杆右端下沉,说明右端重,需将平衡螺母向左移动,才能使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是使得力臂和杠杆重合,便于测量力臂。
(2)[1]设杠杆上一格的长度为L,要使图2中杠杆平衡,在C处竖直向下施加拉力F时,根据杠杆平衡条件则有,解得。
[2]当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,根据杠杆平衡条件可知需要的拉力变大,则弹簧测力计的示数将变大。
[3]过支点O作拉力作用线的垂线段即为力臂L,作图如下:
(3)设杠杆上一格的长度为L,在图3实验中,同样用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3.0N时,设该拉力的力臂为。根据杠杆平衡条件则有,解得。所以该拉力的作用点到支点的距离至少为。则该拉力的作用点可能是B、C、E。
3.在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后,小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮她将下列步骤补充完整。(,)
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,用细线将物块挂于杠杆左侧,将3个钩码挂于右侧,杠杆仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量100g,则物块质量为 g;
(3)将该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,如图丙所示,则物块在水中所受浮力为 N;
(4)物块的密度是 kg/m3;
(5)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是 (选填字母)。
A.避免实验的偶然性,便于得到普遍规律
B.取平均值,减小误差
【答案】(1) 是 右
(2)400
(3)2
(4)2×103
(5)A
【知识点】密度公式的简单应用、通过推导间接测量物质的密度、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤
【详解】(1)[1]杠杆静止在如图甲所示的位置,处于静止状态,受力平衡,故杠杆处于平衡状态;
[2]由图甲可知,杠杆左边低右边高,应将平衡螺母向右调节,使得杠杆在水平位置平衡。
(2)设杠杆每一小格代表L,每个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件可得
故,每个钩码质量,由可得,物块的质量为
(3)当物块浸没在水中平衡时,设细线对杠杆的拉力为F,由杠杆平衡条件可得
解得细线对杠杆的拉力为
物块的重力为
则物块在水中所受浮力为
(4)根据阿基米德原理可得,物块的体积等于其浸没在水中排开水的体积,即
由可得,物块的密度为
(5)多次改变钩码的位置和个数,即多次改变力和力臂的大小,得到了多组实验数据,得出了杠杆平衡条件。该实验测量多组数据的目的是得出的结论避免偶然性,寻找普遍规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选 A。
4.实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)实验前,杠杆水平静止,如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)调节杠杆水平平衡,进行多次实验,数据记录如下表:
实验次序
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
2
12.0
1
24.0
2
2
5.0
1
10.0
3
3
10.0
2
15.0
4
3
12.0
2
18.0
①分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的字母表示)。多次实验的目的是 (填字母)。
A.寻找普遍规律 B.减小实验误差
②如图乙所示,此时在右侧钩码下端加挂一个钩码,杠杆会 (选填“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图丙所示,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件可知,可以 (选填“增大”或“减小”)石块的质量或向 (选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。
【答案】(1)平衡
(2) A 右端下沉
(3) 增大 右
【知识点】探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】(1)当杠杆处于静止或匀速转动状态都属于平衡状态,图甲杠杆水平静止,所以此时杠杆处于平衡状态。
(2)①[1]由表格数据可知,当杠杆处于平衡状态时,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2。
[2]在探究实验中,进行多次实验的目的是避免实验的偶然性,从而寻找普遍规律,使得出的结论更具有说服力,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
②[3]如图乙所示,此时杠杆在水平位置平衡,则两端力和力臂的乘积相等,若再在右侧钩码下端加挂一个钩码,则右端力和力臂的乘积大于左端,所以杠杆右端下沉。
(3)[1]水桶盛满水后,阻力与阻力臂的乘积变大,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以增大石块的重力。
[2]水桶盛满水后,阻力变大,可以向右移动杠杆的支点,减小阻力臂,增大动力臂,从而减小人向上提水的拉力。
5.如图所示,小宇妈妈体重较大,一爬楼就上气不接下气,这是为什么呢?询问了老师后,小宇才知道,原来爬楼的过程就是将自己举高的过程,自己的体重越大,在同等条件下相对别人而言需要做的功就越多,难怪妈妈老是觉得爬楼比别人辛苦。
【问题】小宇想知道自己与妈妈爬楼时的功率到底有多大。
【证据】实验原理: 。
(1)利用 (选填“磅秤”或“天平”)测自身质量;
(2)利用皮卷尺测出楼的 (选填“长度”或“高度”);
(3)利用 测出爬楼所需时间;
(4)功率的表达式: 。
【答案】 磅秤 高度 秒表
【知识点】功率的测量
【详解】[1]测量功率,需要测量物体所做的功和做功所用的时间,利用计算得出,因此测量功率的原理是。
(1)[2]成人的质量超过天平的量程,因此需要用磅秤测自身质量。
(2)[3]爬楼时,克服自身重力做功,因此需要测量楼的高度h。
(3)[4]物理实验室中用秒表测量时间。
(4)[5]爬楼时,克服自身重力做功,因此爬楼时的功率
6.八年级(1)班组织登楼比赛活动,比一比谁登楼的功率最大;
(1)测量所需要的器材有:体重秤、 、 ;
(2)小丽同学设计的实验步骤如下,其中多余的是( )(填字母);
A.测出自己所受的重力
B.测出楼梯的总长度
C.测出一楼到三楼的竖直高度
D.测出自己上楼梯所用的时间
E.算出自己登楼的功率
(3)经测量,教学楼每层高3米,体重为的小洛同学从教学楼的一楼登上三楼,用时30s,则他登楼的功率 W,若小阳登楼的功率为120W,且与小洛体重相同,则 (选填“小洛”或“小阳”)登楼更快。
【答案】(1) 刻度尺 秒表
(2)B
(3) 100 小阳
【知识点】功率的测量
【详解】(1)[1][2]登楼的功率为
因此测量所需要的器材有:体重秤、秒表、皮卷尺。
(2)根据登楼的功率表达式可知,实验中需要测出自己所受的重力,测出一楼到三楼的竖直高度,测出自己上楼梯所用的时间,算出自己登楼的功率,其中多余的是测出楼梯的总长度,故B符合题意,ACDE不符合题意。
故选B。
(3)[1]经测量,教学楼每层高3米,体重为500N的小洛同学从教学楼的一楼登上三楼,用时30s,则他登楼的功率
[2]若小阳登楼的功率为120W,且与小洛体重相同,由功率越大做功越快可知,小阳登楼更快。
7.跳绳是初中毕业生体育测试的项目之一,小宇同学想利用所学的物理知识估测自己平时跳绳时克服重力的功率(不计绳重)。
(1)用体重秤测量 (填物理量名称与其对应物理量符号)(下同);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h;
(3)用 (填实验器材)记录跳n次所用的 ;
(4)数据处理:功率 (用上述的物理量符号表示)。
【答案】 质量m 秒表 时间t
【知识点】功的计算和估算、功率的测量、P=W/t
【详解】设跳n次所用的时间为t,每次跳起的高度为h,跳绳时克服重力的功率
(1)[1]测量功率时需用到小宇的质量,因此小宇需用体重秤测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度h;
(3)[2][3]用秒表记录跳n次所用的时间t;
(4)[4]数据处理:小于跳绳的功率
8.跳绳是初中生比较喜爱的一项体育运动,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用 测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升高度);
(3)用 (填测量器材)记录跳n次所用的 (填物理量与其对应的字母);
(4)数据处理:
①自己所受的重力G= ;
②每次克服重力所做的功W=Gh= ,则跳n次所做的总功W总=nW= ;
③则平均功率P= 。
【答案】 磅秤 秒表 时间 mg mgh nmgh
【知识点】重力的计算与估算、功率的测量、P=W/t
【详解】(1)[1]根据前面的分析,用磅秤测出自己的质量m。
(3)[2][3]测出时间t要用到秒表。
(4)[4][5][6][7]根据重力和质量的关系自己所受的重力是
每次克服重力所做的功
则跳n次所做的总功为
根据得平均功率为
9.在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时,一位同学设计了如图所示的三个滑轮组,动滑轮重为G动,钩码总重为G,钩码上升高度为h,测力计拉力为F,测力计移动距离为s,机械效率为η,依次做1、2、3组实验,并将所测数据填入如下数据记录表中。
序号
G动/N
G/N
h/m
F/N
s/m
η
1
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
1
4
0.1
1.67
0.3
3
1
4
0.1
2.5
0.2
80%
(1)实验2的机械效率为 %。(百分号前保留至整数位。)
(2)由第1次和第2次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当滑轮组和提起物体重力一定时,滑轮组的机械效率 与有关。汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义,请你指出以下三种提高效率的方法中, 中的方法是与本实验同理的。
A.鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员
B.汽车制造厂用新材料减轻汽车重量
C.经常给汽车做保养,保持良好的润滑
(3)由第2次和第3次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当滑轮与被提升的物体重力一定时,滑轮组的机械效率可能与滑轮组绕绳方式 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)80%
(2) 提起物体重力 A
(3)无关
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、测量滑轮组的机械效率、机械效率的简单计算、影响机械效率大小的因素、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】(1)[1]已知实验2时,钩码总重G为4N,钩码上升高度h为0.1m,测力计拉力F为1.67N,测力计移动距离s为0.3m,则
(2)[1]由第1次和第2次实验数据可知,当动滑轮重为G动与钩码上升高度为h一定时,钩码总重为G从2N变为4N,机械效率从66.7%变为80%,说明当滑轮组一定时,滑轮组的机械效率与提起物体重力有关。
[2]A.鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员,是在额外功相同时,人越多,有用功越多,机械效率越高,故A符合题意;
B.汽车制造厂用新材料减轻汽车重量,是通过减小额外功来增加机械效率,故B不符合题意;
C.经常给汽车做保养,保持良好的润滑。提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦(额外功)来增加机械效率,故C不符合题意;
故选A。
(3)[1]由第2次和第3次实验数据可知,当滑轮与被提升的物体重力一定时,改变滑轮组绕绳方式,滑轮组的机械效率没有改变,说明了当滑轮与被提升的物体重力一定时,滑轮组的机械效率可能与滑轮组绕绳方式无关。
10.为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据记录在表中。
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
(1)测绳端拉力F时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)比较3和4两次实验发现:提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越 。(选填“高”或“低”)比较 两次实验发现:用同一滑轮组提升相同重物时,机械效率与提升的高度无关。
(3)第5次实验是利用图 的装置完成的。
(4)若利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为 。可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。
(5)小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,斜面越光滑,摩擦越小,从而斜面的机械效率越 。(选填“高”或“低”)
【答案】(1)匀速
(2) 低 2、3
(3)乙
(4)80%
(5)高
【知识点】测量滑轮组的机械效率、机械效率的简单计算、影响机械效率大小的因素
【解析】【小题1】在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时绳端的拉力等于弹簧测力计的示数;
【小题2】[1]比较3和4两次实验,动滑轮材质不同,铝的密度比塑料大,故重力大,铝的动滑轮重力大,而第3次实验比第4次实验的机械效率小,所以提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越低;
[2]研究机械效率与提升钩码的高度的关系,要控制其它因素相同,只改变提升高度,故2、3两次实验符合题意;
【小题3】第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等,所以第5次实验是利用了定滑轮完成的,故是利用图乙的装置完成;
【小题4】图甲中的绳子段数n=3,则滑轮组的机械效率
则滑轮组的机械效率为80%。
【小题5】斜面倾斜程度不变时,物体对斜面的压力也会不变,斜面越光滑,摩擦越小,克服摩擦力所做的额外功越少,斜面的机械效率越高。
11.在“测量滑轮组机械效率”实验中,实验数据记录如下表所示。
实验次数
钩码所受的重力
钩码上升的高度
拉力
绳自由端移动的距离
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
88.9%
3
6
10
2.2
30
4
4
20
1.5
60
88.9%
(1)分析表中数据可知,是用 (选填“甲”或“乙”)图所示滑轮组进行的实验。
(2)在第1次实验时,若忽略绳重和摩擦,动滑轮重为 N。
(3)第2次实验所做的有用功是 J。
(4)第3次实验滑轮组的机械效率是 。(结果保留到0.1%)
(5)如果用这个滑轮组提升重的物体,滑轮组的机械效率可能是___________(选填序号)。
A.93.1% B.88.5% C.87.9%
(6)小李指出:可以通过增大提升物体的高度来增加有用功,从而提高机械效率。通过分析 两次实验的数据可知小李的观点是错误的。
(7)实验结束后,在交流评估时,小李指出:实验过程中,边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定且不方便读数。为了方便读数,可以让弹簧测力计处于静止状态读数。同组的小红说该想法是错误的,原因是忽略了 对滑轮组机械效率的影响。
【答案】(1)甲
(2)0.4
(3)0.4
(4)90.9%
(5)A
(6)2,4
(7)摩擦力
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、测量滑轮组的机械效率、影响机械效率大小的因素
【详解】(1)根据表格中数据,绳自由端移动的距离s是钩码上升高度h的3倍,即s=3h,说明滑轮组承担重物的绳子段数n=3。观察甲图中滑轮组承担重物的绳子段数n=3,乙图中滑轮组承担重物的绳子段数n=2,所以是用甲图所示滑轮组进行的实验。
(2)在忽略绳重和摩擦时,根据公式,由第 1 次实验数据,n=3,F=0.8N,G=2N,可得
(3)第 2 次实验中G=4N,h=10cm=0.1m,则
(4)第 3 次实验所做的有用功
总功
机械效率
(5)由表格数据可知,同一滑轮组,提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高。第 3 次实验提升6N物体时机械效率约为90.9%,当提升7N的物体时,机械效率会比90.9%更高,所以可能是93.1%,故 A符合题意。
(6)小李指出可以通过增大提升物体的高度来增加有用功,从而提高机械效率。分析 2、4两次实验的数据,第2 次实验钩码重4N ,提升高度10cm ,机械效率为88.9% ;第4次实验钩码重4N ,提升高度20cm,机械效率仍为 88.9%,说明在物重相同的情况下,改变提升高度,滑轮组的机械效率不变,可知小李的观点是错误的。
(7)当弹簧测力计处于静止状态读数时,忽略了摩擦力对滑轮组机械效率的影响。因为在实际拉动过程中,绳子与滑轮之间存在摩擦力,克服摩擦力做的功是额外功的一部分,静止时没有考虑这部分额外功,会使测量的机械效率偏大。
12.在“探究不同滑轮的特点”实验中,如图所示,小明先用弹簧测力计测出物体的重力,然后用图乙装置做了两次实验,将实验数据填入表格序号1、2;接着用同一个滑轮按图丙装置进行两次实验,将实验数据填入表格序号3、4;最后用丁、戊所示装置(滑轮相同)各做了一次实验,将实验数据分别填入表格序号5、6。
实验序号
物体重
物体上升的高度
拉力
绳子自由端移动的距离
1
1.0
10.0
1.0
10.0
2
2.0
10.0
2.0
10.0
3
1.0
10.0
0.7
20.0
4
2.0
10.0
1.2
20.0
5
2.0
10.0
1.3
20.0
6
2.0
10.0
0.9
30.0
(1)分析上表序号1、2的数据及观察到的现象,可以得出结论∶使用定滑轮 (选填“能”或“不能”)省距离, (选填“可以”或“不能”)改变力的方向;
(2)用图丙装置进行实验时,应沿 方向匀速拉动绳子自由端。分析上表序号3、4的数据发现,拉力的大小总比物体重力的一半要大,除摩擦因素外,还因为拉力要承担 的重力;
(3)丁滑轮组中有2段绳子承担物重,戊滑轮组中有3段绳子承担物重,用图丁、戊所示滑轮组分别提升同一重物,则 滑轮组更省力一些。由表中数据可知,戊滑轮组的机械效率是 %;(结果精确到0.1%)
(4)综合分析实验可知,使用滑轮组的好处是:既可以 ,又可以改变动力的方向;缺点是 。
【答案】(1) 不能 可以
(2) 竖直 动滑轮
(3) 戊 74.1
(4) 省力 费距离
【知识点】定滑轮的概念、实质及特点、动滑轮的概念、实质及特点、测量滑轮组的机械效率
【详解】(1)[1]图乙中为定滑轮,用图乙装置做了两次实验,将实验数据填入表格序号1、2;由第1、2次数据及实验现象知,钩码上升的高度与绳子自由端移动的距离相等,所以使用定滑轮不能省距离。
[2]图乙中,向下拉动绳子可向上提升钩码,所以使用定滑轮能改变力的方向。
(2)[1]图丙中,应沿竖直向上方向匀速拉动绳子自由端,在竖直方向拉动时,才能让动滑轮的动力臂是阻力臂的两倍。
[2]由第3、4次数据知,拉力的大小比钩码重力的一半大,因为在提升钩码的同时,也提升了动滑轮,动滑轮自身也有重力。
(3)[1]由可知,用图丁、戊所示滑轮组分别提升同一重物,承担物重的绳子股数越多,越省力,丁滑轮组中有2段绳子承担物重,戊滑轮组中有3段绳子承担物重,因此使用戊滑轮组更省力一些。
[2]戊滑轮组中有3段绳子承担物重,因,由表格数据可知,第6组数据中承担物重的绳子股数为
则第6组数据是使用戊滑轮组做实验得到的,因此戊滑轮组的机械效率是
(4)[1][2]用丁、戊所示装置(滑轮相同)各做了一次实验,实验数据为表格序号5、6。由第5、6组数据可知,使用滑轮组可以省力,但是费距离,由图丁和图戊可知,滑轮组还可以改变力的方向。因此使用滑轮组的好处是:既可以省力,又可以改变力的方向,缺点是费距离。
13.小华同学测滑轮组的机械效率时所用的实验装置如图所示:
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/cm
拉力F/N
绳自由端上升距离s/cm
机械效率η
1
2
10
1.1
30
2
4
10
2.0
30
(1)根据表中实验数据画出滑轮组绕法;
(2)第二次实验中滑轮组的机械效率为 %(保留一位小数);
(3)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计并进行读数,若在弹簧测力计静止时读数,则测得的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,物重不变,不计摩擦及绳重,滑轮组的机械效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)实验中,要想提高由图中两个滑轮所组装成的滑轮组机械效率,你可采用的方法是: 。(写出一种即可)
【答案】(1)
(2)66.7
(3) 匀速 变大
(4)不变
(5)增大物重
【知识点】滑轮组的连线问题、测量滑轮组的机械效率、影响机械效率大小的因素、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】(1)由数据表格可知,绳自由端上升距离是物体上升高度的3倍,则提升动滑轮绳子段数n=3,滑轮组绕法如图所示:
(2)第二次实验中滑轮组的机械效率为
(3)[1][2]根据二力平衡知,拉动弹簧测力计时要竖直匀速拉动,才能保证拉力等于弹簧测力计示数。若在弹簧测力计静止下来读数时,没有测量绳子与轮、轮与轴间的摩擦力,所以测得的拉力F变小,则测得的总功变小,则测得的机械效率将变大。
(4)不计摩擦及绳重,滑轮组的机械效率
若将此滑轮组换一种绕绳方法,物重不变,动滑轮重力不变,机械效率与绕线方法无关,滑轮组的机械效率不变。
(5)只增大物重,在物体上升高度不变时,可增大有用功,额外功不变,滑轮组的机械效率会提高。
14.斜面是一种省力机械,斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小明做了如下猜想:
猜想1:斜面的省力情况与斜面的表面材料有关。
猜想2:斜面的省力情况与斜面的倾斜程度有关。
猜想3:斜面的省力情况与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验,物体在沿斜面拉力的作用下做匀速直线运动,实验数据记录如下表。
实验次序
1
2
3
4
5
6
斜面倾角
30°
30°
30°
30°
45°
60°
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
根据实验数据,回答下列问题:
(1)通过对比实验1、2中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的 有关。
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是在其他条件相同时, ,提升物体越省力。
(3)为验证猜想3,小明做了三次实验 (选填实验次序),分析实验数据后,他认为这几次实验省力情况相同,依据是沿斜面的拉力与物块重力比值 (选填“相等”或“不等”)。
(4)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力将重为4N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端,已知斜面长为1.2m、高为0.3m,则斜面的机械效率约是 (结果精确至1%);物体受到的摩擦力是 N。
【答案】(1)材料
(2)斜面的倾斜程度越小
(3) 1、3、4 相等
(4) 55.6% 0.8
【知识点】斜面模型及相关计算、斜面机械效率的计算、控制变量法
【详解】(1)通过对比实验1、2中的数据可知,物体的重力和倾角相等,表面材料不同,则拉力大小不同,根据控制变量法可知,可以得到使用斜面省力的情况与斜面的材料有关。
(2)对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,故结论是:在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力。
(3)[1]探究斜面省力的情况与重力大小有关时,根据控制变量法可知,实验中需要控制倾角相同、表面材料相同,改变物体的重力,所以需要对比1、3、4的实验数据。
[2]根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力与物块重力比值相等。
(4)[1]拉力做的有用功,拉力做的总功。
斜面的机械效率。
[2]拉力做的额外功,物体受到的摩擦力。
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