2014備考——實(shí)驗(yàn)探究題簡單機(jī)械和功講解

1、實(shí)驗(yàn)探究題8所示的1在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用如圖 同一滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：實(shí)驗(yàn)鉤碼卸N鉤碼上升的彈菁測(cè)力計(jì)的洋董測(cè)力計(jì)上升的?J/cm讀數(shù)/N距敕率1S0.824833%2451.515361090.9%(1)寫出表中標(biāo)有編號(hào)、和的空格處的數(shù)據(jù)(2) 在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該怎樣拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)?(3) 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同一滑輪組的機(jī)械效率主要與什么因素有關(guān)？為什么？不同滑輪組的機(jī)械效率又與其它哪些因素有關(guān)呢?(列舉一例)2 小梅想探究杠桿平衡時(shí)動(dòng)力和動(dòng)力臂的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)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(dòng)力臂 Li和動(dòng)力Fi,并保

2、持杠桿水平平衡，分別測(cè)量出動(dòng)力臂Li和動(dòng)力Fi的數(shù)據(jù)如下表所示。請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)幫助小梅歸納出動(dòng)力Fi跟動(dòng)力臂L的關(guān)系：。0.3r 050,150,10.05Fi/Nr n12235| 63在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，小紅用如圖7所示的滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 如下表：yZ/AW# AWZ/Z/實(shí)驗(yàn) 次數(shù)物重G/N物體上升 的距離h/cm彈簧測(cè)力 計(jì)的讀數(shù)F/N彈簧測(cè)力 計(jì)上升的 距離 s/cm機(jī)械 效率n13101.63062.5%231023050%33102.530(1) 這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)量工

3、具是 和彈簧測(cè)力計(jì)。(2) 在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。(3) 在表中的空格處填上第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率。(4 )從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知： 提升同一物體，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)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(diǎn)的移動(dòng)距離，且要求N點(diǎn)移動(dòng)距離范圍超過 小明的連接方式能夠達(dá)到目的嗎？請(qǐng)說明理由。 (填“小明”、“小亮”或“小艷”)的連接方式，測(cè)量的 N點(diǎn)移動(dòng)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(diǎn)移動(dòng)距離為 (填“向上”或“向下”移動(dòng)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(jī)械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)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(cè) 力計(jì)，棉布，毛巾，刻度尺，細(xì)線。實(shí)驗(yàn)裝置如圖12所示。(1) 用帶有滑輪的長木板做實(shí)驗(yàn)有什么好處？ (只答出一條即可)(2) 測(cè)拉力時(shí)，要在木塊 時(shí)讀數(shù)。(3) 測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如 表1。實(shí)驗(yàn)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(jī)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(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率n =。 第3、4、5三次實(shí)驗(yàn)，是探究斜面的機(jī)械效率與 的關(guān)系。 根據(jù)第1、2、3三次實(shí)驗(yàn)的信息，可得出的結(jié)論是：6?。ú豢紤]杠桿自重和摩擦）（1）實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼時(shí)， 小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾， 則應(yīng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)動(dòng)力F1 （牛）動(dòng)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(jìn)行第 3次實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的所示如圖乙所示，則動(dòng)力Fi= N 分析三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)第3次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)偏大，檢測(cè)彈簧測(cè)力計(jì)發(fā)現(xiàn)完好無損，原因可能是 。（3）小明通過實(shí)驗(yàn)探究，得出了杠桿平衡條件。生活中的釣魚竿應(yīng)用了該實(shí)驗(yàn)中的第 次實(shí)驗(yàn)原理。7某實(shí)驗(yàn)小組探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖7所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。若不計(jì)摩擦，比較1和2兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機(jī)械效率

7、與 有關(guān)；比較1和3兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機(jī)械效率與 有關(guān)。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(dòng)距離s/m0.3.50.0.3機(jī)械效率n74%5783%此時(shí)，應(yīng)把杠桿8.圖12是探究杠桿平衡條件的實(shí) 驗(yàn)裝置。(1)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)小組測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F/N動(dòng)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(bǔ)充完整。9.某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)一滑輪組機(jī)械效率的數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次 數(shù)動(dòng) 滑輪重G動(dòng)/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(dòng)力F動(dòng)/N動(dòng)力作 用點(diǎn)移動(dòng)距離S動(dòng)/m使用滑 輪組動(dòng)力做 的功W總/J滑輪 組的機(jī)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(qǐng)你在圖18中畫出本實(shí)驗(yàn)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(dòng)滑輪的重所做的額外功 (填“相同”或“不同”)；提升的物重增加時(shí)，克服摩擦和繩重所做的 額外

9、功變，滑輪組的機(jī)械效率變。(3) 多次改變提升的物重測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，目的是為了 。(填字母)A. 減小摩擦 B.多次測(cè)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(shí)驗(yàn) (填“能”或“不能”)推斷：任何機(jī)械的機(jī)械效率跟物重均小華在斜面上每次都勻速拉有關(guān)。10.為了探究斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度及物重的關(guān)系,動(dòng)物塊(如圖)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:實(shí)驗(yàn) 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(dòng)距離S/m機(jī)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(shí)驗(yàn)的有用功是 J，總功是J，機(jī)械效率為。(2) 分析表中數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)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(jī)械效率越 ，斜面的機(jī)械效率與物重 (填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。11 在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，杠桿上每格等距：(1) 實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端上翹，應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(dāng)?shù)摹＿@ 主要是因?yàn)?)A. 個(gè)人無法獨(dú)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(cè)所掛的兩個(gè)鉤格的鉤碼不動(dòng)，將左側(cè)

11、另外兩個(gè)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(diǎn) 碼及其位置，保持左側(cè)第 杠桿仍可以平衡。斜面的傾斜程度的關(guān)系”。于是他找來木塊A長木扳B、三個(gè)高度不同的長方體C和一材12.斜面是一種簡單機(jī)械，生活中人們常常利用它來省力。小明想搽究“斜面的機(jī)械效率與把彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1) 除上述器材外，小明要完成實(shí)驗(yàn)還需要的一種器是(2) 在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)沿斜面向上拉動(dòng)術(shù)塊，使木塊做 運(yùn)動(dòng)；(3) 實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下表，則第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的機(jī)械效率為 (4) 分析比較下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：斜面越陡 冥撿|沿辭両的hlta'猊力測(cè)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(xué)做探究“斜面的機(jī)械效 率與斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn) 時(shí)，得到如下實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是采用了 的物理研究方法。(2) 請(qǐng)將上表中空格補(bǔ)充完整.(3) 請(qǐng)你根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出要探究的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：結(jié)論一

13、：。結(jié)論二：14 下圖是小明同學(xué)斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。jcJm陽IJO21.01U3L-542.05515仁.實(shí)驗(yàn)時(shí)他用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：實(shí) 驗(yàn)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(jī)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(jī)械效率跟 的關(guān)系。在第1次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)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(jié)論：在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面越陡，機(jī)械效率越 若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的

14、粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)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(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 現(xiàn)用豎直向上的拉力 F使金屬桿 保持水平，測(cè)出O點(diǎn)到拉力F的距離及F的大小，再改變拉 力F作用點(diǎn)的位置，測(cè)出相應(yīng)的F與x的大小，所得實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)如右表。(1) 由表中數(shù)據(jù)可得 F與x之間的關(guān)系是： (2) O點(diǎn)到金屬桿重心的距離為_m 。16.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(gè)相同鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿右邊

15、 B處掛同樣鉤碼個(gè)。(3)如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 (變大/變小/不變)，其原因是17.圖20所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究杠桿受兩個(gè)阻力(F2、F3)時(shí)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(dāng)移動(dòng)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(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)填在下表。表中數(shù)據(jù)是以一個(gè)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(guān)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(shè)計(jì)了如下測(cè)量秤砣質(zhì)量M的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你將、兩步補(bǔ)充完整。 用刻度尺測(cè)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(guān)系圖象，如圖22所示。 用刻度尺測(cè)量掛鉤到 的距離I ; 在mx關(guān)系圖象中任意讀取兩組數(shù)據(jù)X1、m和X2、m； 設(shè)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(yàn)數(shù)實(shí)動(dòng)力次11為動(dòng)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(cè)力計(jì)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(dān)物重，所以s=3h=3x 10cm=30cm .故答案為：88.9% :2.2 :30.(2) 答：為準(zhǔn)確測(cè)量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì).(3) 答：在整個(gè)過程中，使用的是同一個(gè)滑輪組，提升物體的重力不斷增大，機(jī)械效率不 斷增大.所以可以看出，滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力有關(guān).因?yàn)閯?dòng)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(jī)械效率越高.(4) 在被提升物體重力不變的情況下，動(dòng)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(jī)械效率越低.所以滑輪組的機(jī)械效率還與動(dòng)滑輪重力有關(guān).故答案為：動(dòng)滑輪重.2 杠桿平衡時(shí)，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(xì)的®ttfc可知薄點(diǎn)的務(wù)動(dòng)観篦范蹟小于K林評(píng)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(zhǔn)確穩(wěn)定，讀數(shù)時(shí)也更方便；(2 )只有木塊做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的示數(shù)才更準(zhǔn)確；(3) 第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率 n =50%; 比較第3、4、5三次實(shí)驗(yàn)可以看出，這是在斜面傾斜程度不變的情況下進(jìn)行的研究，因此，研究的是機(jī)械效率與斜面粗糙程度的關(guān)系； 比較第1、2、3三次實(shí)驗(yàn)可以看出，這是在斜面粗糙程度不變的情況下進(jìn)行的研究，因此，可得出的結(jié)論是：斜面粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，機(jī)械效率越高.故答案為：(1 )拉物體時(shí)，能使木塊所受拉力的方向與木板的方向平行；(2)勻速運(yùn)動(dòng)；(350% ;斜面粗糙程度；斜面粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，機(jī)械效率 越高.5 ( 1)左；便于測(cè)量力臂；(2)

20、 3.6；彈簧測(cè)力計(jì)沒有豎直向下拉，力臂變小；(3) 26 動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)(或動(dòng)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(dòng)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(guān).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(jī)械效率越高12 :(1)從實(shí)驗(yàn)記錄表中可以看出，實(shí)驗(yàn)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(gè)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(jī)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，斜面的光滑程度相同時(shí)，斜面的斜面的傾斜角度越大，機(jī)械效 率越高；分析第