2014备考——实验探究题简单机械和功讲解

1、实验探究题8所示的1在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图 同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：实验钩码卸N钩码上升的弹菁测力计的洋董测力计上升的?J/cm读数/N距敕率1S0.824833%2451.515361090.9%(1)写出表中标有编号、和的空格处的数据(2) 在实验操作中应该怎样拉动弹簧测力计?(3) 分析实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与什么因素有关？为什么？不同滑轮组的机械效率又与其它哪些因素有关呢?(列举一例)2 小梅想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，小梅保持阻力为2N,阻力臂为0.15 m不变，然后改变动力臂 Li和动力Fi,并保

2、持杠杆水平平衡，分别测量出动力臂Li和动力Fi的数据如下表所示。请你根据实验条件和实验数据帮助小梅归纳出动力Fi跟动力臂L的关系：。0.3r 050,150,10.05Fi/Nr n12235| 63在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红用如图7所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录 如下表：yZ/AW# AWZ/Z/实验 次数物重G/N物体上升 的距离h/cm弹簧测力 计的读数F/N弹簧测力 计上升的 距离 s/cm机械 效率n13101.63062.5%231023050%33102.530(1) 这个实验使用的测量工

3、具是 和弹簧测力计。(2) 在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。(3) 在表中的空格处填上第三次实验的机械效率。(4 )从实验数据分析可知： 提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 4 图20(乙)中的A、B、C是小明、小亮和 小艳分别画出的滑轮组与M连接的示意图。他们希望通过电表的示数间接反映绳上N点的移动距离，且要求N点移动距离范围超过 小明的连接方式能够达到目的吗？请说明理由。 (填“小明”、“小亮”或“小艳”)的连接方式，测量的 N点移动距离范围最大。该连接方式中，电压表量程的I/3刻度线处表示的N点移动距离为 (填“向上”或“向下”移动的距离值)。B小芬的邊扌4图 IL)勺

4、M crrJC小垫的建加5.在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度的关系”实验中，所用的实验器材有：支架，带有滑轮的长木板(滑轮与木板之间的距离是可调的)，带挂钩的木块，弹簧测 力计，棉布，毛巾，刻度尺，细线。实验装置如图12所示。(1) 用带有滑轮的长木板做实验有什么好处？ (只答出一条即可)(2) 测拉力时，要在木块 时读数。(3) 测得的实验数据如 表1。实验次数斜面倾斜 程度接触面木块重G/N斜面咼度h/m拉力F/N斜面长S/m机械效率n1最陡木块与木板5.00.204.50.3074.1%2较陡木块与木板5.00.203.80.4065.8%3较缓木块与木板5.00.203

5、.40.5058.9%4较缓木块与棉布5.00.204.00.505较缓木块与毛巾5.00.204.80.5041.7%表 第4次实验测得的机械效率n =。 第3、4、5三次实验，是探究斜面的机械效率与 的关系。 根据第1、2、3三次实验的信息，可得出的结论是：6小（不考虑杠杆自重和摩擦）（1）实验前没有挂钩码时， 小明发现杠杆右端下倾， 则应将左端的平衡螺母向 调,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使杠杆在水平位置平衡； 这样做的目的是 （2 ）三次实验数据记录表格如下：实验序号动力F1 （牛）动力臂L1 （厘 米）阻力F2 （牛）阻力臂L2 （厘米）12424246383846 小明用如图甲所示进行第 3次实验，弹簧测力计的所示如图乙所示，则动力Fi= N 分析三次实验数据，发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大，检测弹簧测力计发现完好无损，原因可能是 。（3）小明通过实验探究，得出了杠杆平衡条件。生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第 次实验原理。7某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图7所示，实验数据如下表。若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率

7、与 有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关。123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.841.2.4绳端移动距离s/m0.3.50.0.3机械效率n74%5783%此时，应把杠杆8.图12是探究杠杆平衡条件的实 验装置。(1)实验前，发现杠杆右端下沉，两端的平衡螺母向(选填“左”或"右”)调节，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是为了方便读出力臂。(2) 下表是某实验小组测得的两组数据，请你帮实验次数动力F/N动力臂阻力&/N阻力臂L00.242.6- - . 0. 1221.50.10.5(3)分析上表，可得杠杆的

8、平衡条件为： 他们补充完整。9.某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表:实验次 数动 滑轮重G动/N钩 码重G物/N钩码上 升高度h物/m直接将 钩码举高做 的功W有用/J动力F动/N动力作 用点移动距离S动/m使用滑 轮组动力做 的功W总/J滑轮 组的机械 效率n110.10.10.70.30.2147.6%20.5320.10.21.10.30.3360.6%340.10.420.30.666.6%图18(1) 请你在图18中画出本实验的绕绳方法。(2) 用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功 (填“相同”或“不同”)；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的 额外

9、功变，滑轮组的机械效率变。(3) 多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了 。(填字母)A. 减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差C.获得多组数据归纳出物理规律(4) 由本实验 (填“能”或“不能”)推断：任何机械的机械效率跟物重均小华在斜面上每次都匀速拉有关。10.为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系,动物块(如图)实验数据记录如下:实验 次数斜面倾角0物重G/N物块 上升高度h/m拉力F/N移动距离S/m机械效率n13005.00.253.40.5073.5%24005.00.354.20.5083.8%350010.00.358.40.50(1) 根据表中数据可

10、求出第 3次实验的有用功是 J，总功是J，机械效率为。(2) 分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力越 ，斜面的机械效率越 ，斜面的机械效率与物重 (填“有关”或“无关”)。11 在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆上每格等距：(1) 实验前没挂钩码时，发现杠杆左端上翘，应将左端平衡螺母向 旋一些(选填“左”或“右”),使杠杆在 位置平衡。(2) 实验中，用图12所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平衡，但采用这种方式是不妥当的。这 主要是因为()A. 个人无法独立操作B. 需要使用太多的钩码C. 力臂与杠杆不重合图UO右侧所挂的两个钩格的钩码不动，将左侧

11、另外两个钩码改挂到它的下方,D. 力和力臂数目过多(3) 图12中，不改变支点 码及其位置，保持左侧第 杠杆仍可以平衡。斜面的倾斜程度的关系”。于是他找来木块A长木扳B、三个高度不同的长方体C和一材12.斜面是一种简单机械，生活中人们常常利用它来省力。小明想搽究“斜面的机械效率与把弹簧测力计进行实验，实验装置如图所示。(1) 除上述器材外，小明要完成实验还需要的一种器是(2) 在实验过程中，应沿斜面向上拉动术块，使木块做 运动；(3) 实验记录数据如下表，则第3次实验时斜面的机械效率为 (4) 分析比较下表中的实验数据，可得到的结论是：斜面越陡 冥捡|沿辭両的hlta'猊力测Ml栽率舟

12、10.2330.560.6%256.250.5'65.|1 3503)422113 如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效 率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验 时，得到如下实验数据.小车的篁度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) 此探究实验是采用了 的物理研究方法。(2) 请将上表中空格补充完整.(3) 请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：结论一

13、：。结论二：14 下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。jcJm阳IJO21.01U3L-542.05515仁.实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：实 验次数；斜面的:倾斜程度物块重量G/N斜面 高度h/m沿斜面拉力F/N斜 面长s/m机械效率1较缓100.15.012较陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为，物块和斜面的内能增加了约J 。分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 若要探究斜面机械效率跟斜面的

14、粗糙程度的关系，应保持 不变。15.如图，长3.0m、重10N且密度不均匀的金属杆，可绕O点在竖直平面内自由转动。 现用竖直向上的拉力 F使金属杆 保持水平，测出O点到拉力F的距离及F的大小，再改变拉 力F作用点的位置，测出相应的F与x的大小，所得实验数 据如右表。(1) 由表中数据可得 F与x之间的关系是： (2) O点到金属杆重心的距离为_m 。16.在探究杠杆平衡条件的实验中：(1)小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡， 应将杠杆右端的平衡螺母向调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是、 。(2)如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边

15、 B处挂同样钩码个。(3)如图乙所示，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 (变大/变小/不变)，其原因是17.图20所示的实验装置可以探究杠杆受两个阻力(F2、F3)时的平衡条件。在已调节好的杠杆两端挂上不同数量的钩码， 并适当移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，记下钩码的数量和 位置。通过改变钩码的数量和位置，按照同样的方法再做两次， 将实验得到的数据填在下表。表中数据是以一个钩码的重力为力的单位，以杠杆的每小格为长度的单位。(1) 分析表中的数据，可得杠杆的平衡条件是。(填写关系式)(2) 在农村还广泛使用的杆秤就利用了上述

16、原理。图21是一根杆秤的示意图。 小 云设计了如下测量秤砣质量M的实验方案，请你将、两步补充完整。 用刻度尺测量杆秤上的主要刻度的1311示数m到提扭O的距离x，并作出mx关系图象，如图22所示。 用刻度尺测量挂钩到 的距离I ; 在mx关系图象中任意读取两组数据X1、m和X2、m； 设杆秤自重G,重心到提扭的距离I。，据杠杆平衡条件Mg X1 =+GO I o以及 二mgl + GO I o验数实动力次11为动力臂: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示数4 m 4挂钩、叩二三图20两式相减得 M=(要求用 I、X1、

17、X2、m、m表示)-秤砣m图2101020 3040 X/cm卓 m/kg图2243211 (1 )n 2=$fracGhFs$=$frac4N x 0.05m1.5N x 0.15m$=88.9%由图知，此测力计的分度值为0.2N，所以其示数为2.2N .此滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h=3x 10cm=30cm .故答案为：88.9% :2.2 :30.(2) 答：为准确测量绳端拉力，需竖直向上匀速拉动测力计.(3) 答：在整个过程中，使用的是同一个滑轮组，提升物体的重力不断增大，机械效率不 断增大.所以可以看出，滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关.因为动滑轮的重力不变，所以所

18、做的额外功不变，所提升的物体越重，所做的有用功越多， 则有用功在总功中所占的比值越大，所以机械效率越高.(4) 在被提升物体重力不变的情况下，动滑轮越重，所做的额外功越多，则有用功在总功中所占的比值越小，机械效率越低.所以滑轮组的机械效率还与动滑轮重力有关.故答案为：动滑轮重.2 杠杆平衡时，如果阻力为2N、阻力臂为0.15m且保持不变，则 F1=0.3N m/L 13 刻度尺 匀速40% 低4不凱根据滑細的®ttfc可知薄点的務动観篦范蹟小于K林评分悦明:雜(2)小k中配为2甘井其余毎空I分口4 (1)利用滑轮改变了一下绳子的方向，使木块所受拉力的方向与木板的方向始终平行，使示数更

19、加准确稳定，读数时也更方便；(2 )只有木块做匀速运动时，它的示数才更准确；(3) 第4次实验的机械效率 n =50%; 比较第3、4、5三次实验可以看出，这是在斜面倾斜程度不变的情况下进行的研究，因此，研究的是机械效率与斜面粗糙程度的关系； 比较第1、2、3三次实验可以看出，这是在斜面粗糙程度不变的情况下进行的研究，因此，可得出的结论是：斜面粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高.故答案为：(1 )拉物体时，能使木块所受拉力的方向与木板的方向平行；(2)匀速运动；(350% ;斜面粗糙程度；斜面粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率 越高.5 ( 1)左；便于测量力臂；(2)

20、 3.6；弹簧测力计没有竖直向下拉，力臂变小；(3) 26 动滑轮的个数(或动滑轮的总重)提升的物重7 (1)左；水平；0.3 ； (2压力；等于；越大；胎压降低，滚动摩擦力增大.8 (2)相同；大；大；(3) C； (4)不能.9 (1 ) 3.5、4.2、83.3% ； (2 )大、高(或大)、无关.10 (1)左、水平；(2) D； (3) 2.11 (1)刻度尺；(2)匀速直线；(3) 71.4% ； (4)斜面的机械效率越高12 :(1)从实验记录表中可以看出，实验的因素比较多有斜面的夹角、斜面的粗糙程度、斜面的高度、斜面的长度等多个因素，有些因素相同，有些因素不同，这正是控制变量法思想的体现.（2）有用功 W 有用=Gh=2.1N< 0.36m=0.756J ,总功 W 总=FS=1.8N< 0.5m=0.9J ,机械效率 n =84%（3）斜面的倾斜程度通过斜面与水平面的夹角体现，夹角越大斜面的倾斜程度越大，分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的光滑程度相同时，斜面的斜面的倾斜角度越大，机械效 率越高；分析第