4.2力学探究（一）（解析版）

2024年中考物理核心素养提升4.3力学实验探究（一）一、测量平均速度【常考点归纳】1.测量原理：v=s2.测量工具的使用方法：注意刻度尺需要估读到分度值的下一位。刻度尺测量路程时，开始测量时在小车上的位置，也是末端时的读数位置。不要始、终取不同的点进行测量读数。3.对装置的组装时，斜面的倾斜程度：不能太陡，因为太陡，小车下滑速度较快，时间较短，测量时间时，误差较大；也不能太缓，这样小车在离手后不易从静止自由下滑。一般与水平面成5-100，或者多试几次，感觉之间测量时间从容即可。4.根据公式v=s5.分析小车的运动方式：做速度越来越大的变速直线运动。上半程的速度小于下半程的速度。计算全程平均速度时，要用总路程比总时间。6.误差分析。分析依据：v=st【中考题实例剖析】【例1】【2023长春】在“测量物体运动的平均速度”实验中，实验装置如图所示：路程运动时间平均速度sAB=0.45mtAB=3.2svAB=0.14m/ssAC=0.90mtAC=45svAC=（1）测量平均速度的原理是___________；（2）实验中，小组同学发现小车通过AB段路程的时间过短，不便于测量时间，为了解决这一问题，可以只将木块向___________适当移动；也可以将小车倒置滑下，这是因为用___________代替滚动可以增大摩擦；（3）改进后，进行实验并记录数据在表格中，计算出小车通过AC段路程的平均速度是___________m/s。小车通过AB段路程的平均速度比BC段路程的平均速度___________；（4）小车在运动过程中，支持力对小车是否做功？___________。（5）小车运动到斜面底端撞到金属片会停下来，说明力可以改变物体的___________。【分析与解答】（1）测量物体运动的平均速度，需要测量路程和时间，根据v=st得到平均速度，实验原理是v=（2）斜面的坡度越大，小车在斜面上滑下的速度越快，在斜面上运动的时间越短，不便于测量时间，因此为了便于测量时间，应将木块向右适当移动，使它保持较小的坡度；也可以将小车倒置滑下，这是因为用滑动摩擦代替滚动可以增大摩擦。（3）[4]小车通过AC段路程的平均速度：VAC=SACtAC=0.90msAB=sBC=0.45m，BC段的时间：tBC=tAC-tAB=4.5s-3.2s=1.3s，BC段平均速度：VBC=SBCtBC已知vAB=0.14m/s，则vAB<vBC。（4）小车在运动过程中，支持力的方向上没有移动距离，所以支持力对小车不做功。（5）小车运动到斜面底端撞到金属片会停下来，小车由运动变为静止，说明力可以改变物体的运动状态。【答案】（1）v=st（2）右滑动摩擦（3）0.2小（4）否二、探究阻力对物体运动的影响【常考点归纳1.本实验的方法：（1）控制变量法；（2）实验与推理结合；（3）转换法。2.为什么要让同一小车，在同一高度，同一斜面，由静止滑到平面上？目的是为了让小车到达平面时具有相同的速度。3.本实验中，属于实验事实的是：让小车在粗糙程度不同的平面上运动，测量其运动的远近。4.本实验中推理部分是：实验中发现，初速度相同的小车，在越光滑的水平面上滑动得越远，运动得越久。假设平面足够光滑，没有摩擦阻力，那么它将会一直运动下去。5.结论：平面越光滑，对物体运动的阻碍作用就越小；当物体不受外力时，物体将做匀速直线运动。【中考题实例剖析】【例2】【2023鄂州】在学习牛顿第一定律时，同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验，如图所示。（1）实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的___________；（2）按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容见下表：接触面材料小车受阻力情况小车在水平面运动的距离s/cm毛巾大23.2棉布较大45.3木板小97.5同学们分析表中内容，得到的实验结论是：在其他条件相同时，小车受到的阻力越小，运动的距离越远；进一步推理得出的结论是：不受阻力作用时，运动的小车将___________；（3）上述实验除了用到实验推理的方法外，还用到了控制变量法和___________法。【分析与解答】（1）探究阻力对物体运动的影响实验时，应控制速度相同，改变接触面粗糙程度，所以使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，目的是使小车到达水平面时速度相同。（2）通过实验发现，在其他条件相同时，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，所以可以进一步推理，小车在不受阻力作用时，将保持原来的运动状态，做匀速直线运动。（3）实验中通过改变接触面的材料来改变小车受到的阻力大小，所以还运用了转换法。【答案】（1）速度（2）做匀速直线运动（3）转换三、探究影响压力作用效果的因素【常考点归纳】1.实验方法：（1）控制变量法；（2）转换法（将压力的作用效果，转化为海绵、沙等物体的形变大小）2.实验中选择海绵、沙等易于形变的物体，目的是使物体形变较明显，便于观察、比较压力作用效果。3.结论：（1）当压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显；（2）当受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显。【中考题实例剖析】【例3】【2023深圳】琴琴同学探究压强与受力面积的关系，得出一个错误的结论。（1）谁的压力大______，谁的受力面积大______；（选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”）（2）改进这两个实验的意见：______；（3）对比甲图选择下面一个______对比探究压强和压力大小的关系。【分析与解答】（1）两个实验中都是同一个物体，对海绵或沙坑的压力一样大。海绵中物体横放，沙坑中物体竖放，由图可得，海绵的受力面积大。（2）实验为探究压强与受力面积，应只改变受力面积大小，下面的受力物体保持不变，故改进意见为：甲、乙都用海绵进行实验或甲、乙都用沙坑进行实验。（3）要探究压强和压力大小的关系，应保持受力面积相同，受力物体相同，只改变压力大小，对比甲图，应该选择A。【答案】（1）两个相等海绵的大（2）都用海绵（或沙坑）来进行实验（3）A四、验证阿基米德原理实验【常考点归纳】1.实验的操作顺序：（1）称量空烧杯的重量G杯；（2）称量物体的重量G物；（3）将物体浸在盛满水的溢水杯中，读出示数F示；（4）测出烧杯和溢出的水的总重量G总；（5）比较G物-F示与G总-G杯的值是否相等。2.注意：溢水杯中的水一定要装满。比较的是溢出的水的重力与物体受到的浮力大小的关系，即阿基米德的表达式是：F浮=G排。【中考题实例剖析】【例4】【2023烟台】某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系，进行了下面的实验，如图所示：（1）实验过程中，利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？哪些能够计算出物体排开液体的重力大小？(用图中的序号表示)（2）通过实验数据可以发现，浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？（3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该进行怎样的操作？（4）另外一个小组进行实验后，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，在排除误差因素的情况下，出现这个结果的原因可能是什么？（写出一条即可）【分析与解答】（1）实验过程中，利用步骤②③的测量数据，用称重法能够计算出物体所受的浮力大小。利用步骤①④的测量数据，能够计算出物体排开液体的重力大小。（2）如图所示：物块重力为2.0N，测力计对物块的拉力为1.5N，则物块受到的浮力为：F浮=G-F拉=2.0N-1.5N=0.5N；空桶重力为0.5N，桶和液体的总重力为1N，则排开的液体的重力为：G排=G总-G桶=1.0N-0.5N=0.5N。根据F浮=G排可得：浮力大小与排开液体的重力相等。（3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该更换不同物块在不同的液体里多实验几次，通过分析实验数据，最终得出结论。（4）根据题意，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，原因可能是在弹簧测力计拉着物块浸入液体前，溢水杯中液体没有装满，导致测量到的排开液体重力偏小；还有可能是物块在浸入液体后和容器底接触到了，导致测得的浮力偏大。【答案】（1）②③①④（2）浮力大小与排开液体的重力相等3）更换不同物块在不同的液体里多实验几次，通过分析实验数据，最终得出结论（4）在弹簧测力计拉着物块浸入液体前，溢水杯中液体没有装满，导致测量到的排开液体重力偏小（还有可能是物块在浸入液体后和容器底接触到了，导致测得的浮力偏大）五、测量滑轮组竖直提升物体时的机械效率【常考点归纳】1.如何拉动绳子？匀速竖直地拉动。2.弹簧测力计的读数。示数稳定再读数。3.功和功率法计算。W有=G物h物；W总=FS=Fnh。4.结论：（1）同一装置，所提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高。（2）提起相同重力的物体，滑轮组越简单，动滑轮重力越小的，机械效率越高。5.理论分析依据：在忽略绳重及摩擦时，η=G【中考题实例剖析】【例5】【2023扬州】在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。

表1实验次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率η/%120.11.00.30.20.3066.7230.11.40.30.30.4271.4350.12.20.30.50.6675.8（1）分析表中的数据，他的猜想是__________（选填“正确”或“错误”）的；（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2；表2实验次数动滑轮个数钩码重G/N绳端拉力F/N钩码上升的高度h/m绳端移动距离s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率η/%4163.60.20.41.21.4483.35262.40.20.81.21.9262.56362.20.21.21.22.6445.5分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越__________。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功__________有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑__________；（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是__________，你的改进方法是_。【分析与解答】（1）由表1数据可知：用同一滑轮组提升不同重力的钩码时，钩码上升的高度以及绳端移动的距离相同，所得的机械效率不同，即机械效率是变化的，因此他的猜想是错误的。（2）由表2数据可知：当物重相同时，动滑轮个数越多，绳端拉力越小，即越省力，但机械效率也变低。[3]根据额外功等于总功与有用功之差可知，在第6次实验中，额外功大于有用功，由此可知当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功大于有用功的情况。根据以上分析可知：在设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑机械所做的额外功。（3）由表2数据可知：在其它条件相同的情况下，增加动滑轮个数，机械效率变低，这是将会出现的困难。根据η=W有W总×100%=W有W有+W额×【答案】（1）错误（2）低大于机械所做的额外功（3）机械效率变低减轻动滑轮的质量六、探究影响动能大小的因素【常考点归纳】1.实验方法：（1）控制变量法；（2）转换法（将物体的动能大小转化为物体撞击静止在平面上的另一物体时，另一物体被撞击后移动的距离的远近）2.如何控制物体到达平面时，速度相同？让不同质量的物体，在同高度的斜面上由静止滑下。3.如何改变物体到达平面时的速度？让同一物体，在同一斜面的不同高度处静止滑下。4.结论：（1）当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（2）当物体的速度相同时，物体的质量越大，动能越大。【中考题实例剖析】【例6】【2023郴州】小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是的。（选填“相同”或“不同”）。（1）实验1将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。（2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离（选填“短”、“长”或“相等”）由上述实验现象，我们可以得出结论；同一物体，，动能越大。（3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为和，则（选填“>”、“=”或“<”）。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将。A．沿a轨迹运动B．沿b轨迹运动C．沿c轨迹运动D．保持静止【分析与解答】（2）由图示可知：实验2中木块被撞的距离比实验1的距离要短一些，两次实验中的小球的质量相同，滚落的高度不同，高度越低，到达水平面时的速度越小，推动木块移动的距离就越小，动能越小，由此得出的结论是：同一物体，运动速度越大，动能越大。（3）由于忽略空气阻力，经过A、B两点到达C点的过程中，没有外力对小球做功，则小球的机械能守恒，即EA=EB。当小球到达C点时，速度为水平向右运动，此时小球所受各个力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持这一状态，所以小球将沿a轨迹运动。【答案】（2）短运动速度越大（3）=A七、探究二力平衡的条件【常考点归纳】实验设计设计目的现象结论只改变一侧钩码的数量，观察小车是否保持平衡探究二力平衡时大小是否相等小车无法保持静止，向钩码较多的一侧运动二力平衡时，二力大小相等用手将小车扭转一定角度，松手后观察小车是否保持静止探究二力平衡时，二力是否在同一直线上小车会转动，直到在一条直线上停止转动，保持静止二力平衡时，二力在同一直线上将一侧的挂钩码都移到另一侧，观察小车是否保持平衡探究二力平衡时，二力方向是否相反小车无法保持静止，向钩码一侧运动二力平衡时，二力方向相反用卡片代替小车，将卡片从中间剪开，观察卡片是否保持静止探究二力平衡时，二力是否在同一物体上卡片无法保持静止，将分别向两边运动二力平衡时，二力作用在同一物体上【例7】（2022聊城）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。（1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小_________对实验结果的影响；（2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持_____（选填“静止”或“匀速直线运动”）状态；（3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小___________；（4）小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在___________上。【分析与解答】（1）乙中采用小轮子，使物体与水平面之间的摩擦由滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力对实验的影响。（2）将小车保持静止来判断小车是否受平衡力，便于观察和实现。让小车做匀速直线运动不容易办到。（3））左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止，说明二力若相等，小车处于平衡状态；将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，此时小车所受二力不相等，小车未处于平衡状态。所以彼此平衡的两个力大小应该相等。（4）小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放时，二力未在同一直线上，小车未保持平衡状态，所以彼此平衡的两个力必须在同一直线上。【答案】（1）摩擦力（2）静止（3）相等（4）同一直线【中考真题精选精练】1.【2023广元】某物理兴趣小组用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。实验中，他们将小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端A点静止释放，并同时按下电子停表开始计时，图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻（数字分别表示“时：分：秒”）。（1）由图中的实验数据可知，小车下滑过程中做___________运动（选填“减速”“匀速”或“加速”）；（2）根据图中信息，小车在下滑过程中BC段的平均速度大小是___________cm/s；（3）如果在A点时，先释放小车，后按下停表开始计时，B、C两点都准确计时，则会使所测AB段的平均速度___________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。【答案】（1）加速（2）50.0（3）偏大【解析】（1）由图可知：AB段的路程为：sAB=10.00dm-6.00cm=4.00dm=40.0cm，AB段的时间为tAB=2s，AB段的平均速度为：VAB=SABtAB=40.0cm2s=20.0cm/s。BC段的路程为：sBC=6.00dm-1.00dm=5.00dm=50.0cm，BC段的时间为tBC=1s，则BC段的平均速度为：VBC=SBCtBC=50.0cm1s（2）由（1）可知小车在下滑过程中BC段的平均速度大小是50.0cm/s。（3）如果在A点时，先释放小车，后按下停表开始计时，则计时晚了，时间变短，会使所测AB段的平均速度vAB偏大。2.【2023宜宾】频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。某科创小组用频闪拍摄的方法来“测量小车运动的平均速度”。如图所示，他们用相机每隔0.5s曝光一次，拍摄了小车在斜面上下滑的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。（1）本实验中刻度尺是测量________的工具，刻度尺的分度值是________cm；（2）小车从A点到C点的路程________cm，从A点运动到C点所用时间________s，小车在AC段的平均速度________cm/s；（3）根据照片信息可判断小车做________直线运动（选填“匀速”或“变速”）；（4）小组同学经过进一步分析得出结论：小车在C点的动能________D点的动能（选填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】（1）长度1.0（2）40.0140.0（3）变速（4）小于【解析】（1）本实验中刻度尺是测量长度的工具，由图可知，刻度尺的分度值是1.0cm。（2）由图可知，小车从A点到C点的路程为：sAC=80.0cm-40.0cm=40.0cm；因为相机每隔0.5s曝光一次，所以A点运动到C点所用时间为1s；小车在AC段的平均速度为：VAC=SACtAC（3）根据照片信息，在相同时间内，小车滑行的路程越来越大，速度越来越大，小车做加速直线运动。（4）由（3）可知：小车做加速直线运动，所以小车在C点的速度小于D点的速度；又因为质量不变，所以小车在C点的动能小于D点的动能。3.【2023金昌】物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面，如图所示。（1）让小车从同一斜面上的同一高度处，沿斜面从静止开始运动，目的是使小车到达水平面时的相同；（2）小车在表面速度减小的最慢（选填“毛巾”“棉布”或“木板”）；（3）我们可以推断：如果水平面绝对光滑，运动的物体将保持状态；（4）根据以上结论，关于运动和力的判断，下列说法正确的是（填选项符号）；A．沿水平方向没有推动桌子，是桌子受到的推力小于摩擦力B．轮船漂在水面上，是因为轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力C．地面上滚动的足球最终会停下来，是因为受到的阻力大于向前的惯性作用（5）三组实验中小车在水平面上从运动到静止消耗的机械能大小（选填“相等”或“不相等”）。【答案】（1）速度（2）木板（3）匀速直线运动（4）B（5）相等【解析】（1）让小车从同一斜面上的同一高度处，沿斜面从静止开始运动，目的是使小车到达水平面时的运动速度相同。（2）毛巾、棉布、木板，三者粗糙程度依次变小，小车在这三种水平面上运动时，水平面越光滑，小车受到的摩擦阻力越小，速度减小的越慢，小车在木板表面速度减小的最慢。（3）根据实验分析，进一步推理：若果水平面绝对光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将运动的无限远，小车在水平面上做匀速直线运动。（4）A.沿水平方向没有推动桌子，桌子处于静止状态，桌子受到的推力等于摩擦力，A错。B.轮船漂浮在水面上，由浮沉条件可知：轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力，B正确。C.地面上滚动的足球最终会停下来，是因为足球受到阻力，惯性是物体的一种性质，惯性不是力，不能说成惯性作用，C错。（5）因小车到达水平面时的初速度相同，在水平面上开始的动能相同，最后速度为0，动能为0，本实验中小车在水平面上三次运动过程中消耗的机械能大小相等。4.【2023荆州】在我们初中物理课本中，多次利用斜面进行探究实验，如图所示。（1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是______；（2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：使物体滑到斜面底端时，保持______相同；（3）由图乙推理：当小车在水平面上所受阻力为零时，小车将做______运动；（4）图丙中木块B在滑行过程中所受的摩擦力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（5）图乙中，小车在水平面上三次滑行过程中，在______（选填“毛巾”、“棉布”或“木板”）表面克服阻力做功的功率最大。【答案】（1）v=s/t（2）速度（3）匀速直线（4）不变（5）毛巾【解析】（1）利用斜面测量小车的平均速度，方法是用刻度尺测出小车运动的路程，用停表测出小车运动的时间，根据公式v=s/t就可以计算出小车运动的平均速度。（2）让物体从斜面的同一高度自由下滑，目的是使物体滑到斜面底端时具有相同的速度。（3）由图乙可知：平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车速度减小的越慢，运动的距离越远，进一步推理可知：当小车在水平面上所受阻力为零时，小车将做匀速直线运动。（4）图丙中木块B在滑行过程中对木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所受的摩擦力不变。（5）图乙中，小车在水平面上三次滑行过程中，初始速度相同，动能相同，最后都停止，动能的减小量相同，则克服阻力做的功相同；小车在毛巾上速度减小的最快，运动的时间最少，根据公式P=W/t可知：在毛巾表面克服阻力做功的功率最大。5.如图是某同学“探究影响压力作用效果的因素”的实验，下列关于本实验的说法中不正确的是（）A．甲乙对比说明，受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显B．乙丙对比说明，重力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显C．三次实验通过海绵的凹陷程度反映压力作用效果的大小D．本实验探究用到的科学方法是控制变量法和转换法【答案】B【解析】A.甲乙对比，受力面积大小一定时，甲中压力越小，压力作用效果越不明显，A正确。B.乙丙对比说明，压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显，压力与重力是两个不同的概念，B错。C.三次实验通过海绵凹陷的程度反映压力作用效果的大小，属转换法的运用，C正确。D.实验过程中比较乙、丙两图，控制受力面积相同，改变压力大小，应用了控制变量的探究方法；通过海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果的大小，用到的科学探究方法是转换法，D正确。6.【2023天津】在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究；请你完成下列任务：【实验探究】通过下图所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，由实验可得结论______________，这就是阿基米德原理；【理论探究】第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如下图所示；第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理；请你写出推导过程，提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在下图中标出）；【原理应用】水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体；现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出；金属圆柱体静止时所受浮力F浮=______。【答案】【实验探究】F浮=G排【理论探究】设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为ρ液，长方体上、下表面所处的深度及受力情况，如下图所示：由于同种液体中，深度越深，液体的压强越大，长方体的上下面表面积相同。由F=pS可得：液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮力：F浮=F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g（h2-h1）S=ρ液ghS=ρ液gV排=G排。【原理应用】S2【解析】【实验探究】由图中实验数据可得，F甲-F乙=F丙-F丁，即物体受到的浮力等于排开液体的重力，即:F浮=G排。【理论探究】见答案。【原理应用】由阿基米德原理可得：金属圆柱体静止时所受浮力：F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gh2S=ρ液gS2×mρ液S7.【2023湘潭】用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳子自由端移动距离s/cm机械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做________运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为________m/s；（2）第4次实验时所做有用功为________J，滑轮组的机械效率是________%；（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越________（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________（选填“有关”或“无关”）；（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是________。A．换用更轻的动滑轮B．加快提升物体的速度【答案】（1）匀速直线0.05（2）0.380（3）大无关（4）A【解析】（1）实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。第

1次实验中，绳子3s钟的时间，移动的距离为15cm，则绳子移动的速度为v=st（2）第4次实验时所做的有用功为：W有=Gh=6N×5×10-2m=0.3J。第4次实验做的总功为：W总=Fs=2.5N×15×10-2m=0.375J。第4次实验滑轮组的机械效率为：η=W有W总×100%=（3）根据1、2、4次实验的数据可知，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。

2、3两次实验中，钩码的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。（4）根据效率公式η=W有W总×100%=W有W有+W8.【2023枣庄】提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。实验次数钩码的重力G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动的距离S/m机械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.588.9%（1）实验时应沿竖直方向__________缓慢向上拉动弹簧测力计；（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图__________的装置完成的，它的机械效率η=__________；（3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是__________（选填“正确”或“错误”）的；（4）通过比较__________（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率__________。【答案】（1）匀速（2）丙80%