(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用图1的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应将右端的平衡螺母向
(2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如表。
实验次数 | 滑轮材质 | 钩码的重力 | 钩码提升的高度 | 拉力 | 绳端移动的距离 | 机械效率 |
铝 | ||||||
铝 | ||||||
铝 | ||||||
塑料 |
第次实验中滑轮组的机械效率为
分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率
(3)小明用图的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。某次实验测得物重、斜面长、高,若机械效率,则物体在斜面上受到的摩擦力为
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①如图甲所示,要使杠杆水平平衡,则应将平衡螺母向
②如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂2个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点施加一个向
③小勇继续探究:保持A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂L1和动力F1的数据,绘制了L1- F1的关系图像,如图丙所示,请根据图像推算,当L1为30cm时,F1为
④小勇还想利用杠杆的平衡条件原理来估算杠杆的质量,进行了如下操作:
A.如图丁所示,O为杠杆的中点,若以杠杆上的C位置为支点,在C的右侧挂质量为m的钩码,移动钩码至D位置时,杠杆恰好在水平位置平衡;
B.用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离L1'和
C.根据杠杆的平衡条件, 可以估算出杠杆的质量m杆=
(2)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小勇从如图所示的滑轮组中选择一种进行多次实验,实验数据如下表所示:
次数 | 钩码总重G/N | 钩码上升高度h/m | 测力计拉力F/N | 测力计移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 0.6 | 0.2 | 0.3 | 0.6 | 67% |
2 | 0.9 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 75% |
3 | 1.2 | 0.2 | 0.5 | 0.6 |
①实验中应竖直向上
②根据表中数据,可以判断实验中所选择的是
③根据表中数据,可以计算得出第3次实验的机械效率为
④分析三次的实验数据时(可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率越
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,杠杆是
(2)小明调节杠杆水平平衡后,在杠杆左侧挂2个钩码,图乙所示。要使杠杆水平平衡,应在A处挂
(3)小明再次在杠杆的两端挂上钩码,杠杆的状态如图丙所示。小明又调节平衡螺母,使杠杆恢复水平平衡。然后记录下动力、阻力、动力臂和阻力臂的数值。他分析实验数据时,发现得不到正确的“杠杆的平衡条件”,其原因是:
(4)当弹簧测力计由竖直向上拉杠杆变成斜向上拉,如图丁所示。若杠杆仍在水平位置静止,则弹簧测力计的示数一定
实验次序 | 动力 | 动力臂 | 阻力 | 阻力臂 |
1 | 10 | 1 | 5 | |
2 | 2 | 15 | 20 | |
3 | 10 | 3 | 5 |
(2)在杠杆两端挂上不同数量的钩码,使杠杆在水平位置平衡,得到的数据如表;总结数据得出杠杆平衡条件:
(3)案秤是利用杠杆原理来工作的,如图乙所示的案秤是个不等臂杠杆。使用前,先将游码移至秤杆左端零刻度线处,若发现秤杆右端上翘,则调零螺丝应向
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角有关
为了解决以上问题,小潜与几位同学一起用如图所示的装置
进行了多次实验探究,记录部分实验数据如表:
实验 次数 | 斜面倾角θ | 物块重力G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长s/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 斜面的机械效率η |
1 | 30° | 5.0 | 0.6 | 4.2 | 1.2 | ① | 5.0 | ② |
2 | 30° | 3.0 | 0.6 | 2.5 | 1.2 | 1.8 | 3.0 | 60% |
3 | 45° | 3.0 | 0.8 | 2.8 | 1.2 | 2.4 | 3.4 | 71% |
(2)根据表格数据,第1次实验中①、②数据分别为
(3)分析实验1、2的数据,可以得出的结论,对于同一斜面
滑轮组 | 钩码重/N | 钩码上升高度/m | 弹簧测力计示数/N | 绳子自由端移动距离/m | 总功/J | 机械效率η | |
a | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0.12 | 83.3% |
b | 2 | 0.1 | 0.2 | 0.75 | 0.3 | 0.225 | 88.9% |
c | 2 | 0.1 | 0.2 | 0.6 |
(2)请你将小组成员设计的实验记录表及收集和处理的数据补充完整;
(3)比较a、b两组的机械效率,可知在使用同一滑轮组提升不同重物时,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越
(4)通过比较b、c两组的机械效率,同学们知道了:若提升相同的重物,可采用
(1)在实验过程中,应沿竖直方向
(2)在第3次测量中,机械效率为
分析表中数据可得出:同一滑轮组,提升钩码越重,机械效率越
(2)下表记录了实验中的部分数据:
①请算出第1次实验中的机械效率。(只写出计算结果)
②分析1、2、3次实验数据你能得出什么结论?
③还有什么因素会影响滑轮组的机械效率?
次数 | 钩码重G物/N | 动滑轮重G动/N | 机械效率 |
1 | 2 | 0.5 | |
2 | 3 | 0.5 | 85.7% |
3 | 4 | 0.5 | 88.9% |
(1)实验中拉动弹簧测力计时要注意
(2)表中第1次实验数据有错误,改正后计算出其机械效率为
(3)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,滑轮组的机械效率
实验次数 | 物重G/N | 物体上升高度h/m | 拉力F/N | 绳自由端上升距离s/m | η |
1 | 2 | 0.1 | 1.1 | 0.2 | |
2 | 4 | 0.1 | 2.0 | 0.3 |
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角有关
为了解决以上问题,小明与几位同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录部分实验数据如下表:
实验 次数 | 斜面倾角θ | 物块重力G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长 s/m | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 斜面的机械效率η |
1 | 30° | 5.0 | 0.6 | 4.2 | 1.2 | ① | 5.0 | ② |
2 | 30° | 3.0 | 0.6 | 2.5 | 1.2 | 1.8 | 3.0 | 60% |
3 | 45° | 3.0 | 0.8 | 2.8 | 1.2 | 2.4 | 3.4 | 71% |
(2)根据表格数据,第1次实验中①、②数据分别为
(3)分析实验1、2的数据,可以得出的结论,对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力
(1)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为
(2)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重
②若这位母亲的质量为60kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为
(1)通过比较
(2)好动脑筋的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块,来探究斜面的机械效率。实验前他们分析:“由于斜面不是光滑的,沿斜面向上拉物体,必定要克服摩擦做额外功,斜面的机械效率一定受摩擦力的影响”。于是他们做了如图所示的实验,在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物块,(如图所示)并设计表格记录实验数据如下:
实验 次数 | 斜面的倾斜程度 | 物体重G/N | 物体上升高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 物体移动距离s/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率 | 机械效率平均值 |
1 | 较缓 | 5.0 | 0.10 | 1.6 | 0.50 | 0.50 | 0.80 | 63% | |
2 | 较陡 | 5.0 | 0.15 | 2.2 | 0.50 | 0.75 | 1.10 | 68% | |
3 | 最陡 | 5.0 | 0.25 | 0.50 | 1.25 |
(b)小兰在对实验数据处理的过程中出现的错误之处是:
(c)改正错误后,对实验数据进行分析,你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是