二力平衡实验.docx
《二力平衡实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二力平衡实验.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
二力平衡实验
分卷II
分卷II注释
一、注释（实验题）
1.【题文】．（7分）某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验，小红有如下两个猜想：
①滑轮组机械效率可能跟提升的物体重力有关；②滑轮组机械效率可能跟动滑轮重力有关．她分别做了三次实验，得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．
次数
钩码重G/N
动滑轮重
]G/N
钩码上升高度h/m
有用
W有／J
测力计拉力F/N
测力计移动距离s/m
总功
W总／J
机械效率h
1
2
0.7
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.7
0.1
0.4
l.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
1.5
0.1
0.4
1.l
①
②
③
（1）这个实验中需使用的测量工具是和弹簧测力计；在实验操作中应竖直向上?
?
拉动弹簧测力计．
（2）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：
使用同样的滑
轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越．
（3）在表中的空格处的相关内容是：
①，②?
，
③?
?
．
（4）由第2、3次实验可得结论：
?
．
答案：
【答案】
（1）刻度尺?
匀速
（2）高（3）①0.5?
?
②0.55?
?
③72.7%?
?
（4）滑轮组机械效率可能跟动滑轮重力有关
【解析】
（1）在此实验中需要测量物体上升的高度和绳端移动的距离，所以还需要用到刻度尺．此实验拉力方向向上，为了能准确测量绳端拉力，需拉着测力计在竖直竖直向上运动．
（2）提升不同物体，所用的滑轮组相同时，物体越重，，机械效率越高．（3）重物和动滑轮有5段绳子承担，第3次测量中，弹簧测力计移动的距离s=5h=0.5m．总功W总=FS=1.1N×0.5m="0.55J;"滑轮组的机械效率η=Gh/FS=4×0.1m/0.55J=72.7%;由第2、3次实验可得结论：
滑轮组机械效率可能跟动滑轮重力有关.
点评：
此题是探究滑轮组的机械效率，主要考查了实验中所用的测量器材．同时考查了滑轮组机械效率的计算以及物重和动滑轮重对滑轮组机械效率的影响．
2.【题文】在“探究有哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用图所示装置测得了四组数据，如下表所示。
（1）前三次实验中，第_______次实验数据明显出现错误，应当剔除。
（2）第四次实验中，有用功是__________J，总功是___________J，滑轮组的机械效率为_____________。
（3）根据以上信息，请判断：
该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与_____________________________是否有关。
答案：
【答案】
（1）3
（2）0.30.36?
?
83.3%?
?
（3）钩码上升的高度
【解析】
（1）前三次实验中，第3次实验数据明显出现错误，应当剔除
（2）第四次实验中，有用功是Gh=3×0.1=0.3J，总功是Fs=1.2×0.3=0.36J，滑轮组的机械效率为％
（3）根据以上信息，该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与钩码上升的高度是否有关
3.【题文】某同学在测滑轮组的机械效率时，记录了如下表的实验数据：
滑轮组组成
钩码重
G/N
钩码升高的
高度h/m
绳子自由端受到
的拉力F/N
绳子的自由端
移动的距离s/m
一个定滑轮
一个动滑轮
2
0.1
1.25
0.2
（1）根据上表的数据可以计算出滑轮组的机械效率为_____________。
（2）如果不计绳重和摩擦，可知该滑轮组所使用的动滑轮重为
____?
____N。
当动滑轮重为____?
?
___N时，使用该滑轮组提起2N
重的钩码刚好不省力
（3）请帮助该同学在答题卷的图中画出该滑轮组的绕线方式。
答案：
【答案】
【解析】分析：
（1）根据公式η=可计算出机械效率；
（2）由S=nh可知，绳子的有效股数；摩擦和绳子的重力忽略不计表示时，绳子末端的拉力为
F=（G物+G动）；
当拉力等于物体重力的时候，不再省力，根据此关系式列出等式，计算可得动滑轮重．
解答：
解：
（1）滑轮组的机械效率：
η=×100%=80%；
（2）∵S=nh，∴n==2，不计绳重和摩擦时动滑轮重为：
G动=nF-G物=2×1.25N-2N=0.5N，
若滑轮组不省力时，则有F=G物，即G物=（G物+G动）；G物=G动=2N；
（3）滑轮组的绕线方式如图：
故答案为：
（1）80%；
（2）0.5；2；（3）如上图所示．
点评：
本题考查拉力的计算，滑轮组机械效率的计算，拉力和物体重、动滑轮重的关系，关键是会分析动滑轮上的绳子段数．
4.【题文】（6分）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小红用如图所示的滑轮组按图中顺序做了三次实验，实验数据如下表：
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η
1
3
10
1.6
30
62.5%
2
3
10
2
30
50%
3
3
10
2.5
30
（1）在实验操作中应竖直向上＿＿＿拉动弹簧测力计．
（2）请在表中的空格处填上第三次实验的机械效率．
（3）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＿＿＿＿．
答案：
【答案】
（1）匀速（2分）?
?
（2）40%（2分）?
（3）低（2分）
【解析】
（1）探究滑轮组机械效率时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力不变，弹簧测力计示数温度，方便读数．
（2）提升物体做的有用功是：
W有=Gh=3N×0.1m=0.3J．
拉力做的总功是：
W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J．
滑轮组的机械效率是：
．
（3），同一物体，重力不变，动滑轮越重，机械效率越低．
故答案为：
（1）匀速；
（2）40%；（3）低．
5.【题文】小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如下表．（实验中所用的每个轮子都一样重）
（1）分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度__________，与所提物体的重力大小__________；（均选填“有关”或“无关”）
（2）请用实验中所测量的物理量符号写出计算机械效率的表达式＝________，并算出第4次实验的机械效率为__________；
（3）如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更
________，所以机械效率更__________；（均选填“大”或“小”）
答案：
【答案】
（1）无关有关?
?
（2）＝W有W总×100％?
80％
（3）大小?
【解析】分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关，与所提物体的重力大小有关；计算机械效率的表达式＝W有W总×100％=80％。
如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更大，所以机械效率更小。
6.【题文】如图所示是某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中进行的一个探究活动．
（1）负责记录的小强同学由于粗心大意漏记了一个实验数据，如下表所示，请你将漏记的实验数据补上．
（2）实验中甲滑轮组做的有用功_______（选填“大于”“等于”或“小于”）乙滑轮组做的有用功；甲滑轮组的机械效率为_______。
（3）实验探究得出的结论是_______________________________________．
答案：
【答案】
（1）20?
（2）等于?
83.3%?
（3）做相同的有用功，不同的滑轮组机械效率不同
【解析】实验中甲滑轮组做的有用功等于乙滑轮组做的有用功；甲滑轮组的机械效率为83.3%。
实验探究得出的结论是做相同的有用功，不同的滑轮组机械效率不同。
7.【题文】在探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验中，某实验小组做出了如下猜想：
A．滑轮组的机械效率与动滑轮自重有关
B．滑轮组的机械效率与所提的物重有关
C．滑轮组的机械效率与绳重有关
D．滑轮组的机械效率与绳和滑轮之间的摩擦有关
针对上述猜想，该实验小组的同学利用如图所示的实验装置测得三组实验数据如下表所示，其中第1、2、3次实验的装置分别如图甲、乙、丙所示。
次数
钩码重
G/N
钩码上
高度h/m
有用功
W有/J
测力计
拉力F/N
测力计移动
距离s/m
总功
W总/J
机械效率
η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
0.55
（1）第3次实验中所做的有用功是J，机械效率是。
（2）在实验操作中应竖直向上拉动弹簧测力计。
（3）比较第1次实验和第2次实验，可以证明猜想（填字母）是正确的。
（4）比较第次实验可以证明猜想A是正确的，这是因为动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功（填“增大”或“减小”）。
（5）请你就如何提高滑轮组机械效率的问题提出两点合理建议：
建议一：
?
?
建议二：
?
?
答案：
【答案】
（1）0.4；72.7％
（2）匀速（3）B（4）2、3；增大（5）选用较轻的动滑轮组装滑轮组；对于给定的滑轮组，增大提起物体的重力（或保持良好的润滑，以减少摩擦力）
【解析】
（1）第3次实验中所做的有用功是W=Gh=4N×0.1m=0.4N,总功W总=0.55N，机械效率：
（2）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；（3）比较第1次实验和第2次实验，绳子的段数相同，使用同一个滑轮组，物重不同，所以是探究的B；（4）比较第2、3次实验，物体的重力相同，动滑轮的重力不同，可以证明猜想A是正确的，这是因为动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功增大；（5）：
选用较轻的动滑轮组装滑轮组；对于给定的滑轮组，增大提起物体的重力（或保持良好的润滑，以减少摩擦力），都可以提高滑轮组机械效率
8.【题文】在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。
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）
2
0.05
0.4
0.15
（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为?
J，人做的总功为J。
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是；结合测力计放大图，可知小强的错误是?
。
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为。
答案：
【答案】
（1）0.1?
0.06?
（2）有用功大于总功?
弹簧测力计的读数应是0.8N（3）83.3%
【解析】
（1）W有用=Gh=2N×0.05m=0.1JW总=Fs=0.4N×0.15m=0.06J，
（2）W总＜W有用．从数据中可以看出，小华在读数时，没有看清分度值出现了错误，应该为0.8N．
（3）W总=Fs=0.8N×0.15m=0.12J，η=W有用/W总="0.1J"/0.12J=83.3%
9.【题文】小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验
次数
物重
G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
?
（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是?
；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是?
升级会员 