2023年中考物理专题复习-力学探究性实验
考点一:探究阻力对物体运动的影响
【高频考点】
①实验方法:控制变量法、转换法
②让小车从同一高度静止滑下的目的:使小车到达水平面的速度相同。
③实验现象:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动得越远,小车的速度减小的得越慢。
④实验推论:当水平面绝对光滑时,阻力为零,小车将做匀速直线运动。
【考点专练】
1.为探究“力与运动的关系”,设计了如图所示的斜面实验,让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中,让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的______相同;小车到达水平面的初始动能是由______势能转化而来的;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现:水平面阻力越小,小车滑行的距离就越______(选填“远”或“近”);进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,则物体将在水平面上做______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
2.某同学用如图所示的装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)他在水平面上分别铺上不同材料,让同一小车从相同斜面上的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达斜面底端时的___________相同
(2)实验发现:小车分别在毛巾、棉布和木板表面上滑行时,在木板表面滑行距离最远,说明小车受到的阻力越小,运动状态越___________(填“容易”或“不容易”)改变。由此推测:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将一直做___________。
(3)小车在水平而上三次滑行过程中,在___________表面克服阻力做功的功率大。
(4)在不增加任何器材的情况下,若要探究速度对动能大小的影响,可使小车从斜面的___________高度由静止滑下,比较小车在___________水平面上滑行的距离即可。(均填“相同”或“不同”)
3.为探究“力与运动的关系”,设计了如图所示的斜面实验,让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
①实验中,让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的___________相同。
②比较甲、乙、丙三次实验,发现水平面阻力越小,小车滑行的速度改变的越_____(选填“快”或“慢”);如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,则物体将在水平面上做___________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
4.如图所示,探究阻力对物体运动的影响。
(1)三次实验中,均让小车从斜面的同一高度由静止滑下,此操作的目的是______,实验中,通过_______方式改变阻力的;
(2)观察图中小车在不同水平面上运动的路程,可得出结论:小车受到的阻力越小,小车在水平面上运动的路程越_______,速度减小得越_______。由此,推理得出:如果没有阻力且水平面足够长,运动着的小车将做_______;
(3)小车在棉布和玻璃板上运动时,克服阻力做功分别为W1和W2,则比较W1和W2的关系是:W1_______W2;
(4)一辆货车在直轨道上匀速向前行驶,小明在车厢内某处竖直向上跳起,不计空气阻力,那么小明会会落在起跳点的_______(选填“前方”、“后方”或“原处”)。
考点二:探究二力平衡的条件
【高频考点】
①选择静止状态的原因:操作方便,便于观察实验;
②本实验中选用小车而不选用木块, 理由是: 减小了摩擦力对实验的影响;
③该实验在选择卡片时应该选用较轻的卡片,其目的是减小卡片重力对实验的影响;
④如何探究两个力在同一直线上:将小车(或卡片)旋转一个角度,看小车(或卡片)能否平衡;
⑤如何探究两个力作用在同一物体上:用剪刀把小纸片剪开,看小纸片能否平衡;
⑥进行多次实验的目的:避免实验的偶然性,寻找普遍规律。
【考点专练】
1.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,保持与的大小不变,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。
2.某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示,M为一轻薄塑料片,实验中所用的钩码均为100g,不计绳重及摩擦(g取10N/kg)。
(1)在图甲的装置中滑轮的作用是_______。
(2)当左右两端同时各挂1个钩码时,塑料片静止,其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______;当左端再挂上一个钩码时,如图乙所示,塑料片将做_______(选填“匀速”或“变速”)运动,此时塑料片受到的合力为_______N。
(3)在图甲实验的基础上,用剪刀将塑料片从中间剪断,断开的塑料片向两边加速运动,说明不任同一物体上的两个力________平衡(选填“他”或“不能”)。
3.如图甲是小华探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整___________来改变拉力的大小。实验中选择小卡片的目的是___________(填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力;
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作:___________(填“挤压”“翻转”或“旋转”)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡;
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是___________。
A.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.减少了摩擦力对实验结果的影响
4.小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:
(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但___________不相等,则这两个力不平衡。
(2)按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,把塑料块转过,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但___________,这两个力不平衡。
(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是___________。
A. 塑料块容易扭转
B. 塑料块是比较容易获取的材料
C. 减少了摩擦力对实验结果的影响
考点三:探究动能跟哪些因素有关
【高频考点】
①实验方法:控制变量法;转换法。
如何判断动能大小:看木块被小钢球推动的距离多少。
使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的:使小球到达水平面时的初速度相同;
如何改变钢球速度:使钢球从不同同高度滚下;
②分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时,速度越大,动能越大;
保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时,质量越大,动能越大;
③得出结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。
④斜面的作用:是物体具有速度并改变物体速度的大小。
⑤能量转化:在斜面上机械能转化过程:重力势能转化成动能 , 在水平面上能力转化过程:动能转化为内能。
⑥木块最终停下来的原因:在水平面受到摩擦力。
【考点专练】
1.如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)小车的动能大小是通过___________来反映的;
(2)小车从粗糙斜面滑下的过程中,它的___________转化为动能,机械能___________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)物体的动能可能与运动的速度和质量有关。请你利用以上装置设计实验,探究同一个小车的动能大小与速度是否有关。
【实验步骤】___________
【分析与论证】___________
2.如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
(1)本实验是通过观察________来比较钢球动能的大小;
(2)保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(3)换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(4)本实验中用到的研究方法是________(填其中一种即可)。
3.如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 ______无关;
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较 ______反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 ______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与 ______有关(选填“速度”、“高度”或“质量”);
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做 ______直线运动(选填“减速”、“匀速”或”“加速”);
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能 ______(选填“相等”或“不相等”),该方案 ______(选填“正确”或“错误”)。
4.“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示,艾力同学猜想“动能与速度和质量有关”,他让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离s,回答下列问题:
(1)艾力同学在研究动能大小跟___________的关系,实验中他控制了球的___________不变;
(2)艾力要探究动能与另一影响因素的关系,她第一次释放钢球,木块被撞击后由位置B到C;第二次换用质量更大的钢球,木块被撞击后由位置C到D。经测量sBC>sCD,则艾力的实验___________(选填“能”或“不能”)达到探究目的,因为___________;
(3)观察木块被撞击后移动距离的长短,是为了判断___________;若水平面绝对光滑,本实验将___________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
5.在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,小明让钢球从斜面某一高度处由静止滚下,撞击水平面上的同一木块,如图所示是三次实验的情景,其中hA>hB=hC,mA=mB
(2)物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、理想实验法、控制变量法;本实验中运用了两种研究方法,一是______法;二是转换法,就是用______来显示钢球动能的大小;
(3)比较甲、丙两图,假设图甲中木块克服摩擦力所做的功为W1,图丙中木块克服摩擦力所做的功为W2,则W1______W2(“>”、“<”、“=”);
(4)结合该实验,小明联想到许多交通事故中,造成安全隐患的因素与汽车“超载”和“超速”有关,为探究“超速”带来的安全隐患,应选择______两图的实验来进行比较。
考点四:探究杠杆的平衡条件
【高频考点】
①实验中杠杆平衡状态的判断:处于静止状态
②调节杠杆在水平位置平衡的目的:便于测量力臂
③支点处于杠杆中点的目的:避免杠杆自重对实验结果产生影响
④实验前调节杠杆水平平衡的方法:左高向左调,右高向右调.(实验进行中不能再调节平衡螺母)
⑤进行多次实验的目的:使得出的结论更具有普遍性
⑥实验数据分析,得出结论:F1L1=F2L2
【考点专练】
1.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)没有挂钩码时,杠杆静止时的状态如图所示,为了使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向___________移动;
(2)杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。再做几次实验的目的是___________(填序号);
A.多次测量求平均值,减小误差
B.寻找规律的普遍性
(3)当货车所载货物重心太靠后时,货车会翘起来,如图所示,这样容易造成交通安全事故。若以后轮为支点,货物对货车压力F的力臂用表示,货车重力G的力臂用表示,货车之所以会翘起来,是因为___________(选填“>”、“=”或“<”)。
2.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验,已知每个钩码重0.5N。
(1)杠杆处于如图甲状态时,若要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。杠杆是否处于水平位置平衡,是由杠杆与重垂线是否垂直来判断的,这是利用了重力的方向总是______。
(2)小叶同学完成一次操作后,实验现象如图乙所示。记录的数据为:动力F1=2N,动力臂=1cm;阻力F2=1N,阻力臂=2cm。他测出了这组数据后就得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论,你认为他的结论是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是______。
(3)小叶与同学又将实验改装成图丙,在A处正下方悬挂一不吸水的石块,B处施加一个与竖直方向夹角为60°的拉力F=4N,杠杆恰好在水平位置平衡,此时杠杆为______(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。若将该石块浸没在水中且不触底,要使杠杆在水平位置再次平衡,应在B处竖直向上施加拉力为______N。(已知ρ石=2.0×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
3.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向_________ (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________,②为___________;
实验次数 动力F1/N 动力臂l1 / m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:_____________;
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了__________。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为___________(选填“OA”“OB”或“AB”)。
4.在探究“杠杆的平衡条件”实验时。
(1)实验前,将杠杆置于支架上,当杠杆静止时,发现左端下沉,如图1所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在 (选填“任意”或“水平”)位置平衡;
(2)调节平衡后,在杠杆上A点处挂两个钩码,如图2所示,则在B点处应挂 个钩码,才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码,则杠杆 (选填“能”或“不能”)保持平衡;
(3)为了使实验结论具有 (选填“普遍性”或“偶然性”),应改变钩码个数及悬挂位置,多次进行实验;
(4)实验时,不再调节平衡螺母,使杠杆的重心位置保持在O点不变,将支点换到O′点,如图3所示,发现A点处只挂1个钩码,杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N,则杠杆重力为 N。由此可知,将杠杆支点位置设在 (选填“O”或“O'”)点进行实验,能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的得出。
5.小勇在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
(1)实验装置如图甲所示静止在桌上,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)平衡状态,为了调节杠杆在水平位置平衡,他应将两侧的平衡螺母向______边调;
(2)小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示,他应该在下列方法中选择______使杠杆重新在水平位置平衡;
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
(3)进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中。
小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论:动力+动力臂=阻力+阻力臂。小华说他得出的结论是错误的,小华判断的依据是______。
6.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆 (选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 。
(4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是 (选填“大于”、“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是 。
(5)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例: 。
7.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺细线和质量相同的0.5N重钩码若干个。
(1)实验前调节杠杆两端的平衡螺母,将如图甲所示杠杆的平衡螺母适当往________(选填“左”或“右”)调,使杠杆在水平位置平衡;
(2)小明同学所在实验小组完成一次操作后,实验现象如图乙所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂L1=0.2m,阻力F2=1N,阻力臂L2=0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的结论不一定严谨,理由是________;
(3)图乙实验中,小明把两边的钩码同时远离支点一格,则杠杆的________(选填“左”或“右”)端会下沉;
(4)他把右边的钩码换成弹簧测力计,使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计拉力的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点五:探究影响滑轮组机械效率的因素
【高频考点】
①目的:探究影响滑轮组机械效率的因素
②原理:
③匀速拉动弹簧测力计,目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变;
④多次测量的目的是进行一些必要的比较,利用不完全归纳法总结规律,而不是求平均值;
⑤实验结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物越重,滑轮组的机械效率越大。
【考点专练】
1.课后延时服务社团活动中,“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动,提出如下科学猜想;
猜想一:滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关
猜想二:滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关
现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计(量程合适)、规格2N的钩码多个,实验装置如图所示;请你协助“勇创”兴趣小组完成实验;
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是______;
(2)实验数据记录如下表:
次数 物体重力(N) 物体上升的高度(cm) 弹簧测力计的示数(N) 绳子自由端移动的距离(cm) 机械效率
1 2 10 10 30 66.75
2 4 10 1.7 30
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据,第二次实验时滑轮组的机械效率为______;
②分析实验数据可得出结论同一滑轮组,物体提升相同高度,______,机械效率越高;
③若要验证猜想二,你的关键操作是______。
2.涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢?为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图,实验数据记录如下表所示:
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用 图所示装置来完成的。
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(4)通过比较 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号)。
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重机械效率越小。
(6)为提高滑轮组机械效率节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措
施有(多选) 。
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物体重
C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
考点六:探究斜面机械效率的影响因素
【高频考点】
①目的:探究斜面机械效率的影响因素
②原理:
③结论:斜面越陡机械效率越高,斜面越缓,机械效率越低。
【考点专练】
1.小敏在利用斜面搬运物体A的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究(如图所示),测得的实验数据如表所示:
(1)根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%;
(2)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,越________;
(3)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率________。
2.用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等,与丙的不相等;甲、丙斜面表面粗糙程度相同,与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高,弹簧测力计示数F0=20.0N;再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度,弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。
根据表中数据回答下列问题:
(1)斜面甲省力大小△F甲= N;
(2)斜面丙的机械效率η丙= %;
(3)比较甲、乙实验结果,可以认为 ;比较甲、丙实验结果,可以认为 (选填序号,有可能不止一项正确)。
A.斜面省力大小与斜面倾角有关
B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关
C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
D.斜面机械效率与斜面倾角有关
E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关
F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
3.在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
①比较1和2两次实验发现:在所有滑轮组一定时,提升的钩码________,机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与________有关。
③比较________两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。
④第5次实验是利用了图________的装置完成的,判断依据是________。
⑤利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起,滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。
(2)小明利用图丙装置实验发现: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。保持斜面倾斜程度不变,可以采用________的方法减小摩擦,从而提筒斜面的机械效率。
(3)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功;进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都________。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
2023年中考物理专题复习-力学探究性实验参考答案
考点一:探究阻力对物体运动的影响
【高频考点】
①实验方法:控制变量法、转换法
②让小车从同一高度静止滑下的目的:使小车到达水平面的速度相同。
③实验现象:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动得越远,小车的速度减小的得越慢。
④实验推论:当水平面绝对光滑时,阻力为零,小车将做匀速直线运动。
【考点专练】
1.为探究“力与运动的关系”,设计了如图所示的斜面实验,让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中,让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的______相同;小车到达水平面的初始动能是由______势能转化而来的;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现:水平面阻力越小,小车滑行的距离就越______(选填“远”或“近”);进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,则物体将在水平面上做______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
【答案】 ① 速度 ②. 重力 ③. 远 ④. 匀速
2.某同学用如图所示的装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)他在水平面上分别铺上不同材料,让同一小车从相同斜面上的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达斜面底端时的___________相同
(2)实验发现:小车分别在毛巾、棉布和木板表面上滑行时,在木板表面滑行距离最远,说明小车受到的阻力越小,运动状态越___________(填“容易”或“不容易”)改变。由此推测:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将一直做___________。
(3)小车在水平而上三次滑行过程中,在___________表面克服阻力做功的功率大。
(4)在不增加任何器材的情况下,若要探究速度对动能大小的影响,可使小车从斜面的___________高度由静止滑下,比较小车在___________水平面上滑行的距离即可。(均填“相同”或“不同”)
【答案】 ①. 初速度 ②. 不容易 ③. 匀速直线运动 ④. 毛巾 ⑤. 不同 ⑥. 相同
3.为探究“力与运动的关系”,设计了如图所示的斜面实验,让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
①实验中,让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的___________相同。
②比较甲、乙、丙三次实验,发现水平面阻力越小,小车滑行的速度改变的越_____(选填“快”或“慢”);如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,则物体将在水平面上做___________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
【答案】 ①. 速度 ②. 慢 ③. 匀速
4.如图所示,探究阻力对物体运动的影响。
(1)三次实验中,均让小车从斜面的同一高度由静止滑下,此操作的目的是______,实验中,通过_______方式改变阻力的;
(2)观察图中小车在不同水平面上运动的路程,可得出结论:小车受到的阻力越小,小车在水平面上运动的路程越_______,速度减小得越_______。由此,推理得出:如果没有阻力且水平面足够长,运动着的小车将做_______;
(3)小车在棉布和玻璃板上运动时,克服阻力做功分别为W1和W2,则比较W1和W2的关系是:W1_______W2;
(4)一辆货车在直轨道上匀速向前行驶,小明在车厢内某处竖直向上跳起,不计空气阻力,那么小明会会落在起跳点的_______(选填“前方”、“后方”或“原处”)。
【答案】 ①. 使小车到达斜面的初速度相同 ②. 改变接触面的粗糙程度 ③. 远 ④. 慢 ⑤. 匀速直线运动 ⑥. = ⑦. 原处
考点二:探究二力平衡的条件
【高频考点】
①选择静止状态的原因:操作方便,便于观察实验;
②本实验中选用小车而不选用木块, 理由是: 减小了摩擦力对实验的影响;
③该实验在选择卡片时应该选用较轻的卡片,其目的是减小卡片重力对实验的影响;
④如何探究两个力在同一直线上:将小车(或卡片)旋转一个角度,看小车(或卡片)能否平衡;
⑤如何探究两个力作用在同一物体上:用剪刀把小纸片剪开,看小纸片能否平衡;
⑥进行多次实验的目的:避免实验的偶然性,寻找普遍规律。
【考点专练】
1.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,保持与的大小不变,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。
【答案】 ①. 摩擦力 ②. 静止 ③. 相等 ④. 同一直线
2.某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示,M为一轻薄塑料片,实验中所用的钩码均为100g,不计绳重及摩擦(g取10N/kg)。
(1)在图甲的装置中滑轮的作用是_______。
(2)当左右两端同时各挂1个钩码时,塑料片静止,其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______;当左端再挂上一个钩码时,如图乙所示,塑料片将做_______(选填“匀速”或“变速”)运动,此时塑料片受到的合力为_______N。
(3)在图甲实验的基础上,用剪刀将塑料片从中间剪断,断开的塑料片向两边加速运动,说明不任同一物体上的两个力________平衡(选填“他”或“不能”)。
【答案】 (1). 改变力的方向 (2). 相反 (3). 变速 (4). 1 (5). 不能
3.如图甲是小华探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整___________来改变拉力的大小。实验中选择小卡片的目的是___________(填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力;
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作:___________(填“挤压”“翻转”或“旋转”)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡;
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是___________。
A.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.减少了摩擦力对实验结果的影响
【答案】 ①. 钩码个数; ②. 不考虑 ③. 旋转 ④. C
4.小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:
(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但___________不相等,则这两个力不平衡。
(2)按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,把塑料块转过,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但___________,这两个力不平衡。
(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是___________。
A. 塑料块容易扭转
B. 塑料块是比较容易获取的材料
C. 减少了摩擦力对实验结果的影响
【答案】 (1). 大小 (2). 不在同一直线上 (3). C
考点三:探究动能跟哪些因素有关
【高频考点】
①实验方法:控制变量法;转换法。
如何判断动能大小:看木块被小钢球推动的距离多少。
使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的:使小球到达水平面时的初速度相同;
如何改变钢球速度:使钢球从不同同高度滚下;
②分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时,速度越大,动能越大;
保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时,质量越大,动能越大;
③得出结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。
④斜面的作用:是物体具有速度并改变物体速度的大小。
⑤能量转化:在斜面上机械能转化过程:重力势能转化成动能 , 在水平面上能力转化过程:动能转化为内能。
⑥木块最终停下来的原因:在水平面受到摩擦力。
【考点专练】
1.如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)小车的动能大小是通过___________来反映的;
(2)小车从粗糙斜面滑下的过程中,它的___________转化为动能,机械能___________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)物体的动能可能与运动的速度和质量有关。请你利用以上装置设计实验,探究同一个小车的动能大小与速度是否有关。
【实验步骤】___________
【分析与论证】___________
【答案】 ①. 木块被撞击后移动的距离 ②. 重力势能 ③. 减小 ④. 让同一个小车先后在斜面的不同高度由静止自由下滑,使小车到达水平面的速度不同,对比前后两次实验中木块被撞击后移动的距离。 ⑤. 小车在斜面上的位置越高,小车的速度越大,木块被撞击后移动的距离越远;小车在斜面上的位置越低,速度越小,木块被撞击后移动的距离越近。说明物体的动能与物体的速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大。
2.如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
(1)本实验是通过观察________来比较钢球动能的大小;
(2)保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(3)换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(4)本实验中用到的研究方法是________(填其中一种即可)。
【答案】 ①. 弹簧被压缩的程度 ②. 速度 ③. 质量 ④. 控制变量法(或转换法)
3.如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 ______无关;
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较 ______反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 ______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与 ______有关(选填“速度”、“高度”或“质量”);
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做 ______直线运动(选填“减速”、“匀速”或”“加速”);
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能 ______(选填“相等”或“不相等”),该方案 ______(选填“正确”或“错误”)。
【答案】 ①. 质量 ②. 木块移动的距离 ③. 转换法 ④. 速度 ⑤. 匀速 ⑥. 相同 ⑦. 错误
4.“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示,艾力同学猜想“动能与速度和质量有关”,他让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离s,回答下列问题:
(1)艾力同学在研究动能大小跟___________的关系,实验中他控制了球的___________不变;
(2)艾力要探究动能与另一影响因素的关系,她第一次释放钢球,木块被撞击后由位置B到C;第二次换用质量更大的钢球,木块被撞击后由位置C到D。经测量sBC>sCD,则艾力的实验___________(选填“能”或“不能”)达到探究目的,因为___________;
(3)观察木块被撞击后移动距离的长短,是为了判断___________;若水平面绝对光滑,本实验将___________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
【答案】 ①. 速度 ②. 质量 ③. 不能 ④. 没有控制变量唯一 ⑤. 钢球A的动能大小 ⑥. 不能
5.在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,小明让钢球从斜面某一高度处由静止滚下,撞击水平面上的同一木块,如图所示是三次实验的情景,其中hA>hB=hC,mA=mB
(2)物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、理想实验法、控制变量法;本实验中运用了两种研究方法,一是______法;二是转换法,就是用______来显示钢球动能的大小;
(3)比较甲、丙两图,假设图甲中木块克服摩擦力所做的功为W1,图丙中木块克服摩擦力所做的功为W2,则W1______W2(“>”、“<”、“=”);
(4)结合该实验,小明联想到许多交通事故中,造成安全隐患的因素与汽车“超载”和“超速”有关,为探究“超速”带来的安全隐患,应选择______两图的实验来进行比较。
【答案】 ①. 钢球 ②. 控制变量 ③. 木块移动的距离 ④. < ⑤. 甲、乙
考点四:探究杠杆的平衡条件
【高频考点】
①实验中杠杆平衡状态的判断:处于静止状态
②调节杠杆在水平位置平衡的目的:便于测量力臂
③支点处于杠杆中点的目的:避免杠杆自重对实验结果产生影响
④实验前调节杠杆水平平衡的方法:左高向左调,右高向右调.(实验进行中不能再调节平衡螺母)
⑤进行多次实验的目的:使得出的结论更具有普遍性
⑥实验数据分析,得出结论:F1L1=F2L2
【考点专练】
1.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)没有挂钩码时,杠杆静止时的状态如图所示,为了使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向___________移动;
(2)杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。再做几次实验的目的是___________(填序号);
A.多次测量求平均值,减小误差
B.寻找规律的普遍性
(3)当货车所载货物重心太靠后时,货车会翘起来,如图所示,这样容易造成交通安全事故。若以后轮为支点,货物对货车压力F的力臂用表示,货车重力G的力臂用表示,货车之所以会翘起来,是因为___________(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 ①. 右 ②. B ③. >
2.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验,已知每个钩码重0.5N。
(1)杠杆处于如图甲状态时,若要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。杠杆是否处于水平位置平衡,是由杠杆与重垂线是否垂直来判断的,这是利用了重力的方向总是______。
(2)小叶同学完成一次操作后,实验现象如图乙所示。记录的数据为:动力F1=2N,动力臂=1cm;阻力F2=1N,阻力臂=2cm。他测出了这组数据后就得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论,你认为他的结论是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是______。
(3)小叶与同学又将实验改装成图丙,在A处正下方悬挂一不吸水的石块,B处施加一个与竖直方向夹角为60°的拉力F=4N,杠杆恰好在水平位置平衡,此时杠杆为______(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。若将该石块浸没在水中且不触底,要使杠杆在水平位置再次平衡,应在B处竖直向上施加拉力为______N。(已知ρ石=2.0×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】 ①. 右 ②. 竖直向下 ③. 错误 ④. 不同物理量相加减没有物理意义 ⑤. 等臂 ⑥. 1
3.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向_________ (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________,②为___________;
实验次数 动力F1/N 动力臂l1 / m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:_____________;
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了__________。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为___________(选填“OA”“OB”或“AB”)。
【答案】 ①. 右 ②. 1 ③. 0.15 ④. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ⑤. 拉力的方向 ⑥. OB
4.在探究“杠杆的平衡条件”实验时。
(1)实验前,将杠杆置于支架上,当杠杆静止时,发现左端下沉,如图1所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在 (选填“任意”或“水平”)位置平衡;
(2)调节平衡后,在杠杆上A点处挂两个钩码,如图2所示,则在B点处应挂 个钩码,才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码,则杠杆 (选填“能”或“不能”)保持平衡;
(3)为了使实验结论具有 (选填“普遍性”或“偶然性”),应改变钩码个数及悬挂位置,多次进行实验;
(4)实验时,不再调节平衡螺母,使杠杆的重心位置保持在O点不变,将支点换到O′点,如图3所示,发现A点处只挂1个钩码,杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N,则杠杆重力为 N。由此可知,将杠杆支点位置设在 (选填“O”或“O'”)点进行实验,能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的得出。
【答案】(1)右;水平;(2)2;能;(3)普遍性;(4)0.25;O。
5.小勇在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
(1)实验装置如图甲所示静止在桌上,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)平衡状态,为了调节杠杆在水平位置平衡,他应将两侧的平衡螺母向______边调;
(2)小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示,他应该在下列方法中选择______使杠杆重新在水平位置平衡;
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
(3)进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中。
小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论:动力+动力臂=阻力+阻力臂。小华说他得出的结论是错误的,小华判断的依据是______。
【答案】 (1). 是 (2). 左 (3). B (4). 不同的物理量不能相加
6.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆 (选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 。
(4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是 (选填“大于”、“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是 。
(5)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例: 。
【答案】(1)平衡;左 (2)左端下沉,(3)避免实验偶然性,获得普遍规律;
(4)2.3;大于;杠杆自重对杠杆平衡有影响 (5)费力。
7.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺细线和质量相同的0.5N重钩码若干个。
(1)实验前调节杠杆两端的平衡螺母,将如图甲所示杠杆的平衡螺母适当往________(选填“左”或“右”)调,使杠杆在水平位置平衡;
(2)小明同学所在实验小组完成一次操作后,实验现象如图乙所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂L1=0.2m,阻力F2=1N,阻力臂L2=0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的结论不一定严谨,理由是________;
(3)图乙实验中,小明把两边的钩码同时远离支点一格,则杠杆的________(选填“左”或“右”)端会下沉;
(4)他把右边的钩码换成弹簧测力计,使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计拉力的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 右 ②. 没有多次实验,寻找其普遍规律 ③. 左 ④. 不变
考点五:探究影响滑轮组机械效率的因素
【高频考点】
①目的:探究影响滑轮组机械效率的因素
②原理:
③匀速拉动弹簧测力计,目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变;
④多次测量的目的是进行一些必要的比较,利用不完全归纳法总结规律,而不是求平均值;
⑤实验结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物越重,滑轮组的机械效率越大。
【考点专练】
1.课后延时服务社团活动中,“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动,提出如下科学猜想;
猜想一:滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关
猜想二:滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关
现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计(量程合适)、规格2N的钩码多个,实验装置如图所示;请你协助“勇创”兴趣小组完成实验;
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是______;
(2)实验数据记录如下表:
次数 物体重力(N) 物体上升的高度(cm) 弹簧测力计的示数(N) 绳子自由端移动的距离(cm) 机械效率
1 2 10 10 30 66.75
2 4 10 1.7 30
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据,第二次实验时滑轮组的机械效率为______;
②分析实验数据可得出结论同一滑轮组,物体提升相同高度,______,机械效率越高;
③若要验证猜想二,你的关键操作是______。
【答案】 ①. 刻度尺 ②. 78.4% ③. 物体的重力越大 ④. 控制物体的重力和动滑轮的个数不变,改变物体上升的高度
2.涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢?为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图,实验数据记录如下表所示:
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用 图所示装置来完成的。
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(4)通过比较 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号)。
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重机械效率越小。
(6)为提高滑轮组机械效率节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措
施有(多选) 。
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物体重
C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
【答案】(1)匀速 (2)丙 (4)1、3 (6)ABC
考点六:探究斜面机械效率的影响因素
【高频考点】
①目的:探究斜面机械效率的影响因素
②原理:
③结论:斜面越陡机械效率越高,斜面越缓,机械效率越低。
【考点专练】
1.小敏在利用斜面搬运物体A的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究(如图所示),测得的实验数据如表所示:
(1)根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%;
(2)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,越________;
(3)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率________。
【答案】(1)80.6 (2)费力 (3)越高
2.用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等,与丙的不相等;甲、丙斜面表面粗糙程度相同,与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高,弹簧测力计示数F0=20.0N;再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度,弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。
根据表中数据回答下列问题:
(1)斜面甲省力大小△F甲= N;
(2)斜面丙的机械效率η丙= %;
(3)比较甲、乙实验结果,可以认为 ;比较甲、丙实验结果,可以认为 (选填序号,有可能不止一项正确)。
A.斜面省力大小与斜面倾角有关
B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关
C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
D.斜面机械效率与斜面倾角有关
E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关
F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
【答案】(1)2.6;(2)85.7;(3)BE;AD。
3.在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
①比较1和2两次实验发现:在所有滑轮组一定时,提升的钩码________,机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与________有关。
③比较________两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。
④第5次实验是利用了图________的装置完成的,判断依据是________。
⑤利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起,滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。
(2)小明利用图丙装置实验发现: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。保持斜面倾斜程度不变,可以采用________的方法减小摩擦,从而提筒斜面的机械效率。
(3)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功;进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都________。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
【答案】 (1). 重力越大 (2). 动滑轮的重力 (3). 2和3 (4). 图乙 (5). 第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等 (6). 80% (7). 减小接触面的粗糙程度 (8). 不能省功 (9). B