如图所示,是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。请回答以下问题:
⑴ 设计实验的目的是研究_______________ (填:钢球或木块)动能的大小与__________的关系。
⑵ 实验是通过观察_________________,说明钢球对木块做功的多少,从而得出结论的。
⑶若水平面为光滑的,该实验还能用以上方法得出结论吗?
(请简述理由)答: _______________________________________________________。
某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据。
实验次数 |
斜面的倾 斜程度 |
物块重 力G/N |
斜面高 度h/m |
拉力 F/N |
斜面长 度S/m |
机械效 率η |
1 |
较缓 |
5 |
0.2 |
2.4 |
1 |
41.7% |
2 |
较陡 |
5 |
0.5 |
3.2 |
1 |
78.1% |
3 |
最陡 |
5 |
0.7 |
4.3 |
1 |
81.4% |
(1)分析表中的数据可得出:斜面越缓越 力(选填“省”或“费”)。
(2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.0N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:斜面的机械效率与
和 有关。
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力 物块所受的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”) 。
小红看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远。小红猜想:弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
(1)为验证其猜想是否正确,她设计了如图15所示的实验,将小球置于弹簧的右端,将同一个弹簧每次压缩__________的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度),松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒,并留在其中,分析比较纸盒__________,从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。
(2)假若水平面绝对光滑,本实验将__________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)小红根据实验现象认为:小球推动纸盒一起移动一段距离后都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的能量最终都彻底消失了,你认为小红的观点是__________(选填“正确”或“错误”)的。
探究斜面的过程中,小兰同学所在的实验小组记录的数据如表所示.
测量 次数 |
F/N |
s/m |
G/N |
h/m |
Fs/J |
Gh/J |
1 |
0.21 |
1.0 |
1 |
0.20 |
0.21 |
0.20 |
2 |
0.76 |
1.0 |
3 |
0.25 |
0.76 |
0.75 |
3 |
0.25 |
1.0 |
1 |
0.30 |
0.25 |
0.30 |
(1)小兰对数据的可靠性分析、评估时发表第_ 组数据记录有误.小兰做出这种判断的依据是: .
(2)在前面探究的基础上,小兰等同学将小车的翻过来(轮子向上)进行实验,发现计算出来的“Fs”和“Gh”差距较大.激发出探究“影响斜面的机械效率的因素”的兴趣,小兰认为可能影响斜面机械效率的因素有斜面的粗糙程度、倾斜程度、木块的重力.小兰对某个因素的探究时,记录实验数据如表:
斜面倾斜程度 |
小车重G/N |
小车上升 高度h/m |
沿斜面拉力F/N |
小车移动 距离s/m |
机械效率h |
较缓 |
10 |
0.1 |
3 |
1 |
33% |
较陡 |
10 |
0.2 |
4 |
1 |
|
最陡 |
10 |
0.4 |
6 |
1 |
67% |
请根据以上实验数据回答:
①小兰探究过程中,控制的变量是: 和 .
②“较陡”时,斜面的机械效率为 .
③通过对上述实验数据的分析,小兰获得的初步结论是: 相同时, ,斜面的机械效率越大.
④实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,物体受到的摩擦力f与拉力F的大小关系为f F(选填“大于”、“等于”或“小于”) .
小明猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关.
上述甲、乙两组实验中:
(1)①选用图甲探究的是动能与 的关系,理由是:两球 相等;得出的结论是: .
②乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时,具有相同的 .
③物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、对比法、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,就是通过观察 的大小,来判断小球动能的大小.
(2)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小明所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示.
分析这两组数据可以得出: 对物体的动能影响较大.依据是 .
机械效率学习了机械效率知识后,全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关; |
B.跟斜面的粗糙程度有关; |
C.跟斜面的长度有关; |
D.跟物体的重力有关. |
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计并进行了探究,下表反映了他的探究过程.
试验 次数 |
斜面 倾角 |
斜面粗 糙程度 |
物重 G/N |
斜面 高度 h/m |
沿斜面 拉力 F/N |
斜面长 s/m |
有用功 W有用/J |
总功 W总/J |
机械 效率 η(%) |
① |
30° |
粗糙 |
1 |
0.5 |
0.7 |
1 |
0.5 |
0.7 |
|
② |
30° |
稍光滑 |
1 |
0.5 |
0.6 |
1 |
0.5 |
|
83 |
③ |
45° |
粗糙 |
1 |
0.7 |
0.8 |
1 |
|
0.8 |
87.5 |
(1)通过对比实验①②数据,可验证猜想_____________(填写字母).
(2)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越____________ .
(3)若要验证猜想D,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和 ___________不改变
(4)斜面在我们生活中的应用是____________________
(5)有同学认为斜面的粗糙程度相同时,同一斜面所受的摩擦阻力是一样的,计算后发现第三次的阻力是__________N,和第一次的阻力不一样,原因是__________________
如图所示,是小松同学测定滑轮组机械效率的装置图.
(1)小松同学在实验中测量的有关数据如下表,请你根据表中数据画出实验中滑轮组的绕线,并填好下表的空格:
次数 |
钩码重 G/N |
钩码上升 的高度h/m |
拉力F/N |
细线自由端 移动的距离s/m |
机械效率 /% |
1 |
1.0 |
0.2 |
0.8 |
0.4 |
62.5 |
2 |
3.0 |
0.3 |
2.0 |
0.6 |
75 |
(2)小松在实验过程中,应当 拉动弹簧测力计,才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
(3)请根据实验结论及相关知识判断,下列说法正确的是( )
A、滑轮组的机械效率大小只取决于摩擦及动滑轮的重力,与被提物重无关
B、 对同一滑轮组,所提物体重力越小,机械效率越高
C、 在不计绳重及摩擦时,机械效率的大小与绳子的绕法无关
D、 滑轮组的机械效率越高,所做的有用功就多
在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,小明提出它的机械效率与物体上升的高度有关,小组同学利用图所示装置测得了四组数据,如下表所示。
实验 次数 |
钩码重 G/N |
钩码上升的 高度h/cm |
测力计 示数F/N |
测力计移动的 距离s/cm |
1 |
3.0 |
2.0 |
1.2 |
6.0 |
2 |
3.0 |
5.0 |
1.2 |
15.0 |
3 |
3.0 |
8.0 |
1.2 |
27.0 |
4 |
3.0 |
10.0 |
1.2 |
30.1 |
(1)四次实验中,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,滑轮组的机械效率为 。
(3)根据以上信息,可以判断滑轮组的机械效率与物体上升的高度 关。
小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系,设计了如图甲、乙所示的实验。
实验甲:质量相同的两个小球,沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示。
实验乙:质量不同的两个小球,沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示。
(1)要探究物体动能的大小与速度的关系应选用 图。(填“甲”、“乙”)
(2)甲组实验可以得出的结论是_______________________________ 。乙组实验可以得出的结论是_______________________________。
(3)这个实验中,利用木块被碰撞后移动的 来比较物体的动能大小。下列实例中与此实验方法相同的有 。(填编号)
①认识电流大小时,用水流进行类比
②研究电磁铁磁性强弱时,通过比较电磁铁吸引大头针多少来判断电磁铁磁性的强弱
③研究电流大小与电阻的关系时,保持电压不变。
如图甲所示是小红探究“阻力对物体运动影响”的实验,如图乙所示是小明探究“动能大小与什么因素有关”的实验.请回答下列问题:
(1)小红发现:平面越光滑,小车运动距离越 .联想到在雨雪天驾驶汽车应适当 (选填“增大”或“减小”)汽车之间的距离.
(2)小明发现:钢球质量越大,动能越 .联想到高速公路的限速牌上同时标明“120”和“100”字样, (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100km/h.
(3)小红通过上面的探究学习,思考了一个问题:当自己荡秋千运动到右侧最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她做出了以下猜想,你认为其中准确的是 .(图中的黑点表示小红同学)
(4)小明在做乙图所示实验中,在斜面底端放置木块的作用是 。小球和木块在运动过程中机械能将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图,他们测得钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离S,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表:
(1)表格中数据★=
(2)比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是
(3)比较实验2、3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是
(4)在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码,装置的机械效率将 (变大/变小/不变)
引体向上是体能测试项目之一,引体向上时双臂的拉力使身体上升做功。请你写出要测量引体向上时人做功的功率所需的测量器材和所要测量的物理量,并写出引体向上时人做功的功率的表达式。
某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示
⑴通过表中数据可分析出实验1是用_____图做的实验,实验2是用______图做的实验,请将表中空白处填上恰当的数据。
⑵通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率___________。
⑶比较实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,________________,可以提高滑轮组的机械效率。
|
1 |
2 |
3 |
钩码重G(N) |
4 |
4 |
6 |
钩码上升高度h(m) |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
绳端拉力F(N) |
1.8 |
1.4 |
2.4 |
绳端移动距离S(m) |
0.3 |
0.5 |
0.3 |
机械效率η |
74% |
57% |
|
图甲是小刚第3次实验测测滑轮组的机械效率的示意图.他用弹簧测力计拉动绳子自由端,将重为6N钩码从A位置提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A' 位置上升到B' 位置, 在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示.则:
实验次数 物理量 |
1 |
2 |
3 |
钩码重G/N |
4 |
4 |
6 |
钩码上升高度h/m |
0.100 |
0.100 |
a |
绳端拉力F/N |
1.8 |
1.4 |
b |
绳端移动距离s/m |
0.300 |
0.500 |
c |
机械效率η |
74% |
57% |
d |
甲 乙
(1)实验时,应将弹簧测力计 向上拉动.
(2)据图将表格补充完整b = ______N;c = ______m;d = ______%.
(3)从表中数据可分析出实验2是用图中的__________(填“甲”或“乙”)图做的实验.
(4)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,滑轮组的机械效率可能与_____________有关.
(5)比较实验1和实验3可得结论:对于同一滑轮组,被提升物体所受重力越大,滑轮组的机械效率越__________.(选填“高”或“低”)
(6)小李想到计算机械效率还可用,于是用弹簧测力计测得动滑轮重,代入上式计算后发现比实际测得的机械效率值偏大,原因是实际测量中还包含克服_________做的功.
如图所示,甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上.乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动.请回答下列问题:
⑴甲实验的目的是探究钢球动能的大小与速度的关系;实验时,它是通过观察 ,从而判断钢球动能的大小。
⑵进行乙实验时,每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的起始 相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受到 的大小.从而可以推理:如果运动的物体不受力,它将 。