同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设:
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关;
滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关;
一位同学设计了如图所示的三个滑轮组,并将所测实验数据填入下表:
(1)在表中填上三次实验的机械效率。
(2)根据实验_____和_____(选填①、②、③、)可知,滑轮组机械效率高低与被提物重有关;
(3)通过实验可以发现,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越______;
(4)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关,应该选用_______(填“同一”
或“不同”)滑轮组,提升_______(填“相同”或“不同”)的高度去研究。
在“探究斜面的机械效率”实验中,小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置,下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。
⑴先将表格内空白处填充完整(保留一位小数)。再分析表中数据可得该实验是探究__________(选填“小明”或“小聪”)的猜想,结论是:在其它条件一定时,斜面___________,机械效率越高。
⑵另一位同学为探究自己的猜想,设计了如下步骤:
①把一块长木板的一端垫高,构成一个斜面。
②用弹簧测力计沿斜面把一木块________拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率。
③保持斜面的_______不变,改变斜面的_______,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率。
④比较两次机械效率的大小,即可验证猜想是否正确。
交流与评估是科学探究的一个重要环节,我校九(1)班的同学,利用如下图所示的实验装置完成了“测定滑轮组机械效率”的实验后.进行了小组交流,下表是各小组的实验数据记录.
请你对表中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题:
(1)实验中影响滑轮组效率的两个主要因素是什么?
_________________________________________________________________________
(2)1、2两个小组实验测出的滑轮机械效率不同,可能的原因是什么?
_________________________________________________________________________
(3)请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议。
_________________________________________________________________________
在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中,用沿斜面向上的力F拉动小车,使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端,如图所示。多次改变斜面倾斜程度,部分实验数据记录在下面的表格中,根据表格中数据回答下列问题:
斜面 倾斜度 |
小车重量 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 |
较缓 |
10 |
0.1 |
3 |
1 |
1 |
3 |
33.3% |
较陡 |
10 |
0.2 |
4 |
1 |
2 |
4 |
50% |
最陡 |
10 |
0.4 |
1 |
6 |
(1)当斜面“最陡”时,沿斜面拉力为 N;做的有用功为 J;斜面的机械效率为 %。
(2)通过数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,需要的拉力越 。
(3)根据上面实验数据,你可以获得该实验探究的初步结论是:
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。
(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。
在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了5次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据,用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据,测得数据如表:
实验次数 |
动滑轮重G动/N |
物重G/N |
钩码上升高度h/m |
动力F/N |
动力作用点移动距离s/m |
滑轮组的机械效率η/% |
1 |
0.5 |
1 |
0.1 |
0.7 |
0.3 |
47.6 |
2 |
0.5 |
1 |
0.2 |
0.7 |
0.6 |
47.6 |
3 |
0.5 |
2 |
0.1 |
1.1 |
0.3 |
60.6 |
4 |
0.5 |
4 |
0.1 |
2 |
0.3 |
① |
5 |
1 |
4 |
0.1 |
② |
0.5 |
|
(1)请根据前四组数据,在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法.
(2)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计.
(3)表格中变化①处数据应为 ;根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为 N.
(4)由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与 无关.
(5)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关.
(6)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”.你认为这句话是 的(填“正确”或“错误”).你是用小明收集的数据中 两组数据对比分析来判断的.
小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题:
(1)使用动滑轮能否省功?
(2)动滑轮的机械效率与什么因素有关?
实验得到下表中的数据:
钩码 重/N |
钩码上升的距离/m |
弹簧测力计的示数/N |
弹簧测力计 移动距离/m |
W有用功/J |
W总/J |
机械效率η / % |
1 |
0.10 |
0.6 |
0.20 |
0.10 |
0.12 |
83.33 |
2 |
0.15 |
1.1 |
0.30 |
0.30 |
0.33 |
90.91 |
3 |
0.20 |
1.6 |
0.40 |
0.60 |
0.64 |
|
(1)提升3N钩码时的机械效率是 。
(2)分析3次实验的数据可初步得出的结论是:使用动滑轮 。
(3)既然有如上结论,为什么还要使用动滑轮,请引用表中数据举例说明: 。
(4)分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是: 。
在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强先用弹簧测力计测出钩码重力G,按图甲所示组装好器材,拉动弹簧测力计使钩码上升,用刻度尺分别测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s,在物体静止时读出拉力的大小F,下表是他记录的一组数据.
(1) 实验中拉动钩码上升时应____________拉动测力计;该实验的实验原理是___________.
(2) 由表中数据可计算出,滑轮组对钩码做的有用功为__________J,总功为_________J. (3) 对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是 ;结合图甲弹簧测力计放大图,可知小强的错误是 .(4) 同组的小华多用了一个相同的滑轮组成了图乙所示的滑轮组来提升相同的钩码时,发现更省力,那么用小华的方法测出的机械效率比小强的将__________(选填“偏大”,“偏小”,“不变”),其原因是__________________________________________________.(不计绳重和摩擦)
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,小红用如图所示的滑轮组分别做了三次实验,第一次使用塑料滑轮,第二次使用铝制滑轮,第三次使用铁制滑轮,实验数据记录如下表:
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)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 。
如图所示是小华同学探究滑轮组的机械效率的实验装置,实验数据如下表:
实验次数 |
钩码重G/N |
钩码上升高度h/cm |
弹簧测力计示数F/N |
弹簧测力计移动的距离s/cm |
机械效率 η/% |
1 |
1 |
10 |
0.5 |
30 |
66.7 |
2 |
2 |
10 |
0.75 |
30 |
88.9 |
3 |
2 |
20 |
0.75 |
|
|
(1)实验时,竖直向上 拉动弹簧测力计,使物体缓慢上升;
(2)第3次测量中,弹簧测力计移动的距离为 cm,滑轮组机械效率为 ;
(3)分析实验数据,可得出的实验结论是:滑轮组机械效率与 有关;
(4)滑轮组的机械效率还可能与 和________等有关。
某兴趣小组学习机械效率知识后,为“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”,设计了如下实验探究过程:先用弹簧测力计测出物体的重G,按如图所示组装好器材。拉动弹簧测力计,使物体匀速上升,用刻度尺.分别测出物体上升的高度h和测力计移动的距离s,在物体静止时读出拉力的大小F。
(1)以上操作过程中存在一处错误是_____________________,
正确的操作方法是___________________
(2)改正错误后,正确操作得到的实验数据如表:
滑轮 |
物体重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 |
甲 |
1 |
20 |
1.1 |
20 |
乙 |
1 |
20 |
0.6 |
40 |
比较测力计示数的大小,可知使用动滑轮的好处是_______________;在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的好处,应选择__________。
(3)使用动滑轮所做的有用功是___________J,动滑轮的机械效率是_______.比较定滑轮和动滑轮的机械效率,两种滑轮的机械效率不同的原因是_____________________.
在“测量动滑轮机械效率”的实验中,小明先用弹簧测力计测量钩码的重力G(如图甲),再用图乙所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,正确操作,实验数据如下:
(1)图甲中弹簧测力计的示数为 N;
(2)图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是 (选填“A”或“B”)同学的方法;
(3)按照正确的测量方法,测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F (选填“>”、“<”或“=”)G/2;
(4)第①次实验测得动滑轮的机械效率为 ;
(5)第③次实验时,钩码上升的速度为0.05m/s,则拉力的功率为 W,静止时拉力F的大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)1.7N;
(6)由表中实验数据分析可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
小明要进行“测滑轮组机械效率”的实验。
(1)实验中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。
(a)第2次实验中,机械效率是 。
(b)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 。
(c)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功 (选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
(2)若两次实验中的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮机械效率却不同,原因不可能是( )
A.滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同 | B.测拉力时没有使测力计匀速上升 |
C.测拉力时拉力的方向没有竖直向上 | D.钩码被提升的高度不同 |
小明和小华在“测滑轮组机械效率”的实验中,一起组装好如图所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)小红应该_____________拉动弹簧测力计,使钩码升高,并由弹簧测力计读出拉力为2N,同时小华用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m,以上测量准确无误,其他被测物理量和计算的数据如下表:
钩码重(N) |
弹簧测力计提升的高度(m) |
有用功(J) |
总功(J) |
机械效率 |
4 |
0.2 |
0.4 |
0.4 |
100% |
(2)小明和小红测得滑轮组的机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮助找出原因 。
(3)该滑轮组的机械效率实际为__________________
(4)若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),要提高改滑轮组的机械效率还可以_____________________________
某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想,小组将对猜想进行验证.
(1)如果影响机械效率的因素有多个,要研究机械效率与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法在科学探究中被称作____.
(2)下列A、B是同学提出的两个猜想:猜想A:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关;猜想B:两个相同滑轮组成滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物重有关;
(3)为了验证上述猜想是否正确,将分别按图1、图2、图3和图4滑轮组进行实验.
(a) 按图____滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小____(相等/不相等),则可初步判断猜想A是错误的;
(b) 按图____滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想B是____(正确/错误)的;