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2019-2020年九年级(上)第一次质检物理试卷(10月份)
一、选择题
1.登楼梯比赛中,小明同学从一楼匀速登上五楼,共用了12s,则他登楼时克服重力做功的功率最接近于( )A.5WB.50WC.5000WD.500W 2.“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能翘起整个地球.”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )A.用鱼杆钓鱼B.用羊角锤拔钉子C.用筷子夹取食物D.用笤帚扫地 3.对于功的理解,下列说法正确的是( )A.作用在物体上的力越大做的功越多B.物体通过的距离越长,对物体做的功越多C.物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时,没有力做功D.有力作用在物体上这个力就一定做功 4.如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板.她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来.使杆逆时针转动的力是( )A.苹果的重力B.桔子的重力C.杆对桔子的支持力D.苹果对杆的压力 5.要提高某一机械的效率,可以采取的正确方法是( )A.增加机械做功的时间B.减少机械做功的时间C.尽量采取措施减少额外功D.增加机械的功率 6.如图所示,杠杆上分别放着质量不相等的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以相同速度同时匀速向支点移动,则杠杆( )A.仍能平衡B.不能平衡,大球那端下沉C.不能平衡,小球那端下沉D.无法判断 7.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,力F在这个过程中( )A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小 8.如图所示,粗略测量小明同学引体向上运动的功率时,下列物理量不需要测量的是( )A.小明的质量B.单杠的高度C.每次身体上升的高度D.做引体向上的时间 9.分别用如图所示的(甲)、(乙)两个滑轮组,在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N.不计绳重及摩擦,此过程中( )A.F甲F乙=23W甲W乙=32η甲η乙=32B.F甲F乙=32W甲W乙=32η甲η乙=32C.F甲F乙=32W甲W乙=11η甲η乙=11D.F甲F乙=11W甲W乙=11η甲η乙=11 10.如图所示,用一个重为9N的动滑轮来提升物体,在实际工作中竖直向上的拉力为30N,则动滑轮的机械效率( )A.一定等于85%B.一定大于85%C.一定小于85%D.以上情况都有可能 11.如图甲所示,长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑滑环,用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图所示,则杆重( )A.500NB.50NC.100ND.10N 12.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了图1所示的滑轮组装置.当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示.(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果正确的是( )A.0s~1s内,地面对物体的支持力是10NB.1s~2s内,拉力F做的功是
187.5JC.2s~3s内,拉力F的功率是100WD.2s~3s内,滑轮组的机械效率是
62.5%
二、填空题13.如图,物体重10N,且处于静止状态.该滑轮是 滑轮,手拉弹簧测力计在1位置时的示数为 N.若手拉弹簧测力计在
1、
2、3三个不同位置时的拉力分别是F
1、F
2、F3,则它们的大小关系是F1 F2 F3.这证明使用定滑轮不能改变力的 ,只能改变力的 . 14.用动力臂是阻力臂两倍的杠杆,将重400N的货物抬高20cm,手向下压杠杆的力是220N.则手向下降得高度是 cm,这根杠杆的机械效率是 . 15.甲乙两同学进行爬杆比赛,爬到杆顶(杆长相同)时,甲用10s,乙用9s,若甲乙两人的体重之比为56,则甲乙两人爬到杆顶做功之比是 ,甲乙两人平均功率之比是 . 16.如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,其中桶重20N.动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重;若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升 m,手拉绳子的力为 N,工人对桶做的功为 J,滑轮组的机械效率为 . 17.如图是某商场的自动扶梯.扶梯的部分几何尺寸如图所示,质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1m/s的速度匀速上行.则扶梯对他做的功是 J,对他做功的功率是 W.如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将 (填“变大”、“变小”或“不变”).(g取10N/kg) 18.如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面.且两次所提高度相同,则F甲 F乙,两次拉力做功W甲 W乙.克服重力做的功W甲 W乙. 19.如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,其按钮可绕面板内某轴转动.根据你的生活经验,你认为 较易损坏,这是因为按动这种开关的 较小,按动需要的力较大.
三、解答题(共53分)20.按照题目要求作图
(1)如图1所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴(支点),图2为单侧钳柄及相连部分示意图,请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2.
(2)杠杆AB上挂了一个重物,为使杠杆在图3中位置静止,根据已画出的力臂画出动力F.
(3)如图4所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小的力F的示意图及其力臂L. 21.在花城新区的建筑工地上,某挖掘机沿平直路面以2m/s的速度匀速行驶50s到达工作场地进行挖掘作业.挖掘机的有关数据如表所示,在平直路面上行驶时受的阻力是重力的
0.4倍,它在挖掘的过程中要将2×104N砂土匀速从图中最低点A移到最高点B.(g=10N/kg)求项目数值整机质量(kg)9000发动机最大功率(kW)150标准斗容(m3)
1.2
(1)在平直路面上行驶过程中,挖掘机做的功;
(2)如果挖掘机在举高砂土过程中的平均功率为80kW,用时
2.5s,则此过程中挖掘机的机械效率. 22.某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物,所用的拉力F为200N,绳子自由端被拉上3m,在此过程中(不计摩擦和绳重)求
(1)拉力F所做的功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中动滑轮的重;
(4)若用此滑轮组将重800N的物体提升1m,拉力所F做功. 23.学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动.
(1)测量所需要的器材有 、 、
(2)他们设计了三套方案
①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;
③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较.可行的是 A.只有
①B.只有
①②C.只有
②③D.
①②③都可以. 24.如图所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此杠杆的支点是图中的 点,假如托起6N的重物,请你根据图所示,估算出手臂要用的动力大约是 N. 25.如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉.此时,应把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态.
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便得出了杠杆的平衡条件为 .他这样得出的结论是否合理? ;为什么? .
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是 .
(4)实验时只有8个相同的钩码,杠杆上每格等距,如图甲所示,当在A点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?(请设计两种方案)
①. ;
② .
(5)杠杆不处于水平位置能否平衡?甲乙意见不同.甲认为能平衡.于是他让每次杠杆倾斜时静止,做这个实验也得出了杠杆平衡条件.甲认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗? (选填对或错),甲这种方案与乙让杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为哪个实验方案好,并说明理由 实验方案好;理由是 .
(6)如图,在探究杠杆平衡条件时,左边的钩码个数和位置保持不变,右边弹簧测力计的作用点固定,只改变测力计与水平方向的角度θ,则能描述测力计示数F与θ关系的图象是 26.在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%
110.
50.
10.
70.
347.
6220.
50.
11.
10.
360.
6340.
50.
120.
34410.
10.
550.0
(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法.
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为 N,第3次实验时滑轮组的机械效率为 .
(3)由表中第 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
(4)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,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J. 27.如图所示是某同学探究“斜面的机械效率”实验装置图.实验前他做了如下猜想A.斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关.B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关.他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动,分别做了四次实验,并记录实验数据如下实验次数斜面倾斜程度斜面粗糙程度木块重量G/N斜面高h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η1较缓木板表面
20.
10.
60.
50.
20.367%2较陡木板表面
20.
210.
50.
40.580%3最陡木板表面
20.
31.
40.
50.
60.786%4最陡毛巾表面
20.
31.
60.5
(1)请将表所缺的数据补充完整.
(2)比较 和 两次实验可知猜想A是正确的.
(3)比较
1、
2、3次实验得到的结论是当斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,越 (省力/费力),机械效率 (越高/越低/不变). xx学年江苏省泰州市泰兴市洋思中学九年级(上)第一次质检物理试卷(10月份)参考答案与试题解析
一、选择题
1.登楼梯比赛中,小明同学从一楼匀速登上五楼,共用了12s,则他登楼时克服重力做功的功率最接近于( )A.5WB.50WC.5000WD.500W【考点】功率的计算.【专题】估算题;功、功率、机械效率.【分析】要算功率,根据功率公式需要知道该同学登楼克服重力所做的功,而要算克服重力做的功,根据功的计算公式需要知道该同学的体重和登楼的高度,体重我们估计大约是500N,每层楼高我们估计大约是3m,这样最终就可以算出功率.【解答】解估计该同学的体重为500N,每层楼高3m,登上5楼共登了4层,所以登的高度是12m该同学克服重力做的功W=Gh=500N×12m=6000J,该同学克服重力做功的功率P===500W.故选D.【点评】本题中有几个物理量并没有告诉我们,这就需要我们进行估测.人的体重和楼层的高度都是我们比较熟悉的物理量,所以解答此题需要先估测出人的体重和楼层的高度,之后就可以利用功率公式进行分析求解了.要注意登上5楼其实只登了4层楼高. 2.“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能翘起整个地球.”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )A.用鱼杆钓鱼B.用羊角锤拔钉子C.用筷子夹取食物D.用笤帚扫地【考点】杠杆的分类.【专题】应用题;简单机械.【分析】结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.【解答】解阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆.A、用鱼杆钓鱼,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;B、用羊角锤拔钉子动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;C、用筷子夹取食物动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;D、用笤帚扫地动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.故选B.【点评】此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂. 3.对于功的理解,下列说法正确的是( )A.作用在物体上的力越大做的功越多B.物体通过的距离越长,对物体做的功越多C.物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时,没有力做功D.有力作用在物体上这个力就一定做功【考点】功;力是否做功的判断.【分析】根据做功的两个条件分析物体受到力,并且在该力的方向通过距离.【解答】解A、说法错误,若物体在力的方向上没有通过距离,则没有做功;B、说法错误,若力的方向与通过的距离垂直,则没有做功;C、说法正确;D、说法错误,有力作用在物体上,还要在这个力的方向上通过距离,才算是对物体做功了.故选C.【点评】本题考查了对做功的概念的正确理解.两个做功的条件缺一不可. 4.如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板.她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来.使杆逆时针转动的力是( )A.苹果的重力B.桔子的重力C.杆对桔子的支持力D.苹果对杆的压力【考点】杠杆的平衡条件.【专题】简单机械.【分析】根据杠杆的五要素和杠杆的平衡条件进行分析.【解答】解苹果和桔子对杠杆的压力分别为动力和阻力,动力臂等于阻力臂,苹果对杠杆的压力大于桔子对杠杆的压力,因此使杠杆转动的力是苹果对杆的压力.故选D【点评】本题考查杠杆的平衡条件,相对比较简单,属于基础题. 5.要提高某一机械的效率,可以采取的正确方法是( )A.增加机械做功的时间B.减少机械做功的时间C.尽量采取措施减少额外功D.增加机械的功率【考点】机械效率.【专题】应用题;功、功率、机械效率.【分析】要解答本题需掌握机械效率是有用功和总功的比值,以及增大机械效率的方法.【解答】解∵η=,W总=W有用+W额,∴要想增大机械效率,就是增加有用功和减小额外功,即减小额外功跟总功的比值,故C正确.而做功的时间与做功的快慢都不会影响机械效率.故选C.【点评】本题主要考查学生对增大和减小机械效率方法的了解和掌握. 6.如图所示,杠杆上分别放着质量不相等的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以相同速度同时匀速向支点移动,则杠杆( )A.仍能平衡B.不能平衡,大球那端下沉C.不能平衡,小球那端下沉D.无法判断【考点】杠杆的动态平衡分析.【分析】本题重点在于分析移动中两球相对于支点的力矩变化,通过比较可以得出杠杆的移动方向.【解答】解开始时两球平衡,即力矩相等;当运动时,两球速度相同,则在相同时间内移动的距离相同,大球的力矩减少的快,则大球力矩会小于小球力矩,杠杆向小球那端下沉.故选C.【点评】本解法通过比较力矩的减少量来求出运动后的力矩,解答起来更容易一些,做题时一定不能形成思维定势,只想着比较后来的力矩. 7.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,力F在这个过程中( )A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小【考点】杠杆的动态平衡分析.【专题】应用题;简单机械.【分析】解答此题,首先要判断杠杆的五要素中,有哪些要素发生了变化,然后再利用杠杆的平衡条件进行分析.【解答】解在杠杆缓慢由A到B的过程中,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,动力臂OA的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂L2却逐渐增大;由杠杆的平衡条件知F•OA=G•L2,当OA、G不变时,L越大,那么F越大;因此拉力F在这个过程中逐渐变大.故选C.【点评】在分析杠杆的动态平衡时,一般是动中取静,依据杠杆的平衡条件进行分析,最后得到结论. 8.如图所示,粗略测量小明同学引体向上运动的功率时,下列物理量不需要测量的是( )A.小明的质量B.单杠的高度C.每次身体上升的高度D.做引体向上的时间【考点】功率的测量实验.【专题】功、功率、机械效率.【分析】做引体向上运动就是克服自身重力做的功;根据功的计算公式与功率公式求出功率的表达式,然后根据功率表达式分析答题.【解答】解做引体向上运动时,要克服自身重力做功,小明做引体向上时的功率P===,其中m为小明的质量,h为每次身体上升的高度,t为做引体向上所用的时间,实验时需要测量A、小明的质量,C、每次身体上升的高度,D、做引体向上的时间,不需要测量的量为B、单杠的高度;故选B.【点评】功率的测量是初中物理中比较常见的一种测量,关键是判断出什么力做功,求出功率的表达式即可正确解题. 9.分别用如图所示的(甲)、(乙)两个滑轮组,在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N.不计绳重及摩擦,此过程中( )A.F甲F乙=23W甲W乙=32η甲η乙=32B.F甲F乙=32W甲W乙=32η甲η乙=32C.F甲F乙=32W甲W乙=11η甲η乙=11D.F甲F乙=11W甲W乙=11η甲η乙=11【考点】滑轮组绳子拉力的计算;功的大小比较;滑轮(组)的机械效率.【专题】机械与功.【分析】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度,在不计绳重和摩擦的情况下,有用功就是提升重物所做的功,动滑轮所做的功,总功等于有用功和额外功之和;分别用物重、滑轮重以及提升物体绳子的条数表示出总功、机械效率和拉力即可求出比值.【解答】解甲滑轮组n=2,s=2h=2×10m=20m,F甲=(G+G动)=(400N+20N)=210N,W有=Gh=400N×10m=4000J;W总=F甲s=210N×20m=4200J,η甲=×100%=×100%=
95.2%乙滑轮组n=3,s′=3×10m=30m,F乙=(G+G动)=(400N+20N)=140N,W有′=Gh=400N×10m=4000J;W总′=F乙s′=140N×30m=4200J,η乙=×100%=×100%=
95.2%;则F甲F乙=210N140N=32;W甲W乙=4200J4200J=11;η甲η乙=
95.2%
95.2%=11.故选C.【点评】本题考查了使用滑轮组拉力、有用功、总功、机械效率的计算,关键是不计绳重及滑轮轴间的摩擦,F=(G物+G轮). 10.如图所示,用一个重为9N的动滑轮来提升物体,在实际工作中竖直向上的拉力为30N,则动滑轮的机械效率( )A.一定等于85%B.一定大于85%C.一定小于85%D.以上情况都有可能【考点】滑轮(组)的机械效率;功的计算;有用功和额外功.【专题】计算题;压轴题;极端假设法.【分析】题中使用的是动滑轮,承担货物重的绳子股数n=2,设提升物体的高度为h,则绳子自由端移动的距离s=2h;若不计摩擦和绳重,知道动滑轮重,利用W=Gh求提起动滑轮做的额外功;知道拉力大小,利用W总=Fs求总功;而W总=W有用+W额,可以求出有用功,再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率;在实际使用动滑轮时还要克服摩擦、对绳子做功,额外功比不计摩擦和绳重时还要大,因此机械效率还要小,据此分析判断.【解答】解如图,设提升物体的高度为h,则绳子自由端移动的距离s=2h,若不计摩擦和绳重,提起动滑轮做的额外功W额=G轮h=9N×h,提起物体所做的总功W总=Fs=30N×2h,提起物体所做的有用功W有用=W总﹣W额=30N×2h﹣9N×h=51N×h,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=85%;在实际使用动滑轮时,摩擦和绳子存在,所做的额外功大于不计摩擦和绳重时所做的额外功,机械效率比不计摩擦和绳重时的机械效率小,即小于85%.故选C.【点评】解题思路利用假设法求出不计摩擦和绳重时的机械效率,再根据影响滑轮组机械效率的因素分析判断. 11.如图甲所示,长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑滑环,用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图所示,则杆重( )A.500NB.50NC.100ND.10N【考点】杠杆的平衡分析法及其应用.【专题】压轴题;简单机械.【分析】解决图表类的题目要充分利用表中数据,此题,杠杆是粗细均匀的一只金属杆,重心在杠杆的中点,当s为1m时,动力臂为阻力臂的2倍,所以阻力就是拉力的二分之一.【解答】解读图可知,当s=OA=1m时,动力臂是阻力臂的二倍,根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知,此时的动力就是阻力的二分之一.读图乙可知,此时的动力F=50N,则杆重G=2F=2×50N=100N.故只有选项C符合题意.故选C.【点评】解决图表类的题目要充分利用表中数据,此题,当s为1m时拉力等于杠杆的重力二分之一是解决问题的关键. 12.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了图1所示的滑轮组装置.当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示.(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果正确的是( )A.0s~1s内,地面对物体的支持力是10NB.1s~2s内,拉力F做的功是
187.5JC.2s~3s内,拉力F的功率是100WD.2s~3s内,滑轮组的机械效率是
62.5%【考点】滑轮(组)的机械效率;功的计算;功率的计算.【专题】压轴题;功、功率、机械效率.【分析】由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h.
(1)已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉,物体静止,设滑轮组对物体的拉力F′,其关系为F拉=(F′+G动);地面对物体的支持力等于物体对地面的压力,等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′;
(2)由F﹣t图象得出在2~3s内的拉力F,由v﹣t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P=Fv求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及S与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率.
(3)由F﹣t图象得出在1~2s内的拉力F,由h﹣t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W=Fs求此时拉力做功.【解答】解
(1)由图乙可知,在0~1s内,拉力F=30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用,处于静止状态;地面对重物的支持力F支=G﹣F′=G﹣3F拉+G动=100N﹣3×30N+G动=G动+10N;故A错误;
(2)由图可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=
2.50m/s,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3,所以拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×
2.50m/s=
7.5m/s,拉力做功功率(总功率)P总=F3V3′=40N×
7.5m/s=300W,故C错误;滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%≈
83.33%,故D错误;
(3)在1~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h2=
1.25m拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×
1.25m=
3.75m,拉力做的功W=F2S2=50N×
3.75m=
187.5J;故B正确.故选B.【点评】本题是一道力学综合题,涉及到功、功率、机械效率、压强的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键.
二、填空题13.如图,物体重10N,且处于静止状态.该滑轮是 定 滑轮,手拉弹簧测力计在1位置时的示数为 10 N.若手拉弹簧测力计在
1、
2、3三个不同位置时的拉力分别是F
1、F
2、F3,则它们的大小关系是F1 = F2 = F3.这证明使用定滑轮不能改变力的 大小 ,只能改变力的 方向 .【考点】定滑轮及其工作特点.【专题】简单机械.【分析】轴固定不变的滑轮是定滑轮,定滑轮的特点是即不省力也不费力,但能改变力的方向.【解答】解由图可知该滑轮是定滑轮,定滑轮特点即不省力也不费力,但能改变力的方向.所以F1=F2=F3=G=10N.故答案为定;10;=;=;大小;方向.【点评】此题考查了定滑轮的特点,记住定滑轮的特点是解决此题的关键. 14.用动力臂是阻力臂两倍的杠杆,将重400N的货物抬高20cm,手向下压杠杆的力是220N.则手向下降得高度是 40 cm,这根杠杆的机械效率是
90.1% .【考点】杠杆的机械效率.【专题】计算题;功、功率、机械效率.【分析】
(1)根据动力臂是阻力臂的两倍,可知动力移动距离是物体上升高度的两倍;
(2)人做的总功等于手向下压杠杆的动力乘以动力移动的距离,有用功等于物体重乘以物体被提升高度,再根据效率公式求出杠杆的机械效率.【解答】解
(1)物体上升高度h=20cm=
0.2m,动力移动距离L=2h=2×20cm=40cm=
0.4m;
(2)人做的总功W总=FL=220N×
0.4m=88J,有用功W有用=Gh=400N×
0.2m=80J,这根杠杆的机械效率η=×100%=×100%≈
90.1%.故答案为40;
90.1%.【点评】初中涉及的机械主要就是杠杆和滑轮,相对来说,对滑轮的考查会更多一些.而对机械效率、有用功、总功,所有的机械道理都是一样的,所以要在掌握滑轮的相关计算的基础上,来理解杠杆的机械效率、有用功、总功. 15.甲乙两同学进行爬杆比赛,爬到杆顶(杆长相同)时,甲用10s,乙用9s,若甲乙两人的体重之比为56,则甲乙两人爬到杆顶做功之比是 56 ,甲乙两人平均功率之比是 34 .【考点】功的计算;功率的计算.【专题】计算题.【分析】甲乙两人做功是克服自己重力做功,所以两人爬到杆顶做功分别等于两人的重力乘以杆的长度,当杆的长度相等时,则甲乙两人爬到杆顶做功之比等于甲乙两人的体重之比,甲乙两人平均功率之比可分别计算两人功率然后求比值.【解答】解===;==×=×=;故答案为
56、34.【点评】求比值的题目要确定所求的是哪个物理量的比值,把这个物理量的公式写出来,然后把已知物理量的比值代入公式计算就可.对于相等的物理量比值可按11处理. 16.如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,其中桶重20N.动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重;若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升 2 m,手拉绳子的力为 80 N,工人对桶做的功为 480 J,滑轮组的机械效率为
91.7% .【考点】滑轮组及其工作特点;功的计算;滑轮(组)的机械效率.【专题】机械与功.【分析】
(1)首先判断出承担总重绳子的段数n,根据s=nh求出泥桶上升高度;
(2)根据F=(G+G动)求出拉力大小;
(3)根据W=Fs求出拉力做的功;
(4)根据η===求出机械效率.【解答】解
(1)观察图可知,有三段绳子承担总重,所以s=3h,泥桶上升高度h=s=×6m=2m;
(2)手拉绳子的力F=(G+G动)=×(220N+20N)=80N;
(3)拉力做的功W=Fs=80N×6m=480J;
(4)机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈
91.7%.故答案为2;80;480;
91.7%.【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点、功、功率、机械效率计算公式的理解和掌握,涉及知识点较多,难度不大. 17.如图是某商场的自动扶梯.扶梯的部分几何尺寸如图所示,质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1m/s的速度匀速上行.则扶梯对他做的功是 1500 J,对他做功的功率是 300 W.如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”).(g取10N/kg)【考点】功的计算;机械效率的大小比较;功率的计算.【专题】功、功率、机械效率.【分析】
(1)扶梯对他做的功实际上是克服他的重力所做的功,由W=Gh=mgh计算;再利用速度公式求出从一楼到二楼的时间t,最后根据功率的定义式求出功率的大小;
(2)扶梯上人数增多,重力增大,克服重力所做的功增大,即有用功增大,效率将会变大.【解答】解
(1)扶梯对他做的功W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×3m=1500J;由勾股定律可得扶梯的长度s=5m,从一楼到二楼的时间t===5s;扶梯对他做功的功率P===300W.
(2)站在扶梯上的人数增多说明有用功增加,在额外功不变时,机械效率会变大.故答案为1500;300;变大.【点评】本题考查了速度公式、做功公式、功率公式的应用以及提高机械效率的方法,关键是会利用勾股定理求出扶梯上升的距离,体现了各学科的联系. 18.如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面.且两次所提高度相同,则F甲 = F乙,两次拉力做功W甲 = W乙.克服重力做的功W甲 = W乙.【考点】功的大小比较;杠杆的动态平衡分析.【专题】机械与功.【分析】
(1)把水泥板看做一个杠杆,抬起一端,则另一端为支点.由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体,所以,其重力的作用点在其中心上,此时动力F克服的是水泥板的重力,即此时的阻力臂等于动力臂的一半.由此,利用杠杆的平衡条件,即可确定F甲与F乙的大小关系.
(2)根据W=Fs可比较拉力做功的大小关系.【解答】解
(1)两次抬起水泥板时的情况如图所示两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以阻力臂都等于动力臂的二分之一.根据杠杆的平衡条件F==G.所以前后两次所用的力相同;
(2)若甲、乙两种情况均将水泥板提高度相同,由图可知h甲=h乙,则拉力做功W=Fs=Fh=Gh.所以两次拉力做功相等,克服重力做功也相等;故答案为=;=;=.【点评】通过杠杆的平衡条件,将抬起物体所用的力与物体的重力两者联系在一起.对于均匀的物体,抬起一端所用的力等于其重力的一半.对于一端粗一端细的物体,由于其重心不在其中点上,所以,所用的力不等于重力的一半抬起粗端所用的力大于重力的一半;抬起细端所用的力小于重力的一半,但两者之和仍等于物体的重力. 19.如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,其按钮可绕面板内某轴转动.根据你的生活经验,你认为 甲 较易损坏,这是因为按动这种开关的 力臂 较小,按动需要的力较大.【考点】杠杆的应用.【专题】应用题.【分析】按动开关时,开关会绕面板内的轴转动,所以开关属于杠杆.那么哪个容易损坏呢?一般开关损坏的原因是由于受力过大造成的.根据杠杆平衡条件可知,动力臂小的需要的力较大.【解答】解甲乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动,符合杠杆原理,因甲力臂小,根据杠杆原理可知力臂越小作用力越大,因此损坏的越快,所以甲较易损坏.故答案为甲;力臂.【点评】根据题中的信息,用杠杆知识去进行分析.因为两种开关均可在力的作用下绕轴转动,符合杠杆原理,力臂越小越用力因此损坏的越快.
三、解答题(共53分)20.按照题目要求作图
(1)如图1所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴(支点),图2为单侧钳柄及相连部分示意图,请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2.
(2)杠杆AB上挂了一个重物,为使杠杆在图3中位置静止,根据已画出的力臂画出动力F.
(3)如图4所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小的力F的示意图及其力臂L.【考点】力臂的画法;力的示意图.【专题】图像综合题.【分析】
(1)力臂的画法
①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.
②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.
③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
(2)根据力与力臂垂直的关系进行作图,即过支点作阻力作用线的垂线段;过动力臂的末端作垂直于杠杆的作用力.
(3)根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,当动力臂最长时动力最小.【解答】解
(1)找出支点,从O做F1的垂线段就是F1的力臂,从O做F2的垂线段就是F2的力臂,如下图所示.
(2)已知阻力的方向竖直向下,为使杠杆平衡,过L的末端做垂直于杠杆的作用力F;方向斜向下,如图所示
(3)因为在阻力和阻力臂一定时,当动力臂最长时动力最小.O为支点,OB=40cm,BC=30cm,所以OC=50cm,又AO=60cm,当动力作用在A点,动力臂可以是AO=60cm,当动力作用在C点,动力臂可以是OC=50cm,所以最小力应作用在A点,与OA垂直即力臂是OA,故最小的力F的示意图及其力臂L如图【点评】
(1)作力臂时要找好支点与力的作用线,因为力臂是从支点到力的作用线的距离.
(2)此题考查了根据力臂画力的画法,根据力的作用线与力臂垂直,可作出力的作用线,与杠杆的交点就是力的作用点,根据动力和阻力的关系可确定力的方向.
(3)杠杆中的最小动力,可以按照以下几个步骤进行
①确定杠杆中的支点和动力作用点的位置;
②连接支点与动力作用点,得到最长的线段;
③经过动力作用点做出与该线段垂直的直线;
④根据杠杆平衡原理,确定出使杠杆平衡的动力方向. 21.在花城新区的建筑工地上,某挖掘机沿平直路面以2m/s的速度匀速行驶50s到达工作场地进行挖掘作业.挖掘机的有关数据如表所示,在平直路面上行驶时受的阻力是重力的
0.4倍,它在挖掘的过程中要将2×104N砂土匀速从图中最低点A移到最高点B.(g=10N/kg)求项目数值整机质量(kg)9000发动机最大功率(kW)150标准斗容(m3)
1.2
(1)在平直路面上行驶过程中,挖掘机做的功;
(2)如果挖掘机在举高砂土过程中的平均功率为80kW,用时
2.5s,则此过程中挖掘机的机械效率.【考点】功率计算公式的应用;机械效率的计算.【专题】功、功率、机械效率.【分析】
(1)先计算出挖掘机的牵引力即阻力,再根据速度的变形公式计算行驶的路程,最后根据W=Fs计算挖掘机做的功;
(2)根据W有用=Gh计算挖掘机的有用功,再根据公式W总=pt计算总功,机械效率等于有用功与总功的比值.【解答】解
(1)因为挖掘机匀速运动,所以F=f=
0.4G=
0.4mg=
0.4×9000kg×10N/kg=
3.6×104N,因为v=,所以挖掘机行驶的路程s=vt=2m/s×50s=100m,所以挖掘机做的功W=Fs=
3.6×104N×100m=
3.6×106J;
(2)挖掘机做的有用功W有用=Gh=2×104N×8m=
1.6×105J;挖掘机做的总功W总=pt=80×103W×
2.5s=2×105J;挖掘机的机械效率η=×100%=×100%=80%.答
(1)在平直路面上行驶过程中,挖掘机做的功是
3.6×106J;
(2)此过程中挖掘机的机械效率是80%.【点评】此题涉及到功的计算,重力的计算,功的计算,机机械效率的计算等知识点,认真审题,从图表中发现相关信息是解题的关键. 22.某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物,所用的拉力F为200N,绳子自由端被拉上3m,在此过程中(不计摩擦和绳重)求
(1)拉力F所做的功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中动滑轮的重;
(4)若用此滑轮组将重800N的物体提升1m,拉力所F做功.【考点】功的计算;滑轮(组)的机械效率.【专题】机械与功.【分析】由滑轮组的结构知道,承担物重的绳子股数n=3,s=3h,
(1)知道拉力、绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求拉力做功;
(2)由s=3h求重物被提升的高度,利用W=Gh求有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率;
(3)不计绳重和摩擦,知道拉力和物重的大小,利用F=(G轮+G物)求动滑轮的重.
(4)根据F=(G轮+G物)求出拉力,再利用W=Fs可求得拉力所F做功.【解答】解
(1)拉力做功W总=Fs=200N×3m=600J;
(2)n=3,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈
83.3%;
(3)不计绳重和摩擦,F=(G轮+G物)即200N=(G轮+500N),动滑轮的重G轮=100N.
(4)若用此滑轮组将重800N的物体提升1m,拉力所F′=(G轮+800N)=×900N=300N,则拉力所F做功W′=F′s′=300N×3m=900J.答
(1)拉力F所做的功为600J;
(2)滑轮组的机械效率为83%;
(3)滑轮组中动滑轮的重为100N;
(4)若用此滑轮组将重800N的物体提升1m,拉力所F做功为900J.【点评】本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算,利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=(G轮+G物)]是本题的关键. 23.学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动.
(1)测量所需要的器材有 体重计 、 秒表 、 刻度尺.
(2)他们设计了三套方案
①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;
③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较.可行的是 D A.只有
①B.只有
①②C.只有
②③D.
①②③都可以.【考点】功率的测量实验.【专题】测量型实验综合题.【分析】
(1)根据W=Gh和P=分析测量需要的器材;
(2)要比较功率的大小,有三种方法
①做功时间一定,比较做功的多少,做功多的,功率大;
②做功的多少一定,做功时间短的,功率大;
③分别测出功率,进行比较.比较功率不一定必须测出功率.【解答】解
(1)根据功率的计算公式P==可知,需知道体重、楼高和所用的时间,因此需要的实验器材为体重计、秒表、刻度尺;
(2)爬楼是克服自身的重力做功,功率P==,
①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,根据P=求出功率,直接比较功率的大小;
②控制爬楼的时间相同,测出各自的体重,爬楼的高度,若Gh越大,功率就越大;
③控制爬楼高度相同,测出各自的体重,爬楼时间t,若的比值越大,功率就越大;所以三种方法都是可以的.故选D.故答案为
(1)体重计;秒表;刻度尺;
(2)D.【点评】解答此题的关键是我们首先要知道爬楼是克服自身的重力做功,然后根据比较功率的方法来解答. 24.如图所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个 费力 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此杠杆的支点是图中的 C 点,假如托起6N的重物,请你根据图所示,估算出手臂要用的动力大约是 48 N.【考点】杠杆的应用.【专题】简单机械.【分析】做出动力臂和阻力臂,根据力臂的关系判断杠杆的省力情况;确定支点,估计动力臂和阻力臂的关系,根据杠杆的平衡条件估算出动力的大小.【解答】解杠杆支点在C点,做出杠杆所受的力及对应的力臂,如下图由图知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,为费力杠杆;由图知,阻力臂大约为动力臂的8倍,根据杠杆平衡条件F1==8F2=8×6N=48N.故答案为费力;C;48.【点评】此题主要考查杠杆的应用.解决此类题目的关键是搞清力臂的概念,找出支点、力的作用线.从而根据杠杆平衡条件求得答案. 25.如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉.此时,应把杠杆两端的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态.
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便得出了杠杆的平衡条件为 F1L1=F2L2 .他这样得出的结论是否合理? 不合理 ;为什么? 实验次数太少,结论具有偶然性 .
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是 杠杆自身重力对杠杆的平衡有影响 .
(4)实验时只有8个相同的钩码,杠杆上每格等距,如图甲所示,当在A点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?(请设计两种方案)
①. 右端第4格挂3个钩码 ;
② 在右端第3格挂4个钩码 .
(5)杠杆不处于水平位置能否平衡?甲乙意见不同.甲认为能平衡.于是他让每次杠杆倾斜时静止,做这个实验也得出了杠杆平衡条件.甲认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗? 对 (选填对或错),甲这种方案与乙让杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为哪个实验方案好,并说明理由 乙 实验方案好;理由是 可以直接读出力臂的大小 .
(6)如图,在探究杠杆平衡条件时,左边的钩码个数和位置保持不变,右边弹簧测力计的作用点固定,只改变测力计与水平方向的角度θ,则能描述测力计示数F与θ关系的图象是 B 【考点】探究杠杆的平衡条件实验.【专题】探究型实验综合题.【分析】
(1)杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
(2)杠杆的平衡条件为F1L1=F2L2;实验时,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律.
(3)杠杆本身是有重力的,为了消除杠杆本身重力对实验的影响,将支点作用在杠杆的重心处即杠杆的中点;
(4)根据杠杆的平衡条件进行分析.
(5)杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来.
(6)根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,当阻力和阻力臂不变时,动力臂越大,动力越小.【解答】解
(1)发现杠杆右端下沉,则杠杆重心右移,应将平衡螺母(左端和右端的平衡螺母调节方向一致)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就可忽略杠杆的自重对实验的影响;力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;
(2)杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2);只通过一次测量,数据具有偶然性,不具备普遍性.
(3)如图乙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的重对杠杆平衡有影响,所以测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符;
(4)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2;F1L1=4G×3L=12GL,钩码数量和格数的乘积满足12,所以可以在右端第4格挂3个钩码或在第3格挂4个钩码.
(5)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡,所以甲的说法是对的;力臂等于支点到力的作用线的距离,在乙的实验方案中,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来.而甲实验方案中的力臂不便于测量,所以,乙的实验方案好.
(6)当测力计和杠杆的角度从0度逐渐增加到90度时,动力臂越来越大,动力越来越小,当测力计和杠杆垂直时,此时动力臂最大,动力最小,当测力计和杠杆的角度从90度逐渐增加到180度时,角度越大,动力臂越小,动力越大.故答案为
(1)左;
(2)F1L1=F2L2;不合理;实验次数太少,结论具有偶然性;
(3)杠杆自身重力对杠杆的平衡有影响;
(4)
①右端第4格挂3个钩码;
②在右端第3格挂4个钩码;
(5)对;乙;可以直接读出力臂的大小;
(6)B.【点评】
(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小,杠杆的重心通过支点,消除杠杆重对杠杆平衡的影响,使实验简单化,便于探究.
(2)初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值,使测得的数据更准确,有些是为了寻找普遍规律,探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律. 26.在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%
110.
50.
10.
70.
347.
6220.
50.
11.
10.
360.
6340.
50.
120.
34410.
10.
550.0
(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法.
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量 竖直 匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为
1.6 N,第3次实验时滑轮组的机械效率为
66.7% .
(3)由表中第
1、
2、3 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
(4)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 动滑轮重 有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功
0.15 J.【考点】滑轮(组)机械效率的测量实验.【专题】测量型实验综合题.【分析】
(1)根据h与s的关系(s=nh)结合表格中数据判断承担物重的绳子段数,然后绕线;
(2)为准确地测出拉力,需竖直向上匀速拉动测力计;进行读数时,注意测力计的分度值;根据公式η=×100%=×100%计算机械效率;
(3)根据结论同一滑轮组的机械效率与物重有关,找出实验数据即可;
(4)由表中第
3、4组数据可知,物重相同,动滑轮重力不同,先根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮做的功,然后根据W=Fs求出总功,则克服绳重及摩擦做的那部分额外功等于总功减去有用功和克服动滑轮做的功.【解答】解
(1)由前4组实验数据知,s=3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重,因此应从动滑轮绕起,如图所示
(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值;由图知,测力计的分度值为
0.2N,所以其示数为
1.6N;η=×100%=×100%=×100%≈
66.7%;
(3)由表中第
1、
2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
(4)由表中第
3、4组数据可知,物重相同,动滑轮重力不同,机械效率不同,由此可得;同一滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关根据表中第3组数据可知,有用功W有=Gh=4N×
0.1m=
0.4J;克服动滑轮做的功W动=G动h=
0.5N×
0.1m=
0.05J;总功W总=Fs=2N×
0.3m=
0.6J;则克服绳重及摩擦做的那部分额外功W额=W总﹣W有﹣W动=
0.6J﹣
0.4J﹣
0.05J=
0.15J.故答案为
(1)见上图;
(2)竖直;
1.6N;
66.7%;
(3)
1、
2、3;
(4)动滑轮重;
0.15.【点评】此题是“探究滑轮组的机械效率”实验,考查了滑轮组机械效率的计算,根据数据分析影响滑轮组效率的因素,同时考查了有关滑轮组的组装及测力计的读数问题,要细心分析每一个问题. 27.如图所示是某同学探究“斜面的机械效率”实验装置图.实验前他做了如下猜想A.斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关.B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关.他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动,分别做了四次实验,并记录实验数据如下实验次数斜面倾斜程度斜面粗糙程度木块重量G/N斜面高h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η1较缓木板表面
20.
10.
60.
50.
20.367%2较陡木板表面
20.
210.
50.
40.580%3最陡木板表面
20.
31.
40.
50.
60.786%4最陡毛巾表面
20.
31.
60.5
(1)请将表所缺的数据补充完整.
(2)比较 3 和 4 两次实验可知猜想A是正确的.
(3)比较
1、
2、3次实验得到的结论是当斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,越 费力 (省力/费力),机械效率 越高 (越高/越低/不变).【考点】斜面机械效率的测量实验.【专题】探究型实验综合题.【分析】
(1)根据表中实验数据,应用功的计算公式求出有用功与总功,然后由效率公式求出斜面的效率.
(2)要验证猜想A、斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关,应控制物体重力、斜面倾斜程度、斜面高度相同而斜面粗糙程度不同,分析表中实验数据,然后答题.
(3)根据表中
1、
2、3三次实验数据,应用控制变量法分析答题.【解答】解
(1)由表中第四组实验数据可知,W有=Gh=×
0.3m=
0.6J,W总=Fs=
1.6N×
0.5m=
0.8J,斜面效率η=×100%=×100%=75%;
(2)由表中
3、4两次实验数据可知,在斜面粗糙程度不同而斜面的倾斜程度相同时,斜面的效率不同,由此可知,斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关,故猜想A正确.
(3)由表中第
1、
2、3此实验数据可知,当斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,越费力,机械效率越高.故答案为
(1)
0.6;
0.8;75%;
(2)3;4;
(3)费力;越高.【点评】本题考查了求功、斜面的效率、实验数据分析等问题,熟练应用功的计算公式、效率公式、应用控制变量法认真分析实验数据即可正确解题. 。