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小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用右图所示中的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出...

小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用右图所示中的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法.用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时,拉力的功率为0.36W,滑轮组的机械效率为75%.
(忽略摩擦及绳重)求:
(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重.
(2)若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时,其机械效率将如何改变?

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滑轮组使用时要最省力绳子股数应最多,本题最多可以绕出4股绳子. (1)利用公式η=求出F,再利用公式P=Fv求出绳子自由端移动的速度v; W额外=G动h,W有用=Gh,再利用η=求出动滑轮重力G动. (2)当提升物体的重力减小时,有用功减小,额外功不变,故其机械效率减小,或找到机械效率的表达式,判断出η的变化. 【解析】 最省力时绕4股绳子,根据“奇动偶定”法则,4股应从定滑轮挂钩上开始绕绳子,绕法如图,绳子段数n=4. (1)因为所以拉力为 由于P=Fv所以绳子自由端移动速度为 由于忽略摩擦及绳重,则 所以动滑轮重 答:绳子自由端移动的速度为0.3m/s,动滑轮的总重为1.2N. (2)由于忽略摩擦及绳重, 所以当提升的物体重力减小时,滑轮组机械效率减小. 答:用此滑轮组提起小于3.6N的重物时,其机械效率将减小.
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考点分析:
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在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选用的小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为8Ω,滑动变阻器的最大阻值为10Ω.
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(1)为顺利完成实验,现有电压为4.5V和6V的两电池组可供选择,则______
A.只能选择4.5V的电池组     B.只能选择6V的电池组
C.两电池组均可选用          D.须将其变成10.5V的电池组使用
(2)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙中的实物电路连接完整(导线不得交叉,且要求闭合开关前滑动变阻器连入电路的电阻最大).
(3)移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,其值为______A,小灯泡的额定功率为______W.
(4)小明的同学小惠在借助上述实验器材完成实验时,不小心将电流表损坏,由于没有多余的电流表更换,老师取走电流表,并拿来一个电阻箱代替滑动变阻器接在原电路中.
①闭合开关后,发现灯泡不发光,电压表的示数等于电源电压,则故障的原因可能是灯泡______(选填“短路”或“断路”);
②排除故障后,当小灯泡在额定电压下工作时,电阻箱接入电路的阻值为R,则计算小灯泡额定功率的表达式为______.(电源电压恒定不变)
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现用如图所示的器材来探究通电导体产生的热量与电阻的关系:
(1)将A、B两烧瓶的锰铜合金丝和镍铬合金丝串联接入电路,其目的是   
(2)随着时间增加,两瓶中煤油温度都逐渐上升,说明通电导体产生的热量与    有关.
(3)已知镍铬合金丝比锰铜合金丝的电阻大,通电一段时间后,烧瓶    中的煤油温度上升快(填A或B).由此,小明得出结论:通电时间一定,电阻越大,导体产生的热量越多.
(4)另一个同学指出小明的结论不严密,请你将小明的结论补充完整:   
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在用电阻箱、电压表测定一个未知定值电阻RX的阻值时,小明设计了如图甲所示的实验电路,其中R′是电阻箱,R是定值电阻.
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(1)图甲中,为测出RX的阻值,闭合开关S后,小明应该先把开关S1接到触点______(选填“1”或“2”),记录电压表的示数U;然后把开关S1接到另一触点,并调节电阻箱R′,直到电压表示数也为U,读出此时电阻箱R′的示数(各旋钮的位置如图乙所示),则待测电阻RX的阻值为______Ω.
(2)小兰认为将图甲中的电阻R去掉,也能测出RX的阻值.你认为可行吗?答:______
(3)小亮设计了图丙的电路测RX的阻值.与图甲的方法比较,你觉得图丙最显著的优点是:______;若图甲也想具备这个优点,只需更换图甲的一个元件就可以了,如何替换?答:______
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小华总结所做的物理探究实验发现:
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来,这种研究物理问题的方法叫转换法.
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如图:甲实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B______反映出来的; 乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用______(加热时间/温度计示数)来反映的.
(2)当要研究的物理量与多个因素有关时,都要采用控制变量法.
如图:甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变______的大小,同时控制小球的______不变;    乙实验中只有物质的______不同,其他因素必须控制相同(例如烧杯的规格相同、水和沙的______相等、酒精灯加热方式相同等).
(3)小敏想比较酒精和煤油的热值大小,请你帮她把乙实验进行改进,写出实验步骤:______
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如图1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.
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(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,保持______并静止,达到平衡状态.这样做的好处是:便于在杠杆上直接测量______
(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2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:______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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