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在“探究杠杆的平衡条件”的实验中: (1)如图a,杠杆上面有刻度,将杠杆的中点置...

在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:

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(1)如图a,杠杆上面有刻度,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,如图a,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向      (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在      位置平衡.

(2)图b和图c的操作相比,图      更方便,因为可以直接读出     

(3)图d中,若慢慢将弹簧测力计倾斜过来拉杠杆,仍使杠杆在水平位置平衡,它的示数将变      ,因为     

(4)经过多次实验,得出实验结论后,小明同学想利用图e装置测出杠杆提升钩码时的机械效率:

e所示实验中,每个钩码重0.5N,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,它的示数为4N,当钩码上升6cm时,杠杆上的C点上升3cm,则此时杠杆的机械效率ηa=     

杠杆的机械效率跟钩码悬挂的位置到底有没有关系呢?如图f,他仍然竖直向上拉杠杆使C点上升3cm,若支点处的摩擦力可以忽略不计,经分析可知此时杠杆的机械效率ηb与ηa相比      (变大/变小/不变).接下来可以进行实验,收集数据,通过实践证明我们的分析是否正确.

 

(1)右;水平;(2)2;力臂;(3)大;拉力的力臂变小了;(4)75%;变小 【解析】 试题分析:(1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,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)从测量力臂的角度分析那个图更方便; (3)拉力的方向是倾斜的,力的方向与杠杆不垂直,力臂不能从杠杆上读出,此时力臂变小,根据杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数变化. (4)①在实验中,弹簧测力计向上拉力做的功是总功,克服钩码重力做的功是有用功,克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功;杠杆的机械效率可以根据公式η=来计算. ②将钩码的悬挂点从A点移至B点,改变了钩码重力的力臂,根据杠杆平衡条件分析,改变机械效率的高低. 【解析】 (1)杠杆重心右移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了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)由图可知,图b的力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此图2更方便; (3)弹簧测力计在C处竖直向上拉时,拉力的方向竖直向上与杠杆垂直,动力臂等于支点到力的作用点的距离;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的方向不再与杠杆垂直,动力臂变小,根据杠杆平衡条件,动力变大,弹簧测力计的示数变大. (2)①W有用=Gh=3×0.5N×0.06m=0.09J; W总=FS=4N×0.03m=0.12J; ηa=×100%=×100%=75%, ②钩码的悬挂点在A点时,由杠杠的平衡条件得G•OA=F•OC;悬挂点移至B点时,由杠杠的平衡条件得G•OB=F•OC,经对比发现,由OA到OB力臂变小,所以有用功减小,仍然竖直向上拉杠杆使C点上升3cm,拉力和阻力臂不变,因此由η=可知,杠杆的机械效率变小. 故答案为:(1)右;水平;(2)2;力臂;(3)大;拉力的力臂变小了;(4)75%;变小.
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考点分析:
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如图是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:

斜面的倾斜程度

物块重(N)

斜面高

(m)

沿斜面拉力(N)

斜面长

(m)

机械

效率

较缓

10

0.1

5.0

1

20%

较陡

10

0.3

6.7

1

45%

最陡

10

0.5

8.4

1

60%

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(1)沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做      运动.

(2)比较表中“物块重”和“      ”两栏对应的数据,可知斜面是一种      (选填“省力”或“费力”)的简单机械.

(3)本实验研究了      对斜面机械效率的影响,其影响规律是     

(4)分析第1次实验的数据可知,斜面的有用功为      J,总功为      J,斜面对物体摩擦力为      N.

 

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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,用较轻的滑轮组成的滑轮组测定前4组数据,换用一个更重的动滑轮组成滑轮组测得第5组数据,测得数据如表:

实验次数

动滑轮重G/N

物重G/N

钩码上升高度h/m

动力F/N

绳端移动距离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

5

1

4

0.1

0.3

55.6

(1)实验中应沿      方向      拉动弹簧测力计,使钩码缓缓上升.

(2)表格中变化处数据应为      ;根据图中弹簧测力计可知编号数据应为      N.

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(3)由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与      无关.

(4)比较第1、3次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组,重物越重,机械效率      (选填“越高”、“不变”或“越低”).

(5)比较第      次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.

(6)分析表格中第2组数据可知,此时滑轮组克服绳重及摩擦做的那部分额外功为      J.

 

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在探究“物体的动能的大小与什么因素有关?”的活动中:

(1)实验中物体的动能是指      (小车/木块)的动能;

(2)实验中物体动能的大小是通过      来反映的;

(3)如图,对比甲、乙实验现象,可以探究动能与      的关系;

(4)如图,对比甲、丙实验现象,      (能/不能)探究动能与质量的关系,理由是     

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小明用如图所示滑轮组将重为900N的物体在100s内提升了10m,所用的拉力为360N.

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(1)求机械效率;

(2)求拉力的功率;

(3)若不计绳重及摩擦,用该滑轮组把1020N的重物提升了10m,求拉力做的功.

 

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一辆汽车在平直的高速公路上以70kW的功率匀速行驶,10min行驶了20km.

(1)发动机做了多少功?

(2)汽车行驶过程中,受到的阻力是多大?

 

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