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同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点: (1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所...

同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点:

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(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:使用定滑轮     

(2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示.据此可知,使用动滑轮     

(3)他们组装了滑轮组,发现使用滑轮组提升重物时能省力,于是他们想:利用滑轮组提升重物能否省功呢?为此,他们进行的实验如丙图所示.请根据丙图信息.写出分析数据的具体过程,并回答他们的问题.

 

(1)能改变动力方向,但不能省力; (2)能省力,但不能改变力的方向; (3)提升物体所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J,使用滑轮组时所用拉力F=0.8N, 弹簧测力计移动距离S=30cm=0.3m,所做的总功W总=FS=0.8N×0.3m=0.24J. 经比较W有用<W总,所以使用轮组不能省功. 【解析】 试题分析:(1)观察甲图三次弹簧测力计示数与物重,可得出拉力与物重相等,但改变了用力的方向,给做功带来了方便; (2)观察乙图弹簧测力计示数与物重,可得出拉力小于物重,即使用动滑轮时省力; (3)已知物重G、拉力F、物体升高的距离h,绳子移动的距离S,绳子段数n,根据有用功公式和总功公式可求出所做的功进行比较. 【解析】 (1)从甲图中可看出,三种拉力情况,每次拉力的方向都不相同.在实验过程中不断改变拉力的方向, 观察测力计的示数都为1N,等于物重,可得出结论:定滑轮可以改变力的方向,但不省力. (2)在图乙中,拉力F=0.6N<G=1N,故使用动滑轮时省力. (3)提升物体所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J,使用滑轮组时所用拉力F=0.8N, 弹簧测力计移动距离S=30cm=0.3m,所做的总功W总=FS=0.8N×0.3m=0.24J. 经比较W有用<W总,所以使用轮组不能省功. 故答案为: (1)能改变动力方向,但不能省力; (2)能省力,但不能改变力的方向; (3)提升物体所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J,使用滑轮组时所用拉力F=0.8N, 弹簧测力计移动距离S=30cm=0.3m,所做的总功W总=FS=0.8N×0.3m=0.24J. 经比较W有用<W总,所以使用轮组不能省功. 【点评】此题考查了定滑轮和动滑轮的特点、以及使用滑轮组不省功的原理,是一道较简单的实验题.  
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考点分析:
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在“测滑轮组机械效率”的实验中,先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G,再按如图所示连接方式线装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置.

(1)为了测量绳子自由端的拉力F,应该在弹簧测力计      (填“缓慢匀速提升”或“静止”)时读数

(2)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“<”)满分5 manfen5.com

(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了测量      ,从而计算有用功和总功;

(4)某实验小组用同一滑轮组提升不同的钩码,分别做了三次实验,实验数据记录在表中:

次数

钩码重/N

钩码上升的距离/m

弹簧测力计的示数/N

弹簧测力计上升的距离/m

机械效率

1

2

0.1

1.0

0.3

66.7%

2

4

0.1

1.7

0.3

78.4%

3

6

0.1

2.4

0.3

 

①在第3次测量中,滑轮组做的有用功是      J,机械效率为     

②分析表中数据可得出:同一滑轮组,提升钩码越重,机械效率越      (选填“高”或“低”)

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如图所示,人工用300N的力将重500N的物体匀速提升2m,共用了10秒,若在此过程中(忽略绳重和摩擦),求:

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(1)绳子自由端移动的距离;

(2)动滑轮的重;

(3)工人做工的功率;

(4)滑轮组的机械效率.

 

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据报道,一位物理老师在动物园内,用弹簧测力计称出了一头大象的质量.在称象过程中,他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具.操作步骤如下:

步骤1.他首先将铁笼系于槽钢上的B点,当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时,槽钢在水平位置平衡,测得OB=6cm.

步骤2.将大象引入铁笼,用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次在水平位置平衡,测得OA=9m,弹簧测力计的示数为200N.

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(1)老师运用了      原理进行测量的.

(2)设计步骤1的目的是     

(3)试计算大象的质量(g取10N/kg).

 

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探究杠杆的平衡条件:

(1)安装好杠杆,发现杠杆左端下沉,如图甲,应把杠杆右端的平衡螺母向右      调节,使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆自身重力的力臂为     

(2)弹簧测力计使用前指针如图乙所示,则测量时,首先应该进行的操作是     

(3)小李在杠杆的一侧挂钩码,在杠杆的另一侧某一位置用弹簧测力计沿      拉住杠杆,使其在水平位置平衡,以便直接从杠杆上读出力臂;

(4)记录实验数据的表格如下,请将表格空白处补充完整;

次数

动力F1/N

阻力臂I2/cm

1

3

0.1

1

0.3

(5)某同学通过以上实验操作及数据分析,得出杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,你认为他的结论      (填“可靠”或“不可靠”),理由是     

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按要求作图:

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(1)如图1所示,用螺丝刀撬钉子,O为支点,画出动力F的力臂I;

(2)请在图2中用笔画线,画出用滑轮组提升重物最省力的绕法.

 

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