题目内容

11.在探究“动滑轮省力”的实验中,测得动滑轮重G0=1N,使用如图所示的实验装置.改变动滑轮所挂钩码的数量,测量每次所挂钩码的重力,获得动滑轮匀速上升时弹簧测力计的示数,得到下表所示数据:
动滑轮重G0/N1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
钩码重G/N0.51.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
弹簧测力计系数F/N0.81.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5
$\frac{F}{G+{G}_{0}}$         
(1)计算每次实验弹簧测力计示数F与钩码的重力G及动滑轮的重力G0之和的比值$\frac{F}{G+{G}_{0}}$,填入上表中;
(2)分析表中各次实验的$\frac{F}{G+{G}_{0}}$值,如果考虑忽略摩擦、绳重及实验误差,可以认为$\frac{F}{G+{G}_{0}}$值接近为0.5.由此可得结论:使用动滑轮能省一半力;
(3)计算分析$\frac{F}{G+{G}_{0}}$值对取得实验结论至关重要,这个环节在科学探究中称为分析与论证.

分析 (1)已知每一组的动滑轮重、钩码重和弹簧测力计示数,代入$\frac{F}{G+{G}_{0}}$得到计算结果;
(2)根据上面的计算结果可以得出$\frac{F}{G+{G}_{0}}$的比值,同时得出拉力与物重、动滑轮重的关系;
(3)科学探究过程包括:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验、分析与论证、交流与合作、评估等七个环节.

解答 解:
(1)从左至右,$\frac{F}{G+{G}_{0}}$的计算结果依次是:
$\frac{0.8N}{0.5N+1.0N}$≈0.53;$\frac{1.0N}{1.0N+1.0N}$=0.5;$\frac{1.3N}{1.5N+1.0N}$≈0.52;$\frac{1.5N}{2.0N+1.0N}$=0.5;$\frac{1.8N}{2.5N+1.0N}$≈0.51;$\frac{2.0N}{3.0N+1.0N}$=0.5;$\frac{2.3N}{3.5N+1.0N}$≈0.51;$\frac{2.5N}{4.0N+1.0N}$=0.5;
(2)由以上计算结果可以看出,作用在绳子末端的拉力F约等于物重与动滑轮重力之和的一半,也就是$\frac{F}{G+{G}_{0}}$=0.5,这说明,如果考虑忽略摩擦、绳重及实验误差,使用动滑轮可以省一半力;
(3)分析$\frac{F}{G+{G}_{0}}$值是我们得出动滑轮是否省力、省多少力的关键,属于科学探究过程的“分析与论证”环节.
故答案为:
(1)0.53;0.5;0.52;0.5;0.51;0.5;0.51;0.5;
(2)0.5;一半;
(3)分析与论证.

点评 此题考查的是我们对科学探究过程及实验数据的处理与论证,属于基本规律和研究方法的考查,有一定难度.

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