题目内容

16.【实验名称】探究滑轮组的机械效率
【设计并进行实验】
(1)如果影响机械效率的因素有多个,要研究机械效率与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法在科学探究中被称作控制变量法.
【猜想与假设】
猜想A:两个相同的滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕线有关;
猜想B:两个相同的滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物重有关.
【分析与论证】为了验证上述猜想是否正确,同学们准备分別按图甲、乙、丙和丁的滑轮组进行实验.

(2)按图甲、丙或乙、丁滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的.若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等(选填“相等”或“不相等”),则可初步判断猜想A是错误的.
(3)按图甲、乙或丙、丁滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的.若实验测得两个滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想B是正确(选填“正确”或“错误”)的.
(4)接着,小组进行了实验验证.
【交流与评估】影响滑轮组的机械效率高低的主要因素是被提升的物体重力、动滑轮的重力、绳重和摩擦.

分析 (1)物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.
(2)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关,需要保持除滑轮数目、规格相同外,还要提起相同的重物;
(3)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关,需要保持除滑轮数目、规格相同外,还要相同的绕线方法.
(4)影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重以及绳重和摩擦等.

解答 解:
(1)影响机械效率的因素有多个,要研究机械效率与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法在科学探究中被称作控制变量法;
(2)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关,需要保持除滑轮数目、规格相同,还要提起相同的物重,所以选择的是图甲、丙或图乙、丁;若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等,说明机械效率与绕线方法无关,可初步判断猜想是错误的;
(3)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关,需要保持除滑轮数目、规格相同,还要保持绕线方法相同,所以选择的是图甲、乙或丙、丁;若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,说明机械效率与物重有关,可初步判断猜想是正确的.
(4)影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重以及绳重和摩擦等.
故答案为:
(1)控制变量法; (2)甲、丙或乙、丁;相等;(3)甲、乙或丙、丁;正确;
(4)被提升的物体重力、动滑轮的重力.

点评 探究影响滑轮组机械效率的因素,需要应用控制变量法;滑轮组的机械效率的高低与提起的物重、动滑轮的重、绳重、摩擦有关.与滑轮的绕法、升高的距离没有关系.

练习册系列答案
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4.阅读短文,回答问题.
苹果是一种智慧之果,它具有传奇般的色彩.网络上曾盛行这样一种说法:上帝的苹果树共结了三个苹果,第一个苹果被亚当和夏娃偷吃了,第二个苹果砸在了牛顿的头上,第三个苹果送给了乔布斯.下面就让我们来一次有关苹果的探索之旅吧!
(一).测量苹果的密度:
方法一:如图1所示,用天平测得苹果的质量为162.4g;若苹果的体积为200cm3,则苹果的密度为0.812g/cm3

方法二:将苹果轻放入装满水的溢水杯中,静止时,苹果漂浮在水面上,测得从杯中溢出水的体积为V1;再用细针缓缓地将苹果全部压入水中,从杯中又溢出了体积为V2的水.已知水的密度为ρ,则苹果密度的表达式为ρ苹果=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$•ρ
(二).科学探究:苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系.
在苹果中插入铜片和锌片,就能自制成为一个苹果电池,铜片是电池的正极,锌片是负极.那么,苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度有怎样的关系呢?某实验小组连接了如图2所示的电路对该问题进行探究.
两电极插入的深度h/cm123456
苹果电池电压U/V0.120.180.220.270.30.34
(1)实验时,应保持其它条件不变,只改变电极插入苹果的深度;
(2)小组同学测得的实验数据如表,当深度为5cm时,电压表示数如图3所示,请将电压值填入下表空格中;
(3)分析表格中的数据,你能得到的实验结论是苹果电池的电压大小随电极插入苹果深度的增加而增大;
(4)科学猜想:苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类有关;
(5)如果实验前不知道苹果电池的正负极,可以使用电压表来判断,你认为还可以使用电流表(或发光二极管、小磁针)(填写一种实验器材)来判断.

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