题目内容

12.实验一:小明实验小组“探究杠杆的平衡条件”:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图一甲所示.小明同学想要通过调节杠杆右端的螺母,使杠杆在水平位置平衡,则调节时应使右端的螺母向右移动(选填“左”或“右”)
(2)图一乙中要是杠杆平衡,应在a处挂1个钩码;
(3)当弹簧测力计由图一丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将变大(选填“变大”、“不变”或“变小”).
实验二:在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,小红实验小组用如图二所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:
次  数钩码重/N钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的示数/N
弹簧测力计
上升的距离/cm
机械效率
第1次2511566.7%
第2次451.715
第3次651583.3%
(1)在实验操作中应该使钩码缓慢(选填“快速”或“缓慢”)上升;
(2)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为78.4%(保留三位有效数字);
(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为2.4N,滑轮组做的有用功是0.3J;
(4)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与物重(或钩码重)有关.

分析 实验一:(1)杠杆平衡调节原则是:右低将平衡螺母左调,左低将平衡螺母右调.
(2)根据杠杆平衡条件求出a处挂钩码的个数.
(3)阻力和阻力臂不变,根据题意判断动力臂如何变化,然后由平衡条件判断弹簧测力计示数如何变化.
实验二:(1)在实验中要向上缓慢、匀速拉动测力计.
(2)掌握机械效率的概念,η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$.
(3)根据W有用=Gh计算有用功;根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$得,计算弹簧测力计的示数.
(4)在分析数据时,要注意机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的,从而得出结论.

解答 解:实验一:(1)杠杆右端高,说明水平时重心在支点左边,所以应将平衡螺母右调,使重心右移,杠杆才能平衡.
(2)设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,2G×2L=nG×4L,解得,n=1(个).
(3)当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计拉力F的力臂变小,由杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,可知弹簧测力计的拉力变大.
实验二:(1)在实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计.
(2)根据表格中数据可知,η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×5×1{0}^{-2}m}{1.7N×15×1{0}^{-2}m}$×100%≈78.4%.
(3)第三次实验中:W有用=Gh=6N×5×10-2m=0.3J;
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$得,
$\frac{6N×5×1{0}^{-2}m}{{F}_{2}×15×1{0}^{-2}m}$=83.3%,
弹簧测力计的示数F2≈2.4N.
(4)从实验数据看,钩码上升的高度无规律的变化,所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的.
钩码重不断增大,机械效率不断提高.所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率.
故答案为:
实验一:(1)右;(2)1;(3)变大;
实验二:(1)缓慢;(2)78.4%;(3)2.4;0.3;(4)物重(或钩码重).

点评 实验一:杠杆处于水平位置平衡时,竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上,倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上,力臂变小,力会变大.同时,本题还考查了利用杠杆的平衡条件来对杠杆的动态平衡情况进行分析,是我们应该掌握的.
实验二:此题是测量滑轮组的机械效率,主要考查了有关机械效率的计算及影响滑轮组机械效率的因素,要理解并熟记.

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