34能量轉(zhuǎn)換的量度(第3課時(shí))(精選練習(xí))(解析版)(編輯修改稿)
2025-04-05 05:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得動(dòng)滑輪重G0=1N，使用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置。改變動(dòng)滑輪所掛鉤碼的數(shù)量，測(cè)量每次所掛鉤碼的重力G，獲得動(dòng)滑輪勻速上升時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，得到下表所示數(shù)據(jù)： 分析表中各次實(shí)驗(yàn)的F/(G+G0)值，如果忽略摩擦、繩重及實(shí)驗(yàn)誤差，可以發(fā)現(xiàn)：F/(G+G0)的值接近等于________，即可得出使用動(dòng)滑輪能省一半力的結(jié)論。 （3）為了探究滑輪組提升重物能否省功，請(qǐng)利用圖丙的裝置和刻度尺設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并分析結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟：________結(jié)論：當(dāng)________時(shí)，即證明滑輪組提升重物時(shí)不能省功。【答案】（1）不能省力但能改變力的方向（2）（3）⒈用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量鉤碼所受的重力G和動(dòng)滑輪的重G0。 ⒉按如圖安裝滑輪組，分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置； ⒊勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的值，用刻度尺測(cè)出的鉤碼上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s； ⒋算出Gh和Fs，比較它們的大小； ⒌改變鉤碼上升的高度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，記錄并計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。；拉力組的功大于或等于滑輪租提升重物時(shí)對(duì)重物做的功 【解析】（1）通過比較拉力的大小，判斷定滑輪能否省力；與直接用手拉動(dòng)比較，確定定滑輪能否改變力的方向；（2）分別計(jì)算出 F/(G+G0) 的比值，然后填空即可；（3）根據(jù)滑輪組機(jī)械效率η=W有W總=GhFs可知，測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率關(guān)鍵是測(cè)量出物體的重力G、自由端的拉力F、物體上升的高度h和自由端移動(dòng)的距離s，注意要改變鉤碼上升的高度，多做幾次實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的客觀準(zhǔn)確。將自由端的拉力做的功與提升物體做的功比較，如果前者大，那么不能省功。 【解答】（1）根據(jù)圖甲可知，拉力與物重相等，所以定滑輪不省力；直接提升物體拉力向上，而使用定滑輪方向向下，因此定滑輪可以改變力的方向。（2）將表格中每組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算，得到 F/(G+G0)的值接近等于 ， 即可得出使用動(dòng)滑輪能省一半力的結(jié)論。（3）實(shí)驗(yàn)步驟：⒉按如圖安裝滑輪組，分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置；⒊勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的值，用刻度尺測(cè)出的鉤碼上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s。⒋算出Gh和Fs，比較它們的大??；⒌改變鉤碼上升的高度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，記錄并計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 結(jié)論：當(dāng)拉力做的功大于或等于滑輪租提升重物時(shí)對(duì)重物做的功時(shí)，即證明滑輪組提升重物時(shí)不能省功。16.（2019九上杭州月考）小金用如圖甲所示的裝置探究滑輪組的省力情況：(忽略繩重和摩擦) （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)________豎直向下拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)； （2），則彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下移動(dòng)的速度為________m/s （3）小金想進(jìn)一步探究滑輪組的拉力是否與承擔(dān)動(dòng)滑輪的繩子的段數(shù)有關(guān)，請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫出最省力的繩子的繞法。并寫出簡(jiǎn)要的探究方案。 【答案】（1）勻速（2）（3）如圖 【解析】（1） 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)勻速豎直向下拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，所以此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)才等于拉力的大小。 （2）根據(jù)圖分析，繩子的有效段數(shù)為n=2，因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離s與物體升高的高度h的關(guān)系為：s=nh，兩邊同除以時(shí)間t，則有v自=nv物， ，那么彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下移動(dòng)的速度為：v自=nv物=2。（3）最省力的繩子的繞法如圖 二、提升訓(xùn)練1.（2019?寧波模擬）如圖所示，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時(shí)物體B保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)只用豎直向下4N的力F1拉重為2N的物體A時(shí)。當(dāng)只用水平向左的力F2拉物體B時(shí)。若不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦，則下列判斷錯(cuò)誤的是（ ?。〢．物體B運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為18N B．拉力F2大小為24NC． D．【答案】C 【解析】由圖可知，連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=3，A、不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦，當(dāng)B水平勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由力的平衡條件得物體B運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力：f=n（F1+GA）=3（4N+2N）=18N，故A正確；B、水平向左勻速拉物體B時(shí)，因B對(duì)水平面的壓力不變、接觸面的粗糙不變，所以B受到的摩擦力仍然為18N，由力的平衡條件可得拉力F2：F2=nGA+f=32N+18N=24N，故B正確；C、用力F1豎直向下拉物體A時(shí)，物體A的速度：vA=nvB=3，則拉力F1的功率：P1=F1vA=4N，故C錯(cuò)誤；則拉力F2的功率：P2=F2vB′=24N，故D正確。，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時(shí)物體A相對(duì)于地面靜止，(不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法錯(cuò)誤的是（ ） ，物體A可能向左運(yùn)動(dòng)【答案】D 【解析】（1）根據(jù)v=nvB計(jì)算計(jì)算繩子端移動(dòng)的速度； （2）對(duì)定滑輪進(jìn)行受力分析，根據(jù)F拉=nF2計(jì)算測(cè)力計(jì)的示數(shù)； （3）對(duì)物體A進(jìn)行受力分析，根據(jù)二力平衡的知識(shí)分析它是否受到靜摩擦力； （4）根據(jù)影響滑動(dòng)摩擦力的因素判斷它是否發(fā)生改變即可。【解答】根據(jù)圖片可知，動(dòng)滑輪上承擔(dān)拉力的繩子有2段，那么繩端移動(dòng)的速度：v=nvB=2，故A正確不合題意； 定滑輪上連接的繩子有3段，那么測(cè)力計(jì)的示數(shù)F拉=nF2=33N=9N，故B正確不合題意； 物體B在A上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即摩擦力f=2F2=23N=6N；物體A受到水平向右的拉力F1=4N，水平向左的B施加的摩擦力6N，二者的合力為：6N4N=2N，且方向向左。根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，此時(shí)物體A肯定受到地面的靜摩擦力為2N，方向向右，故C正確不合題意； 增大F2，物體B對(duì)物體A的壓力和接觸面的粗糙程度保持不變，因此二者之間的摩擦力保持不變，物體A不可能向左運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤符合題意。，滑輪下掛重500N的物體G，滑輪重40N，繩和杠桿都是輕質(zhì)的。要在圖示位置使杠桿平衡，在杠桿的A點(diǎn)所加的豎直向上的力F應(yīng)是(杠桿上標(biāo)度的間距相等)（ ） 【答案】B 【解析】首先根據(jù)F拉=1nG總計(jì)算出作用在杠桿左端的拉力F拉，再根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算出作用在A點(diǎn)向上的拉力F。
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