【正文】 。 (g取 10 N/kg) 【 解析 】 (1)杠桿傾斜時(shí) ,杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端 ,故應(yīng)將平衡螺母向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié) ,即向左調(diào)節(jié)。 (2)用手使杠桿緩慢地轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度后 ,動(dòng)力臂和阻力臂的比值不變 ,杠桿的平衡條件仍然成立 ,故杠桿仍然能夠保持靜止。 (3)圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為 N,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N。 設(shè)杠桿的一個(gè)小格為 L,鉤碼的重量為 G, 根據(jù)杠桿平衡條件可得 ,G 3L= N 2L, 解得 G=2 N,所以鉤碼的總質(zhì)量 :m= = kg。 答案 :(1)左 (2)能 (3) N Gg【 備選例題 】 (2022河源中考 )甲、乙兩位同學(xué)一起做探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn) ,以杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn) ,如圖甲、乙所示。 (1)若杠桿右端低左端高 ,為使其在水平位置上靜止 ,應(yīng)將左端的平衡螺母向 ________調(diào)節(jié)。 (2)如圖甲所示 ,杠桿在水平位置平衡 ,記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件 ,這種做法的不足是 :___________________。 (3)如圖乙所示 ,乙同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案 :第一種彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉 ,其讀數(shù)為 F1。第二種彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉 ,其讀數(shù)為 F2,第 ________(選填 “ 一 ” 或“ 二 ” )種實(shí)驗(yàn)方案更方便。在同等條件下 ,兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù) F1________F2(選填 “ ”“=”或 “ ”)。 (4)乙同學(xué)用圖丙裝置進(jìn)行探究 ,發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí) ,與甲同學(xué)得出的杠桿平衡條件不相符 ,其可能的原因是 :____________________________。 【 精講精析 】 (1)右端低左端高 ,應(yīng)將平衡螺母向較高的一端調(diào)節(jié) ,即將左邊或右邊的平衡螺母向左端調(diào)節(jié) ,使杠桿在水平位置平衡。 (2)只由一次實(shí)驗(yàn)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不合理的 ,一次實(shí)驗(yàn)具有偶然性 ,要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn) ,避免偶然性。 (3)力臂等于支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離 ,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí) ,力的方向與杠桿垂直 ,力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái) ,因此第一種實(shí)驗(yàn)方案更方便 ,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直 ,能從杠桿上直接讀出力臂 。因?yàn)榈谝环N方案的動(dòng)力臂要大于第二種方案的動(dòng)力臂 ,根據(jù)杠桿的平衡條件 ,在阻力和阻力臂都相同的情況下 ,動(dòng)力臂越大的越省力 ,所以 ,F1F2。 (4)圖丙中 ,杠桿的重心不在支點(diǎn)上 ,杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響 ,導(dǎo)致拉力 F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來(lái)的數(shù)值偏大。 答案 :(1)左 (2)實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少 ,結(jié)論具有偶然性 (3)一 (4)杠桿存在自重 主題二 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 【 實(shí)驗(yàn)裝置 】 【 測(cè)量器材 】 測(cè)重力 :___________。測(cè)距離 :_______。 彈簧測(cè)力計(jì) 刻度尺 【 實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵 】 (1)記位置 :實(shí)驗(yàn)前 ,記下鉤碼和拉力的起始位置。 (2)測(cè)物理量 :緩慢勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì) ,使鉤碼升高 一定的距離 ,讀出拉力 F、測(cè)出鉤碼上升高度 h和拉力 移動(dòng)距離 s,填入記錄表格。 (3)計(jì)算數(shù)據(jù) :W有 =___,W總 =___。 (4)分析數(shù)據(jù) :改變鉤碼數(shù)量 ,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) ,分析當(dāng)物 重改變時(shí) ,機(jī)械效率的變化。 Gh Fs 【 要點(diǎn)探究 】 的是什么 ? 提示 :便于測(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離。 ,為什么要?jiǎng)蛩倬徛瓌?dòng)彈簧測(cè)力計(jì) ? 提示 :使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定 ,便于讀出拉力大小。 ,改變鉤碼數(shù)量時(shí) ,機(jī)械效率一樣嗎 ?機(jī)械效率的大小與鉤碼重有什么關(guān)系 ? 提示 :不一樣。同一滑輪組 ,鉤碼越重 ,機(jī)械效率越大。 ,能否測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率 ? 提示 :能。對(duì)于已經(jīng)組裝好的滑輪組 ,s=nh,則機(jī)械效 率 η = 。因此只要查出繩子的段數(shù) , 即可算出滑輪組的機(jī)械效率 ,無(wú)需測(cè)量 h和 s的大小。 W G h G h GW F s F nh nF? ? ?有總 ,滑輪組的機(jī)械效率除了與提升的物重有關(guān)外 ,還與什么因素有關(guān) ? 提示 :動(dòng)滑輪的重力 ,提升的物重一定時(shí) ,動(dòng)滑輪越重 ,機(jī)械效率越低。 【 示范案例 】 (2022西寧中考 )某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 ,相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中。 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 59944155 實(shí)驗(yàn) 次數(shù) 鉤碼重 /N 鉤碼上升 的高度 /m 繩端的 拉力 /N 繩端移動(dòng) 的距離 /m 機(jī)械 效率 1 4 2 6 3 6 (1)實(shí)驗(yàn)中 ,使用滑輪組提升重物時(shí) ,應(yīng)豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。 (2)第二次實(shí)驗(yàn)中 ,2 s內(nèi)鉤碼上升的高度為 m,則它運(yùn)動(dòng)的速度為 ________m/s。 (3)第三次實(shí)驗(yàn)中 ,繩端移動(dòng)的距離為 __________m,滑輪組的機(jī)械效率為 ________。 (4)分析比較第一、二兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,有用功 W1有______W2有 ,滑輪組的機(jī)械效率 η 1__________η 2(兩空均選填 “ ”“=”或 “ ”)。由此可知 ,可采用 ________的方法來(lái)提高滑輪組的機(jī)械效率。 【 解析 】 (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不但要豎直拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì) , 同時(shí) ,為了使示數(shù)穩(wěn)定便于讀數(shù) ,還應(yīng)勻速拉動(dòng)彈簧測(cè) 力計(jì)。 (2)根據(jù)速度公式得 ,鉤碼運(yùn)動(dòng)的速度為 v2= =。 (3)繩端移動(dòng)的距離為 s3=nh3= 3 = m。機(jī)械效率為 η 3= =80%。 (4)W1有 =G1h1=4N =, 22s 0 . 1 mt 2 s?3 333 3 3W GhW F s??有總6 N m N m??W2有 =G2h2=6N =,故 W1有 W2有 。η 1= = ≈74%, η 2= =80%,故 η 1η 2,由此可知 ,可采用增加鉤碼重 (增加物重 )的方法來(lái)提高滑輪組的機(jī)械效率。 答案 :(1)勻速 (2) (3) 80% (4) 增加鉤碼重 (增加物重 ) 1 111 1 1W GhW F s?有總4 N 0 .10 m N 0 .3 m??2 222 2 2W G h 6 N mW F s N m????有總【 延伸探究 】 結(jié)合 【 示范案例 】 思考以下問(wèn)題 : 另一同學(xué)在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示 ,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 鉤碼重 G/N 4 4 6 鉤碼上升高度 h/m 繩端拉力 F/N 繩端移動(dòng)距離 s/m 機(jī)械效率 η % % (1)通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出第 2次實(shí)驗(yàn)是用 ______(選填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” )圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)。 (2)通過(guò)第 1次實(shí)驗(yàn)和第 2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論 :使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí) ,動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多 (動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大 ),滑輪組的機(jī)械效率________(選填 “ 越高 ”“ 不變 ” 或 “ 越低 ” )。 (3)該同學(xué)再用第 2次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第 3次實(shí)驗(yàn) ,表中第 3次實(shí)驗(yàn)中繩端移動(dòng)距離 s漏記 ,但仍然計(jì)算出第 3次的機(jī)械效率 η =________(保留 3位有效數(shù)字 )。 【 解析 】 (1)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 ,根據(jù) s=nh,由第 2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) n= =4,由圖示滑輪組可知 ,使用的是乙圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)。 (2)由表中第 1次實(shí)驗(yàn)和第 2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知 ,使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí) ,動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多 (動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大 ),滑輪組的機(jī)械效率越低。 sh(3)由表中第 2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 ,繩端移動(dòng)的距離是鉤 碼上升高度的 4倍 ,第 3次實(shí)驗(yàn)使用同樣的裝置 ,則第 3 次實(shí)驗(yàn) :繩端移動(dòng)距離 s=4h。 機(jī)械效率 :η= ≈% 。 答案 :(1)乙 (2)越低 (3)% W Gh Gh G 6 NW Fs Fnh nF 4 N? ? ? ? ?有用總