专题：简单机械实验探究公开课.docx

专题：简单机械实验探究知识点杠杆只有在水平位置时才是平衡的？其实杠杆只要是在静止状态，就是处于平衡状态，即使不什么是杠杆的平衡状态在水平位置处于静止，它也是处于平衡状态由于杠杆本身有重力，要消除它本身重力对杠杆平衡的影杠杆为什么要调在水平位置平衡 响1探究杠杆的晒条件。为什么要多组数据 避免偶然性，得出普酬律a.在使用弹簧测力计拉动杠杆时，有时不能沿竖直方向， 从而使实际力臂偏小，测得的拉力值偏大为什么测得的实蹦据总结不出杠杆的平崎b.则弹簧测力计向下拉涮，没有考麒簧测力计自身 重力对杠杆平衡的影响，从而测得的拉力值偏小敬点和杠杆中点为什么鼾出结论 杠杆重心和上，杠杆自身重力对实懿响简单机械实验探究2.探究影响滑轮组的懈效率因素由此式可以得出如下结论：(1)对于同一滑轮组，只增加提升物体的旗力金，则常轮组的机械效率可埔大.(2)对于同一清轮组,只增加动源轮的质量抑&壮大,减小(3)对于同一滑轮组，只增加物体提升的高度A,则可不变.(4)对于同一滑轮空，只增加物体匀速上升的速度，蛔不变.(5)对于不同的潸轮组,若提升的物体的篁力G相等屏动雌的劭C推大"越小即：机械效率只与物鼠滑腿和摩禄力等有关，与绳子鲤论 绕法、物体提升高度、速度等无关实验中提起钩码正确方式。匀速竖直向上提 绳子端拉力大小的影响因素 钩码鼠绳子股数、机揄回的摩擦斜面机械效率与所提升物1大小无关3探究斜面机械效率影响因素斜面机械效率与斜面光滑程度有关，越光滑(摩擦力越 小)机蹴率越高斜面机械效率与斜面的懈角有关，斜面越倾斜，机械 效率越高二、探究杠杆平衡条件1.在探究杠杆平衡条件的实验中装置A(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于或匀速转动状态.实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是(2)实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师建议同1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%甲乙丙比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码,机械效率越高。比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与 有关。比较 两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。第5次实验是利用了图 的装置完成的。利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为 o可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。(2)小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。 保持斜面倾斜程度不变，可以采用 的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。(3)实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于 有用功；可见使用任何机械都 o下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 OA、焦耳定律B、牛顿第一定律C、阿基米德原理D、欧姆定律学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为（）A. 一个人无法独立操作B.力臂与杠杆不重合C.力和力臂数目过多，不易得出结论D.杠杆受力不平衡（3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是 N；将弹簧测力计沿虚线方 向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将，弹簧测力计的示数将（均选填“变大”、“变小"或不变”）.2 .小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同， 杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。，一（1）实验前杠杆如图甲左端高、右端低，此时杠杆处于（选填“平衡”或“非平衡”）状 态。（2）小明又尝试用弹簧测力计代替B点悬挂的钩码，并始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水 平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中弹簧测力计的示数将会（选填“变大”“变 小''或“不变。（不计阻力影响）（3）小刚同学用如图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平 衡条件不相符，其可能的原因是 O.在“研究杠杆平衡条件”的实验中：甲乙丙（1）实验前，杠杆在如图甲所示位置静止，应该将平衡螺母向 （左/右）调节，直到杠 杆在水平位置平衡，使杠杆的重心通过支点，也便于从杠杆直接测得力臂大小。（2）调好后，根据图乙进行实验，在A点处悬挂三个钩码，每个钩码重0.5N,将弹簧测力计倒挂在B点处，直到杠杆再次水平平衡，此时杠杆B点处受到的拉力应为 No由于弹簧测力计的示数比B点处的实际拉力 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），所以在弹簧测力计进行竖 直向下拉的测量时，需要重新调零。（3）为了避免上述问题，小明重新调整设计方案如图丙所示，使弹簧测力计竖直向上拉，结果发现测出的拉力大小仍然与杠杆平衡的条件不相符，其原因是：3 .甲、乙两位同学一起做探究杠杆的平衡条件的实验，以杠杆中点为支点，如图甲、乙所示。（1）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据，根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出 杠杆的平衡条件，这种做法的不足是：O（2）如图乙所示，乙同学设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为B； 第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2,第 （选填“一”或“二”）种实验方案更方便。在同 等条件下，两次弹簧测力计读数B F2 （选填"V", 或“”）。（3）乙同学用图丙装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符， 其主要原因是：o5.在“探究杠杆平衡条件”实验中，小科用一块T形板对实验装置进行改进。如图甲所示，T形板上 有槽口 ab和卡口 cd。T形板通过槽口 ab上有显示长度的刻度标尺，且通过槽口 ab可以绕着杠杆的 0点自由旋转并上下移动。弹簧测力计与一根质量可以忽略的硬质碳素细棒MN相连，碳素细棒MN 刚好卡入T形板的卡口 cd,如图乙所示。卡口 cd一槽口 ab0 5 10 15 20 25 30 Zi cm丙甲乙（1）利用这个装置进行实验的优点为:（2）小科在实验过程中，保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出每一组动力臂Li和 动力H的数据，并利用实验数据绘制了 B与Li的关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当Li 为5cm时，Fi为No.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:（1）小科同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于（填“平衡”或不平衡"）状态。（2）杠杆在水平位置平衡后，小科按照图乙所示的实验方案，在杠杆上分别施加动力、阻力，并使杠杆在水平位置重新平衡，记录动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2在下表中。实验序号Fif2L2123232343434242该小组同学分析比较表中数据后，发现可以得出多个不同的结论。他们经过思考，认为图乙所 示 的方案存在缺陷。你认为图乙所示方案的缺陷是： （3）小科重新多次实验后，根据所得数据绘制成如图丙所示的L2和F2的关系图像。他发现这和 数学课上学过的反比例函数y=kx的图像很相似。为了进一步确定L2和F2的函数关系，他应该利用 以上数据作L2和 之间的关系图像。（4）小科想利用杠杆的平衡条件来测量均匀刻度尺的质量。将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置， 记下这个位置，它就是刻度尺的重心；如图丁所示，将质量为Ml的物体挂在刻度尺左边某一位置，使刻度尺能够在支座上重新保持 水平平衡，记录物体悬挂点到支座的距离Li和刻度尺的重心到支座的距离L2；根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m=（用题目中所给物理量表示）。三、探究滑轮组及机械效率.某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：实验次数动滑轮重G动/N钩码重G物/N钩码上升iWj度h物/m动力F动/N动力作用点移动距离S动/m滑轮组的机械效率n10.5310.10.70.347.6%220.11.10.360.6%340.120.3（1）请在表格右图画出本实验的绕绳方法；并在表格最后一栏写出正确的机械效率 O额外功变,滑轮组的机械效率变（2）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的（3）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了 o （填字母）A.减小摩擦B.多次测量取平均值减小误差C.获得多组数据归纳出物理规律（4）由本实验 （填“能''或"不能”）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。6 .某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图所示。他们将测得钩码重G、拉 力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率n数据一并记入表:次序G/NF/Nh/ms/mW有用/JW总/Jn122.10.10.10.20.2195.2%221.20.10.20.20.2483.3%320.90.10.30.20.27（1）表格中数据=o（2）比较实验1、2,第2次的机械效率较低，主要原因是 （3）若在实验2中用一个更轻的滑轮替代原来的滑轮提升同样的钩码，装置的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）o.实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图甲乙（每个钩码重2N）物理量实验1实验2实验3钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.42.4绳端移动距离s/m0.30.50.3机械效率T)74%57%83.3%(1)通过表中数据可分析出实验1是用 图做的实验，(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率 o(3)比较实验1和实验3可得出结论：使用同一滑轮组，提升不同的重物时，, 滑轮组的机械效率越高.7 .滑轮是种常用的简单机械使用定渭轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的 实验：如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重：如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。测量钩码和绳子自由 端通过的距离，记录在下表中：如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。甲甲乙丙拉力方向弹簧秤示数（牛）绳子自由端移动距离（厘米）钩码上升距离（厘米）竖直向下2.01515斜向下2.01212水平2.088请回答：（1）中测得钩码重为 牛：（2）分析数据，可得出的结论是：（3）小丽认为仅凭一组实验得 出结论不具普遍性，还需.小金想测量某滑轮组提起物体时的机械效率。（1）请帮小金完成滑轮组的绕线，要求向下拉动绳端时，物体上升；飞（2）小金应当 （选填“匀速”或“加速”）向下拉动弹簧秤，若物体重Gi,弹簧秤读 ；数B,则该滑轮组的机械效率n=；1（3）小金想进一步探究物重大小对该滑轮组的机械效率有何影响，请帮他设计实验方案，简述你的设计思路。8 .在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示）， 实验数据记录如表。次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计不数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率/%12100.83083.324101.53036103090.91 - -1 d甲乙丙（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率m（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升白“%一111 114 g/jT为O （保留一位小数）勺物体越重，滑轮组的机械效率越（填“高”或“低”）。（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械 效率可能为。A. 71.6%B. 82.6%C. 92.4%D. 100%（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图 像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 No （忽略绳重和摩擦） 四、斜面类问题探究.在码头，小海看到工人利用斜面把货物推到车上，想探究“斜面的省力情况与哪些因素有关:他 用同一块木板组成如图所示的装置，拉着物体沿斜面匀速向上运动，通过比较拉力F与物体重力G 的比值大小来判定，比值越小，越省力。记录的实验数据如下表：（1）通过对比实验 中的数据可知，斜面倾角相同时，使用鞋面省力的情况与物实验次数斜面倾角0物块重GN沿斜面拉力FN拉力F与物体重力G的比值130°5.04.20.84230°3.02.50.83345°3.02.80.93445°5.04.60.92体重力无关；（2）通过对比实验1和4 （或2和3）中的数据，得出的结论是：9 .某科学实验小组的同学，利用如图所示的实验装置，探究斜面的机械效率。他们用弹簧测力计沿 斜面匀速向上拉动物块，收集了实验数据并通过计算得出了机械效率，见下表。实验序号斜面的倾斜程度物块重力G（牛）斜面高度h（米）拉力F（牛）斜面长度S（米）机械效率n1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%(1)分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 力；斜面越陡，机械效率越。(2)该小组乂进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别 是0.5米和1米，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示 数为4.5牛。这种情况下斜面的机械效率为 o把第4次与第 次测量结果相比较,还能得出在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。(3)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 物块所受的摩擦力。(4)斜面在生产和生活中应用广泛.请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例：10 .小西学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：实蜡 次数斜面的 候斜程度物体重G/N物体上升高度 h/m沿斜面拉力 F/N物体移动距离S/1L有用I力 W有/J总功W总/J机械效率n1较缓5.00.101.60.500.500.8063«2较陡5.00.152.20.500.751.168%3最陡5.00.253.10.50(1)根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是;(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越(“省力”、"费力”)；(3)拉力F ("大于，”等于，“小于”)物体所受的摩擦力。(4)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：11 .在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械 效率的因素出发，寻求办法。(1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验, 并把数据整理记录在下表中。实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高h/m有用功w有用/J拉力F/N绳端移动的距离S/m总功W总/J机械效率加