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文档简介
第16招六个常见物理量的测量教你一招
用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,
竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码
缓缓上升。(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,弹簧测力计的示数F
为
N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1
m,弹簧测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率
为
%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原
因:
。(2)为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一名同
学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算
得到下表所示的两组数据:实验序号钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N弹簧测力计移动距离s/m机械效率η/%1A点1.50.100.70.3071.42B点2.00.151.20.3083.3根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重
力有关,钩码越重其效率越高”的结论?
。请简要
说明两条理由:①
,②
。
答案:(1)0.5;66.7;
由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克
服摩擦力)做功(2)不能;
①两次实验时钩码没有挂在同一位置;②仅根据
一次实验所得结论不可靠
重力的测量1.在“探究物体所受的重力与质量的关系”的实验中:(1)测量物体重力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值
外,还应将弹簧测力计在
方向调零;(2)如图所示,甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,读数时他让钩码保持静止状态,根据
知识可知,此时钩码所受的重力大小和它受到的拉力大小相等。其中一次测量时弹簧测力计指针位置如图所示,其读数为
N。竖直二力平衡2.2
摩擦力的测量2.[2023·株洲]某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小:
水平传送带由微型电动机控制其运转,连接滑块和压块的
细绳自然拉直,事先用电子秤分别测出滑块和压块的重力
G1和G2。(1)此装置中定滑轮的作用是改变力的
(填“大小”
或“方向”);(2)本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外,还需控
制的条件是
(填“①”或“②”);①水平传送带必须匀速运转②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平方向②
(3)开启电源,应使皮带轮上方的传送带向
(填“左”
或“右”)运动,此时滑块受到的滑动摩擦力方向为水平
向
(填“左”或“右”)。读出电子秤的示数G3,此
时滑块所受滑动摩擦力大小为f=
(用测得的物
理量表示)。左左G2-G3
【点拨】(1)定滑轮的作用是改变力的方向。(2)实验中,除了要
保证压块在电子秤上保持静止外,还需控制的条件是定滑轮
左侧连接滑块的细绳必须水平。(3)皮带轮上方的传送带应向
左运动,滑块相对于传送带向右运动,滑块受到的摩擦力水
平向左;滑块相对于地面静止,故拉力大小等于摩擦力大
小,对压块受力分析,拉力大小等于压块的重力大小减去电
子秤的示数,故f=G2-G3。
压强的测量3.如图所示,一个长方体小木块平放在水平桌面上,要测出
它对桌面的压强,老师提供的器材有:刻度尺、天平、量
筒。请你选择实验器材,完成下列实验步骤。(1)测出小木块与桌面的接触面积:用
测量小木
块的长和宽,再计算出它的底面积S;(2)用
测量小木块的质量m;(3)根据上面的测量结果,写出计算小木块对桌面压强的表
达式:
。刻度尺天平
与浮力有关的测量4.[2022·连云港·情境题·动手实验型]小明的奶奶过生日
时,爸爸给奶奶买了一条金项链,小明想测量这条金项链
的密度。(1)小明将天平放在水平工作台面上,发现天平如图甲所
示,小明应先
,然后再调节平衡螺母使天
平平衡;(2)测量过程中,当天平右盘内所加砝码和游码的位置如图
乙所示时,天平恰好平衡,则金项链的质量是
g;(3)将金项链浸没在装有10mL水的量筒中,量筒中水面的
位置如图丙所示,金项链的体积是
mL。小明计算出
这条金项链的密度是
kg/m3;将游码归零57.6
3
19.2×103
(4)爸爸提出不用量筒,用图丁的弹簧测力计也能测出这条
金项链的体积,他设想将金项链挂在弹簧测力计下读出弹
簧测力计的示数,然后将金项链浸没在水中(但不沉底)读
出弹簧测力计的示数,利用两次示数之差可以计算出金项
链浸没在水中时受到的浮力,然后通过浮力计算出金项链
的体积。你认为爸爸的测量方案是否可行,请说出理由。解:不可行。由于金项链的体积为3mL,浸没在水中所受
的浮力F浮=ρV排g=ρVg=1.0×103kg/m3×3×10-6m3×10
N/kg=0.03N,即金项链浸没水中后,弹簧测力计的示数
只减小0.03N,小于弹簧测力计的分度值,弹簧测力计测
不出来,故爸爸的方案不可行。
功率的测量5.请设计一个实验方案来测定你跳绳时的功率。要求:(1)写出实验步骤,包括要测量的物理量及其测量器材;(2)设计实验数据记录表;(3)写出计算功率的表达式。解:(1)①用磅秤测出自己的质量m;②用米尺测出跳绳时身体升高的高度h;③数出跳绳的次数
n,并用停表测出所用的时间t。(2)如下表所示。质量m/kg高度h/m跳绳的次数n所用时间t/s
机械效率的测量6.[2023·枣庄·新考法·表格分析法]提高机械效率可以充
分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重
要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对
影响滑轮组机械效率的因素作出以下猜想:猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关;猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。根据猜想,运用图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探
究,测得的实验数据如下表所示。实验序号钩码的重力G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.688.9%(1)实验时应沿竖直方向
缓慢向上拉动弹簧测
力计;(2)分析表中数据可知,第3次实验是利用了图
的装
置完成的,它的机械效率η=
;(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是
(填
“正确”或“错误”)的;匀速丙80%错误(4)通过比较
(填实验序号)两次实验数据得出结
论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效
率越高;(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提
升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率
。1、2
越低
【点拨】
(3)对比2、4的实验数据发现,其他条件不变,只
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