江苏省 苏科版 初三物理 上学期 第十一章 简单机械和功 第二节 滑轮 滑轮特点实验

江苏省苏科版初三物理上学期第十一章简单机械和功第二节滑轮滑轮特点实验1.如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．（1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是_________．A．随意拉动钩码B．拉着钩码保持静止C．匀速向下拉动钩码（2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析：①比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是________________；②比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是________________；③把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮_______________．（3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得不方便读数，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计示数会_________（选填“变大”“变小”或“不变”），其理由是_______________．2.同学们共同研究滑轮的特点：（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮能改变力的方向，但不能________．（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示．据此可以证明：使用动滑轮能________，但不能改变力的方向．（3）他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行的实验如图丙所示．实验中不用滑轮组提升重物需做功________J，而借助滑轮组提升重物需做功________J，由此可见，借助滑轮组提升重物能够省力却不省功，你认为此时额外做功的主要原因是________．3.物理实验要遵循实事求是的原则。

小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验并记录了数据。

通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。

你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：（1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么？乙图：________丙图：________（2）请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。

乙图：________丙图：________4.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如表所示请你分析：（1）比较甲乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮 ______ ；（2）比较甲丙两图及实验数据，可得到的初步结论是： ______ ；（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以 ______ ；但必须费 ______ ；（4）如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是 ______A．从三次实验中选取最准确的数据B．三次测量取平均值，减小误差C．从特殊现象中得到普遍规律D．利用控制变量法．5.在测量滑轮组机械效率的实验中，小明用如图所示的滑轮组提升钩码，改变钩码的数量，正确操作所得实验数据如下：（1）实验时，用手竖起向上________拉动弹簧测力计，使挂在滑轮组上的钩码缓缓上升。

（2）第3次实验测得的动滑轮的机械效率为________。

（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________（选填“变大”“变小”或“不变”）6.（1）小明研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可知：使用定滑轮________ （2）小明研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示．据此可知：使用动滑轮__________________________________（3）小明组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力。

于是小明想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，小明进行了如丙图所示的实验。

请根据丙图信息。

写出分析数据的具体过程，并回答小明的问题。

〖分析数据过程〗：结论：________________________________________________________________7.用如下图所示装置测量动滑轮的机械效率。

实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。

实验数据如下表。

（1）第②次实验时，测得动滑轮的机械效率约为＿＿＿＿。

（2）分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将＿＿＿＿；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将＿＿＿＿。

（选填“增大”、“减小”或“不变”）（3）分析表中数据可知，F动，可能的原因是：＿＿＿＿＿。

8.长辉用如图所示的装置测定滑轮组的机械效率，记录的实验数据如下表：（1）通过表中数据可分析出实验序号1是用________（填“甲”或“乙”）装置做的实验；（2）长辉用装置乙做了实验序号3的实验，请帮他填好表中的空格；（3）分析上表的数据，要提高滑轮组的机械效率可以：①________________________、②________________________。

1.【答案】（1）C；（2）①省力；②可以改变力的方向；③费距离；（3）变小；忽略了弹簧测力计的重力大小【解析】【分析】本题考查了学生从表格中的数据得出结论的能力，认识到使用定滑轮和动滑轮的特点，每种机械都有优点和缺点，同时注意公式F=（G+G动）的灵活运用。

（1）在做实验时，要注意让物体保持平衡状态，即让物体保持静止状态或匀速直线运动状态；（2）①比较弹簧测力计示数的大小，可得出拉力小于物重，即使用动滑轮时省力；②比较弹簧测力计拉力的方向，可得出拉力与物重相等，但改变了用力的方向，给做功带来了方便；③（b）中测力计移动的距离小于（c）中的距离，即使用动滑轮费距离；（3）弹簧测力计自身有重力，据此分析。

【解答】（1）研究该问题时，应该让物体保持静止状态或匀速运动状态，故弹簧测力计的操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速向下拉动重物，故答案为C；（2）①在（c）中，拉力F=0.55N<G=1N，故使用动滑轮时省力；②在（b）中，拉力F=1N=G=1N，但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；③（b）中拉力移动的距离为0.2m，（c）中拉力移动的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离；（3）弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计示数会变小，原因是忽略了弹簧测力计的重力大小。

故答案为：（1）C；（2）①省力；②可以改变力的方向；③费距离；（3）变小；忽略了弹簧测力计的重力大小。

2.【答案】(1)省力(2)省力(3)0.2 0.24 动滑轮的自重或滑轮转轴处有摩擦【解析】【分析】（ 1）观察甲图三次弹簧测力计示数与物重，可得出拉力与物重相等，但改变了用力的方向，给做功带来了方便；（2）观察乙图弹簧测力计示数与物重，可得出拉力小于物重，即使用动滑轮时省力；（3）已知物重G、拉力F、物体升高的距离h，绳子移动的距离s，绳子段数n，根据有用功公式和总功公式可求出所做的功进行比较。

此题考查了定滑轮和动滑轮的特点、以及使用滑轮组不省功的原理，是一道较简单的实验题。

【解答】（ 1）从甲图中可看出，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力；（2）在图乙中，拉力F=0.6N＜G=1N，故使用动滑轮时省力，但不能改变力的方向；（3）提升物体所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，使用滑轮组时所用拉力F=0.8N，弹簧测力计移动距离s=30cm=0.3m，所做的总功W总=Fs=0.8N×0.3m=0.24J；经比较W有用＜W总，所以使用轮组不能省功，原因是：动滑轮的自重或滑轮转轴处有摩擦。

故答案为：(1)省力；(2)省力；(3)0.2；0.24；动滑轮的自重或滑轮转轴处有摩擦。

3.【答案】（1）使用定滑轮时（乙图），是由于没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力使用动滑轮时（丙图），是由于没有考虑动滑轮受到的重力；（ 2）使用定滑轮时（乙图），将弹簧测力计倒过来使用（或水平拉动弹簧测力计；或实验前先测出弹簧测力计自身的重力）使用动滑轮时（丙图），要先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系（或采用轻质滑轮或增加钩码重）【解析】【分析】（ 1）滑轮组中如果忽略滑轮自重和摩擦力的大小，使用定滑轮不省力，但能改变力的方向；使用动滑轮能省一半的力，如果考虑动滑轮自重，则动物；根据对测力计进行受力分析可以找到问题所在；（ 2）使用定滑轮时，改进弹簧测力计的使用法；使用动滑轮时，要考虑到动滑轮的重力。

【解答】（ 1）对图乙中弹簧测力计进行受力分析：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），向下受到重力和手向下的拉力；图中手拉测力计挂钩，因此测力计测量的是手向下的拉力而不是绳子自由端的拉力；所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成拉力小于物重；对丙图中的动滑轮进行分析：“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的物重和摩擦是客观存在的；由表中数据可知，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大；其主要原因是没有考虑滑轮的自重；（ 2）使用定滑轮改进的意见：弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端，其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力值；使用动滑轮改进的意见：可以先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系。

故答案为：（ 1）使用定滑轮时（乙图），是由于没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力；使用动滑轮时（丙图），是由于没有考虑动滑轮受到的重力；（ 2）使用定滑轮时（乙图），将弹簧测力计倒过来使用（或水平拉动弹簧测力计；或实验前先测出弹簧测力计自身的重力）；使用动滑轮时（丙图），要先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系（或采用轻质滑轮或增加钩码重）。

4.【答案】（1）不省力也不费力，可以改变力的方向（2）使用动滑轮能省力（3）省力距离（4）C【解析】【分析】（1）（2）比较弹簧测力计示数和物体重力的大小，从而得出结论；（3）比较乙和丙中测力计移动的距离，即使用动滑轮费距离；（4）在进行探究性实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。

本题考查了学生从表格中的数据得出结论的能力，认识到使用定滑轮和动滑轮的特点，每种机械都有优点和缺点。

【解答】（1）比较甲乙两图及实验数据可知，物体的重力与测力计示数相等，说明使用定滑轮不省力也不费力，可以改变力的方向；（2）比较甲丙两图及实验数据，可知丙是动滑轮，提升相同物体时，动滑轮的力要小一些，可得到的初步结论是使用动滑轮能省力；（3）乙的距离为0.2m，丙中的距离为0.4m，故使用动滑轮省力，但要费距离；（4）使用中要进行多次测量，目的是为了得到普遍规律，故C正确。