1、实验专题答案和解析【答案】1. 左；水平位置；力臂大小；F1L1=F2L2；不合理；只有一次实验，结论具有偶然性；杠杆自重的影响；变大2. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；竖直向上；13. 能改变动力方向，但不能省力；能省力，但不能改变力的方向；0.2；0.24；动滑轮的自重或滑轮转轴处有摩擦4. 当G滑相同时，G物越大，F越大；1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10)；能；动滑轮有重力或存在摩擦力；轻质的滑轮或更重的物体；F=12(G物+G滑)；65. (1)nmght(2)(3)A(4)降低跳起高度6. P=Wt；下落高度；纸锥质量；刻度尺；托盘天平；16；C7. (1)
2、3.5；6.0；58.3%；(2)3；(3)斜面越粗糙；(4)高；盘山公路8. (1)竖直向上；(2)90.9%；(3)增大；减小；(4)滑轮与轮轴间有摩擦、绳子有重力9. 66.7；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功；不能；两次实验时钩码没有挂在同一位置或者仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的10. (1)Gh1Fh2100(2)83.3% 变大(3)0.6 G2+0.3N89.3%(4)无关【解析】1. 解：(1)将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动，直到杠杆在水平位置静止，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大
3、小，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响(2)根据分析可知，杠杆平衡条件为F1L1=F2L2；实验中只有一次实验就总结实验结论，实验结论很具有偶然性，不具有普遍性(3)图乙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大；若把弹簧测力计倾斜向上拉，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，根据杠杆平衡条件，动力变大，弹簧测力计的示数变大故答案为：(1)左；水平位置；力臂大小；(2)F1L1=F2L2；不合理；只有一次实验，结论具有偶然性；(3)杠杆自重的影响；变大(1)调节杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大
4、小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究(2)用实验探究物理问题时，要多进行几次实验，总结的实验结论才具有普遍性，避免偶然性；(3)图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响；拉力的方向是倾斜的，力的方向与杠杆不垂直，力臂不能从杠杆上读出，此时力臂变小，根据杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数变化杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，减小了杠杆的自重对实验的影响，便于测量力臂2. 解：(1)把杠杆在中点支在支架上，杠杆的重心可能不在中点位置
5、，不能消除杠杆重对杠杆平衡的影响，所以把在b步骤之前还要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡(2)为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计示数最小，应使力臂最大，力臂在杠杆上，所以弹簧测力计要竖直拉动杠杆.图中钩码使杠杆逆时针转动，拉力要使杠杆顺时针转动.所以弹簧测力计要竖直向上拉动杠杆；(3)要使拉力最小，拉力应垂直于杠杆，设每个小格的长度为L，根据杠杆的平衡条件：GLG=FLF 40.5N3L=F6L 解得：F=1N；(4)表格中要有动力臂、动力、阻力臂、阻力、还要有实验次数，如下表格： 实验次数动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m123故答案为：(1)调节杠杆两端的平
6、衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；(2)竖直向上；(3)1；(4)如上表(1)探究杠杆平衡条件的实验时，首先把杠杆支在支架上，然后调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，最后才挂钩码进行探究(2)要使力最小，应该使力臂最大，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，力臂最大根据阻力阻碍杠杆转动，动力促使杠杆转动，判断动力的方向；(3)根据杠杆的平衡条件，将已知条件代入便可得出拉力的大小；(4)实验中要记录动力、动力臂、阻力、阻力臂，用实验来探究物理规律时要进行多次实验，实验结论才具有普遍性本题考查了杠杆平衡条件的实验步骤、表格设计和计算等.注意当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，
7、倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小3. 解：(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=0.6NG=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=2N0.1m=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=0.8N0.3m=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)改
8、变力的方向，但不省力；(2)省力，但不能改变力的方向；(3)0.2；0.24；动滑轮的自重或滑轮转轴处有摩擦(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4. 解：(1)分析表一或表二中动滑轮的重力相同，被提升的物重本题，且G物越大，拉力F越大，可得表一或表二中F与G物
9、的数据及相关条件，当G滑相同时，G物越大，F越大；(2)分析比较实验序号1、6(或2、7或3、8或4、9或5与10)可知：被提升的物重相同，动滑轮重力不同，且G滑越大，F越大；(3)分析F和G物的关系时发现F始终小于G物，所以得出使用动滑轮匀速提起物体能够省力；当G滑=0N且不考虑摩擦力时，使用动滑轮匀速提升物体时，所用竖直向上拉力F的大小等于物体重力的一半.故发现并没有省一半力，这其中的原因可能是动滑轮有重力或存在摩擦力；若要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力，应换轻质的滑轮或更重的物体；(4)分析比较表中F与G滑、G物的数据及相关条件，F=12(G物+G滑)，若用G滑=3牛、G物=9
10、牛的器材做次实验，则F=12(G物+G滑)=12(3N+9N)=6N；故答案为：(1)当G滑相同时，G物越大，F越大；(2)1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10)；(3)能；动滑轮有重力或存在摩擦力；轻质的滑轮或更重的物体；(4)F=12(G物+G滑)；6(1)表一或表二动滑轮的重力相同，分析被提升物体的重力及拉力的变化得出结论；(2)根据结论，分析G物相同的选项；(3)省力的特点是拉力小于被提升的物重，影响动滑轮拉力大小的因素：动滑轮的重力、物体的重力；(4)根据F=12(G物+G滑)计算分析本题是探究动滑轮省力特点的实验，考查了对实验数据的分析，在分析时注意控制变量法的应用，并注意物
11、理量的变化5. 【分析】(1)根据功率的计算公式写出功率的表达式；(2)根据测量的数据设计表格；(3)比较功率的大小可由P=Wt作出判断；当功一定时，时间越短，功率越大；当时间一定时，功越多，功率越大；(4)相同时间里，跳的次数越多成绩越好.在时间相同，功率一定的情况下，所做的功是一样的.每次做的功越少，相同时间里跳的次才越多，成绩才越好。本题联系实际考查了功率的概念和功率公式的运用，体现了物理来源于生活、应用于生活的理念，是一道好题。【解答】(1)小红n次克服重力所做的功：W=nGh=nmgh，小红跳绳的时间为t，小红跳绳的平均功率：P=Wt=nmght；(2)根据需要测量的物理量设计表格如
12、下：(3)频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，所以A正确、C错误；体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故B错误；体重相同，只要跳绳频率相同，功率与跳的时间长短无关，故D错误。故选A。(4)相同时间里，跳的次数越多成绩越好.在时间相同，功率一定的情况下，所做的功是一样的.每次做的功越少，相同时间里跳的次才越多，成绩才越好.所以想提高跳绳测试的成绩，可以降低跳起高度、减肥减轻体重等。故答案为：(1)nmght；(2)见上表；(3)A；(4)降低跳起高度。6. 解：(1)测量功率的原理就是依据了功率的计算公式P=Wt；(2)根据实验的要求可知，需要测量的物理量有下落时间
13、、下落高度和纸锥质量。相应的测量工具为秒表、刻度尺和托盘天平；(3)纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm，时间为0.2s2=0.4s，则此AB过程中，纸锥的下落速度为：v=st=6.40cm0.4s=16cm/s。(4)由功率公式可得，P=Wt=Ght=Gv，纸锥的重力不变，由图可知，速度v先变快后不变，故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变，故只有选项C的图象符合题意。故答案为：(1)P=Wt；(2)下落高度；纸锥质量；刻度尺；托盘天平；(3)16；(4)C。(1)测量功率的原理就是依据了功率的计算公式；(2)根据控制变量法，控制相关的量不变，只改变要研究的量
14、，并据此确定需要的测量工具；(3)从图中读出时间和距离，利用速度的公式v=st可计算纸锥下落的速度；(4)根据纸锥下落的速度是先变快后不变，可结合功率的公式得出功率随时间变化的图象。本题通过纸锥的下落实验，考查了功率的测量原理、测量方法、结论的分析、图象的读取等，有一定综合性，题目较新颖。7. 【分析】(1)克服重力做的功为有用功，拉力做的功为总功，有用功与总功的比值为机械效率；(2)先根据W有=Gh和W总=Fs分别求出有用功和总功，然后根据W额=W总-W有求出额外功，克服摩擦力做功就是额外功，利用f=W额s求出摩擦力；(3)(4)根据表格中的数据，利用控制变量法分析。此题是测量斜面的机械效率
15、并探究影响斜面机械效率的因素，考查了控制变量法在实验中的应用，考查了对实验数据的分析和实验结论的得出；实验探究题考查内容细致，数据多，需要细心读题，考虑全面，回答准确。【解答】(1)由表格第1次实验数据：W有=Gh=7N0.5m=3.5J，W总=Fs=6N1m=6J，故机械效率为：=W有W总=3.5J6J=58.3；(2)由第3次实验的数据可知，则额外功W额=W总-W有=6.5J-3.5J=3J，由W额=fs得，木块所受摩擦力f=W额s=3J1m=3N；(3)分析第1、2次实验数据，可以得出：当斜面倾角、斜面高、物重等条件一定时，发现斜面越粗糙，斜面的机械效率越低；(4)分析第1、3次实验数据
16、，可以得出：当物重、斜面材料相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高；盘山公路就是利用了斜面。故答案为：(1)3.5；6.0；58.3%；(2)3；(3)斜面越粗糙；(4)高；盘山公路。8. 【分析】(1)在实验中，为了正确测出拉力的大小，应拉动弹簧测力计竖直向上匀速上升；(2)根据表中实验数据应用效率公式求出动滑轮的机械效率；(3)根据控制变量法的要求分析表中实验数据，根据实验控制的变量与实验数据分析答题；(4)从摩擦与绳重等方面分析答题本题考查了求滑轮组效率、实验数据分析，应用效率公式可以求出滑轮组效率，应用控制变量法分析表中实验数据即可正确解题；解题时要注意控制变量法的应用【解答】解：(
17、1)在实验中，为了正确测出拉力的大小，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；(2)由表中实验数据可知，第次实验时，动滑轮的机械效率：=W有W总=GhFs=2N0.2m1.1N0.4m100%90.9%；(3)由表中实验序号为的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大；由表中实验序号为的实验数据可知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将减小；(4)由于滑轮与轮轴间存在摩擦、缠绕滑轮组的绳子有重力，因此：FG动+G2故答案为：(1)竖直向上；(2)90.9%；(3)增大；减小；(4)滑轮与轮轴间有摩擦、绳子有重力9. 解：(1)W有用=Gh=1N
18、0.1m=0.1J；W总=Fs=0.5N0.3m=0.15J；=W有用W总=0.1J0.15J66.7%因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功，就有了额外功；(2)分析机械效率的影响因素应采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持位置不变，而实验中，两次钩码悬挂的位置是不同的。同时，还应进行多次实验，分析多组数据，才能得出有说服力的正确结论，只凭一次实验数据做出结论是不科学的。故答案为：(1)66.7；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功；(2)不能；两次实验时钩码没有挂在同一位置或者仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。(1)先计算出有
19、用功(W有用=Gh)和总功(W总=Fs)再由=W有用W总算出机械效率。由额外功产生的原因解答。(2)通过探究实验来得出结论时，应进行多次实验，分析多组数据，同时，分析机械效率的影响因素也应采取控制变量法，这样才能得出正确结论。根据这一思路来对最后的问题做出判断。此题主要考查弹簧测力计的读数和功的计算，以及机械效率等，是一道综合题，属于中档题。10. 【分析】(1)使用杠杆克服钩码的重力做功，有用功等于克服钩码重力做的功，总功等于弹簧测力计的拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值；(2)由机械效率的公式=W有W总100=Gh1Fh2100计算第3次实验的机械效率；结合表格数据分析结论；(3)
20、实验中克服杠杆的重力做的功为额外功，即W额=G杆h，取4、5、6次实验中的一次，计算额外功即可求出杠杆重；分析表格数据寻找F与G的关系；仅改变钩码重力，结合机械效率公式分析最大值；(4)由影响机械效率的因素分析杠杆的机械效率与拉力作用点的位置的关系。本题考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式，知道总功等于有用功与额外功之和。【解答】(1)有用功为W有=Gh1，总功W总=Fh2，则机械效率的表达式：=W有W总100=Gh1Fh2100；(2)第3次实验的机械效率：=W有W总100=Gh1Fh2100=2N0.03m1.8N0.04m100=83.3；由题图可以看
21、出，A、B、C三点离支点越来越远，由表格数据知，三次的机械效率依次变大；(3)以第4次实验为例：W有=Gh1=1N0.03m=0.03J，W总=Fh2=0.8N0.06m=0.048J，则W额=W总-W有=0.048J-0.03J=0.018J，杠杆的重心位于杠杆OD的中点，则杠杆重心移动的距离与物体升高的距离相同，即W额=G杆h1，所以杠杆的重力：G杆=W额h1=0.018J0.03m=0.6N；分析表格4、5、6次实验中的G与F的数值，得到拉力F与钩码重G的表达式：F=G2+0.3N；当钩码最重，为G大=100.5N=5N时，杠杆的机械效率最大，由=W有W总=Gh1Fh2=Gh1(G2+0.3N)2h1=GG+0.6N得，大=G大G大+0.6N100=5N5N+0.6N100=89.3；(4)由以上实验可知，克服杠杆的重力做的功为额外功、对钩码做的功为有用功，改变拉力作用点的位置时不能改变有用功和额外功的大小，故不会影响机械效率。故答案为：(1)Gh1Fh2100；(2)83.3%；变大；(3)0.6；G2+0.3N；89.3%；(4)无关。
