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专题08 力学实验（2）
知识点一 探究浮力大小的影响因素实验
浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度也有关；全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体中的深度无关；
典例1.探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验：
（1）物体浸没在水中受到的浮力________N，物体的密度是________kg/m3．
（2）比较A、B、C三幅图可探究浮力的大小与________有关．
（3）D图中弹簧测力计的示数是________N．（g取10N/kg，ρ酒精=0.8×103kg/m3）
【答案】
（1） 1 4×103 （2）物体排开液体的体积 （３）3.2
【解析】
（1）由图可知，物体的重力G=4N，物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=3N，
物体浸没在水中时受到的浮力：F浮=G F′=4N 3N=1N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮=ρ水gV排可得，物体的体积：
V=V排=F浮/ρ水g=1N/1×103kg/m3=1×10 4m3
由G=mg可得，物体的质量：m=G/g=4N/10N/kg=0.4kg，
物体的密度：ρ=m/V=0.4kg/1×10 4m3=4×103kg/m3．
（2）由图示ABC三次实验可知，液体的密度不变而物体排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，排开液体体积越大，物体受到的浮力越大，由此可知：浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
（3）D图中将物体浸没在酒精中，则物体受到的浮力：
F浮′=ρ酒gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10 4m3=0.8N，
则弹簧秤的示数F=G F浮′=4N 0.8N=3.2N。
知识点二 探究浮力的大小与排开液体重力之间的关系（阿基米德原理）
1. 实验步骤：
（1）先测出小桶的重力G1；
（2）测出物体所受重力G2；
（3）测出物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数G3；
（4）测出小桶和物体排开液体的总重力G4；
2.实现结论：G2-G3=G4-G1，即物体所受的浮力跟它排开液体的重力相等
3.这个规律最早是阿基米德发现的，所以叫阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力。用公式表示就是：F浮=G排。阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
典例2.小明在做“探究浮力的大小眼哪些因素有关”的实验时，用弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材，进行了如图实验．
（1）金属块在图C中受到的浮力为________N．
（2）分析CD两图可知：当金属块浸没在水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度_____关；
（3）由实验数据可得到的结论：漫在液体中的物体受到浮力大小与________和________有关．
（4）由实验数据小明还计算出了盐水的密度为________ kg/m3，如实验中不小心使E图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用，所测盐水密度值将______（偏大/偏小/不变）．
【答案】（1）4 （2）无关 （3）排开液体体积 液体密度 （4）偏大
【解析】
（1）根据称重法测浮力，金属块在图C中受到的浮力为：
F浮C=5N 1N=4N；
（2）分析CD两图，当金属都块浸没在水中后，金属块的深度不同，但测量力计示数相同，根据称重法测浮力：F浮=G G′知，所受浮力的大小大小相同，故得出当金属块浸没在水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度无关；
（3）比较图DE，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，两图中，测力计示不同，根据称重法，可知金属块受到的浮力不同，故由实验数据可得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关；
比较图BC，排开液体的密度相同，而排开液体的体积不同，两图中，测力计示不同，根据称重法，可知金属块受到的浮力不同，故由实验数据可得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与排开液体的体积有关；
（4）由图AC知，金属块浸没在水中受到的浮力： F浸水=5N 1N=4N①，
根据阿基米德原理有：F浸水=ρ水gV排水=ρ水gV物②，
由图AE知，金属块浸没在盐水中受到的浮力：F浸盐水=5N 0.6N=4.4N③，
根据阿基米德原理有：
F浸盐水=ρ盐水gV排盐水=ρ盐水gV物④，由②④得：
ρ盐水=(4.4N/4N)ρ水，ρ盐水=1.1×103kg/m3，
如果他在实验中不小心使E图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用，则测力计示数变小，导致F浸盐水变大，根据计算，测量的盐水密度值将偏大.
知识点三 探究杠杆的平衡条件实验
典例3.（2021·桂林）探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前出现图甲所示情况，应将杠杆两端的螺母向________调（填“左”或“右”），使杠杆在________位置平衡，这样做的目的是________．
（2）实验过程中出现了图乙所示的情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将左边的钩码向________（填“左”或“右”）移动________格．
（3）杠杆在水平位置平衡后，小明进行正确操作，并测得 F1=6N，l1=20cm，l2=30cm，则F2=________N．
（4）实验中，要改变力和力臂的数值，得到多组实验数据，这样做的目的是________．
【答案】
（1）右 水平 便于直接在杠杆上测量力臂的大小
（2）右 1 （3）4
（4）使结论更具普遍性
【解析】
（1）由图甲可知，杠杆右端上翘，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上测量力臂的大小．
（2）要使杠杆平衡，应满足F1l1=F2l2，所以左端的钩码向右移动1个小格．
（3）由杠杆平衡条件F1L1=F2l2得，F2=F1L1/L2=4N．
（4）经过一次实验得出的实验结论可能具有偶然性，要进行多次实验，使实验结论具有普遍性．
知识点四 测量滑轮组机械效率实验
（1）实验目的：测量滑轮组的机械效率
（2）实验原理η＝×100%。
（3）实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、滑轮组、细线。
（4）进行实验
①用弹簧测力计测量物体的重力G，并填入表格中。
②按图甲安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置，并匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离s，并记录在表格中。
③改变钩码的数量及动滑轮的重力，重复上面实验。
④算出有用功W有、总功W总、机械效率η，并填入表格。
（6）通过实验发现的规律：
①滑轮组机械效率的大小受物重、摩擦和动滑轮自重影响；与绕线方式和重物上升的高度无关。
②同一滑轮组，所提重物的重力越大，机械效率越高。
4.实验规律的应用：
（1）滑轮组机械效率影响因素：物体越重，动滑轮越轻，机械效率越高 （与绳子绕法，上升高度h无关）
斜面机械效率影响因素：倾斜角度越大，斜面越光滑，机械效率越高（与物体重力无关）；
（2）提高效率方法：减小动滑轮自重、添加润滑油、减小摩擦、增加待测物体重力。
典例4.（2021·四川）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如表所示．
（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用________（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；
（2）通过第1次实验和第2次实验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（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率________（选填“越高”“不变”或“越低”）；
（3）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，根据所学知识，第3次实验中绳端移动距离应该是________m，并计算出第3次的机械效率η=________（保留3位有效数字）.
【答案】
（1）乙 （2）越低 （3）0.4 83.3%
【解析】
（1）由表中实验数据可知，第2次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，由图示滑轮组可知，实验使用的是乙图所示装置做的实验．
（2）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低．
（3）由表中第2次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，第3次实验使用同样的装置，则第3次实验：绳端移动距离s=4h=4×0.1m=0.4m，
机械效率η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=(6N×0.1m)/(1.8N×0.4m)×100%≈83.3%．
知识点五 探究动能的大小与哪些因素有关
（1）实验方法：控制变量法和转换法
（2）实验步骤：
①让同一小球分别从不同高度由静止滚下，小球获得不同的速度，观察哪次木块被推的远。
②让不同小球从相同高度由静止滚下，小球获得相同的速度，观察哪次木块被推的远。
（3）实验结论：①质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；②速度相同的物体，物体质量越大，它的动能越大
4.动能大小的影响因素：质量和速度。
典例5.（2021·长春）某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动．
（1）小明用两辆相同的小车，在其中一辆小车上放一个砝码，然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放，撞击置于水平面上的木块，如图(a)．
①将小车从同一位置处释放，目的是为了控制小车到达水平面的________相同．
②通过比较________来比较小车动能大小，根据实验得出结论：动能大小与质量大小有关．
（2）小红改变实验方案：让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，如图(b)，发现：木块滑行的距离不一样远，根据这一现象，能做出以下哪个判断__________．
A . 动能大小与质量无关，一定还与其他因素有关
B . 动能大小除了与质量有关外，一定还与其他因素有关
C . 不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关。
【答案】
1.①速度 ②木块被推出的远近 2.C
【解析】
①要探究动能大小与质量的关系，需控制速度相同，为了使小车在水平面运动时的起始速度相等，需将质量不同的小车从斜面上的同一高度处由静止滑下；②通过木块被推出距离的多少可看出小车动能的大小；
（3）同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大，小车质量一定，不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关；故选C．
知识点六 探究势能的大小与哪些因素有关
典例6.为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。
（1）实验中通过观察________来判断物体重力势能的大小。
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图________和图________进行分析比较
（3）图2和图3探究的问题是________。
【答案】
1.小方桌陷入沙中的深度 2.1 2
3.重力势能的大小与质量的关系
【解析】
重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小；
如果探究重力势能与高度的关系，必须保证物体的质量相等，而图1和图2使用的是同一物体，从不同高度落下，通过探究可得质量相等时，物体越高，重力势能越大；
由图可知，图2和图3中物体不同，即质量不同，但是从同一高度落下，所以探究的问题是高度相同时，重力势能的大小与质量的关系。
1.（2021·营口）小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下面悬挂一个实心圆柱体（如图甲所示），当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到浸没在溢水杯内的水中，用小桶收集溢出的水．
（1）圆柱体的质量为________kg．
（2）圆柱体浸没在水中时所受浮力为________N；圆柱体的密度是________kg/m3．
（3）比较________两图可知：浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟物体排开液体体积有关．
（4）比较c、d两图可知：当物体浸没在同种液体中，所受浮力不随________而改变．
（5）小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的拉力F随物体下降高度h变化的图象，那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为________N，这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟________有关．
【答案】
（1）0.6 （2）4 1.5×103 （3）b、c （4）深度 （5）3 液体密度
【解析】
（1）由a知，G=6N，
根据G=mg可得，圆柱体的质量m=G/g=6N/10N/kg=0.6kg；
（2）由图a、c知，圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮=G F=6N 2N=4N；
由F浮=ρ液gV排知，
圆柱体的体积：
V=V排=F浮/(ρ水g)=4N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=4×10 4m3，
圆柱体的密度：
ρ=m/V=0.6kg/4×10 4m3=1.5×103kg/m3；
（3）要探究浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关，需要控制液体密度相同，排开液体的体积不同，图b、c符合要求；
（4）由c、d两图可知，圆柱体完全浸没，下沉过程中，测力计的示数不变，即物体所受浮力不随深度改变；
（5）由图乙知，物体完全浸没时测力计的示数为3N，则F′浮=G F′=6N 3N=3N；由实验知，浸在液体里的物体受到的浮力大小还根据液体的密度有关．
2.（2021·潍坊）为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系，某同学进行了 如图所示的实验：
（1）你觉得合理的实验顺序是________．
（2）选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它________．
（3）图乙中，浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，所受的浮力________（填“变大”．“不变”或“变小”）．
【答案】
（1）甲丁乙丙（丁甲乙丙）
（2）排开液体所受的重力
（3）不变
【解析】
（1）合理的实验顺序是：
甲．测出实心合金块所受的重力；
丁．测出空桶所受的重力；
乙．把合金块浸没在装满水的溢水杯中，测出合金块所受的浮力，收集合金块排开的水；
丙．测出桶和排开的水所受的重力．
（2）由图中数据可知，合金块受到的浮力：F浮＝2.0N 1.5N＝0.5N，
合金块没入水中后排开水的重力：G排水＝G桶和水 G空桶＝1.0N 0.5N＝0.5N，
再结合阿基米德原理可知，浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体所受的重力．
（3）由阿基米德原理公式F浮＝ρ液gV排可知，浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，
当合金块浸没在水中时，不论是向下匀速运动还是向上匀速运动，只要始终是没入水中，则V排一定，所受浮力不变．
3.（2021·上饶）如图所示，在“探究杠杆平衡条件的实验”中．
（1）甲图中杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在________位置平衡，主要目的是________.
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B 点挂________个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格，则杠杆的________（选填“左”或“右”）端将下沉．
（3）如图丙所示，在A点挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30 角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丙所示，大小为________N，已知每个钩码重0.4N，则在A点应挂________个钩码．
（4）探究杠杆的平衡条件需要测多组数据．以下三个实验也测了多组数据，其目的和探究杠杆平衡条件目的相同的是________．
①探究平面镜成像规律；②测量某个物体长度；③测重未知液体的密度．
【答案】
（1）右 水平 便于测量力臂大小
（2）6 左
（3）1.2 2
（4）①
【解析】
（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，
解得FB=6G，需挂6个钩码；
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，
若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，
则左侧4G×2L=8GL，右侧6G×L=6GL，
因为8GL＞6GL，
所以杠杆左端会下沉；
（3）如图所示，弹簧测力计的示数为F2=1.2N，
当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30 角）杠杆，此时动力臂等于12OC=12×4L=2L；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得F1=F2L2L1=1.2N×2L3L=0.8N，
每个钩码重0.4N，故应在A点挂2个钩码；
（4）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故选项①符合题意．
4.（2021·江苏）某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示．第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越________．
（2）第3次实验中所做的有用功是________J，机械效率是________．
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功________ （选填“增大”或“减小”）．因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与________大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，________额外功（选填“增大”或“减小”）．
【答案】
（1）高 （2）0.4 72.7% （3）增大 动滑轮的重力 （4）减小
【解析】
（1）第1次的效率为η1=W有用1/W总1=0.2J/0.27J≈74.1%，
第2次的效率为η2=W有用2/W总2=0.4J/0.48J≈83.3%，
第1次与第2次相比，所用的滑轮组相同，第2次比第1次提升的钩码重，从计算结果可以看出，第2次的效率比第1次的高，所以可以得出使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．
（2）第3次实验中所做的有用功是W有用=Gh=4N×0.1m=0.4J，
机械效率为η3=W有用3/W总3=0.4J/0.55J≈72.7%．
（3）在此实验中，额外功主要是克服动滑轮重力做的功，动滑轮越重，所做的额外功越多．比较2、3次实验，所提升物体的重力相同，第3次的动滑轮重大于第2次的动滑轮重，第3次的效率低于第2次的效率，所以可以看出滑轮组的机械效率与动滑轮的重力大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，减小额外功．
5.（2021·驻马店）小明在学习了动能之后，结合课本探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别不从同的高度h和H(H>h)静止释放，观察木块B被撞击后移动的距离．实验过程如图甲、乙、丙所示．
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小钢球动能的大小，他利用的研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（2）小钢球在滚下斜面的过程中，它的________能转化为动能，其动能大小是通过________（选填“高度h”或“距离s”）的大小来反映的．
（3）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有________，木块B最终会停下来是因为受到________力的作用．
（4）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_______有关．
（5）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？________（选填“正确”或“错误”），理由是：________．
【答案】
（1）转换法 不能 （2）重力势 距离s （3）惯性 阻力 （4）速度
（5）错误 没有控制小球到达水平面的速度
【解析】
（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的．
（2）小球在滚下斜面的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，动能越大，小木块被撞离的越远，故动能大小是通过距离s来反映的．
（3）由于小球具有惯性，有继续向前运动的趋势，所以不能立即停下，由于木块受到阻力的作用，阻力对小球做负功，则木块最终会停下来．
（4）小球下落的高度越高，小球到达水平面的速度越大，木块被推离的距离越远，小球的动能越大，故物体的动能大小与速度有关．
（5）要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系．
6.如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C．球A、C离沙地高度相同．现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示．
（1）根据________可以判断出________球释放前的重力势能最大．
（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是________．
【答案】
1. 球陷入沙中的深度 A 2.质量
【解析】
略专题08 力学实验（2）
知识点一 探究浮力大小的影响因素实验
浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度也有关；全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体中的深度无关；
典例1.探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验：
（1）物体浸没在水中受到的浮力________N，物体的密度是________kg/m3．
（2）比较A、B、C三幅图可探究浮力的大小与________有关．
（3）D图中弹簧测力计的示数是________N．（g取10N/kg，ρ酒精=0.8×103kg/m3）
知识点二 探究浮力的大小与排开液体重力之间的关系（阿基米德原理）
1. 实验步骤：
（1）先测出小桶的重力G1；
（2）测出物体所受重力G2；
（3）测出物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数G3；
（4）测出小桶和物体排开液体的总重力G4；
2.实现结论：G2-G3=G4-G1，即物体所受的浮力跟它排开液体的重力相等
3.这个规律最早是阿基米德发现的，所以叫阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力。用公式表示就是：F浮=G排。阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
典例2.小明在做“探究浮力的大小眼哪些因素有关”的实验时，用弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材，进行了如图实验．
（1）金属块在图C中受到的浮力为________N．
（2）分析CD两图可知：当金属块浸没在水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度_____关；
（3）由实验数据可得到的结论：漫在液体中的物体受到浮力大小与________和________有关．
（4）由实验数据小明还计算出了盐水的密度为________ kg/m3，如实验中不小心使E图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用，所测盐水密度值将______（偏大/偏小/不变）．
知识点三 探究杠杆的平衡条件实验典例3.（2021·桂林）探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前出现图甲所示情况，应将杠杆两端的螺母向________调（填“左”或“右”），使杠杆在________位置平衡，这样做的目的是________．
（2）实验过程中出现了图乙所示的情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将左边的钩码向________（填“左”或“右”）移动________格．
（3）杠杆在水平位置平衡后，小明进行正确操作，并测得 F1=6N，l1=20cm，l2=30cm，则F2=________N．
（4）实验中，要改变力和力臂的数值，得到多组实验数据，这样做的目的是________．
知识点四 测量滑轮组机械效率实验
（1）实验目的：测量滑轮组的机械效率
（2）实验原理η＝×100%。
（3）实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、滑轮组、细线。
（4）进行实验
①用弹簧测力计测量物体的重力G，并填入表格中。
②按图甲安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置，并匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离s，并记录在表格中。
③改变钩码的数量及动滑轮的重力，重复上面实验。
④算出有用功W有、总功W总、机械效率η，并填入表格。
（6）通过实验发现的规律：
①滑轮组机械效率的大小受物重、摩擦和动滑轮自重影响；与绕线方式和重物上升的高度无关。
②同一滑轮组，所提重物的重力越大，机械效率越高。
4.实验规律的应用：
（1）滑轮组机械效率影响因素：物体越重，动滑轮越轻，机械效率越高 （与绳子绕法，上升高度h无关）
斜面机械效率影响因素：倾斜角度越大，斜面越光滑，机械效率越高（与物体重力无关）；
（2）提高效率方法：减小动滑轮自重、添加润滑油、减小摩擦、增加待测物体重力。
典例4.（2021·四川）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如表所示．
（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用________（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；
（2）通过第1次实验和第2次实验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（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率________（选填“越高”“不变”或“越低”）；
（3）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，根据所学知识，第3次实验中绳端移动距离应该是________m，并计算出第3次的机械效率η=________（保留3位有效数字）.
知识点五 探究动能的大小与哪些因素有关
（1）实验方法：控制变量法和转换法
（2）实验步骤：
①让同一小球分别从不同高度由静止滚下，小球获得不同的速度，观察哪次木块被推的远。
②让不同小球从相同高度由静止滚下，小球获得相同的速度，观察哪次木块被推的远。
（3）实验结论：①质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；②速度相同的物体，物体质量越大，它的动能越大
4.动能大小的影响因素：质量和速度。
典例5.（2021·长春）某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动．
（1）小明用两辆相同的小车，在其中一辆小车上放一个砝码，然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放，撞击置于水平面上的木块，如图(a)．
①将小车从同一位置处释放，目的是为了控制小车到达水平面的________相同．
②通过比较________来比较小车动能大小，根据实验得出结论：动能大小与质量大小有关．
（2）小红改变实验方案：让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，如图(b)，发现：木块滑行的距离不一样远，根据这一现象，能做出以下哪个判断__________．
A . 动能大小与质量无关，一定还与其他因素有关
B . 动能大小除了与质量有关外，一定还与其他因素有关
C . 不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关。
知识点六 探究势能的大小与哪些因素有关
典例6.为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。
（1）实验中通过观察________来判断物体重力势能的大小。
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图________和图________进行分析比较
（3）图2和图3探究的问题是________。
1.（2021·营口）小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下面悬挂一个实心圆柱体（如图甲所示），当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到浸没在溢水杯内的水中，用小桶收集溢出的水．
（1）圆柱体的质量为________kg．
（2）圆柱体浸没在水中时所受浮力为________N；圆柱体的密度是________kg/m3．
（3）比较________两图可知：浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟物体排开液体体积有关．
（4）比较c、d两图可知：当物体浸没在同种液体中，所受浮力不随________而改变．
（5）小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的拉力F随物体下降高度h变化的图象，那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为________N，这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟________有关．
2.（2021·潍坊）为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系，某同学进行了 如图所示的实验：
（1）你觉得合理的实验顺序是________．
（2）选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它________．
（3）图乙中，浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，所受的浮力________（填“变大”．“不变”或“变小”）．
3.（2021·上饶）如图所示，在“探究杠杆平衡条件的实验”中．
（1）甲图中杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在________位置平衡，主要目的是________.
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B 点挂________个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格，则杠杆的________（选填“左”或“右”）端将下沉．
（3）如图丙所示，在A点挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30 角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丙所示，大小为________N，已知每个钩码重0.4N，则在A点应挂________个钩码．
（4）探究杠杆的平衡条件需要测多组数据．以下三个实验也测了多组数据，其目的和探究杠杆平衡条件目的相同的是________．
①探究平面镜成像规律；②测量某个物体长度；③测重未知液体的密度．
4.（2021·江苏）某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示．第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越________．
（2）第3次实验中所做的有用功是________J，机械效率是________．
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功________ （选填“增大”或“减小”）．因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与________大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，________额外功（选填“增大”或“减小”）．
5.（2021·驻马店）小明在学习了动能之后，结合课本探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别不从同的高度h和H(H>h)静止释放，观察木块B被撞击后移动的距离．实验过程如图甲、乙、丙所示．
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小钢球动能的大小，他利用的研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（2）小钢球在滚下斜面的过程中，它的________能转化为动能，其动能大小是通过________（选填“高度h”或“距离s”）的大小来反映的．
（3）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有________，木块B最终会停下来是因为受到________力的作用．
（4）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_______有关．
（5）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？________（选填“正确”或“错误”），理由是：________．
6.如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C．球A、C离沙地高度相同．现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示．
（1）根据________可以判断出________球释放前的重力势能最大．
（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是________．

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