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14.在研究动滑轮使用特点的实验中,各小组按照图(a)中所受的实验器材进行实验,每个小组的实验器材都相同(摩擦力可忽略不计),甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码,竖直向上拉弹簧测力计,每次都匀速提起钩码,如图(a)所示.乙、丙两个小组的同学实验时,没有注意按照要求规范操作,他们斜向上拉弹簧测力计,匀速提起钩码,实验情况分别如图(b)、(c)所示.各小组的实验数据记录在表格中.
表一(甲小组)表二(乙小组)表三(丙小组)
实验序号物体的重力(牛)弹簧测力计的示数(牛)实验序号物体的重力(牛)弹簧测力计的示数(牛)实验序号物体的重力(牛)弹簧测力计的示数(牛)
11.00.641.00.771.00.8
22.01.152.01.382.01.6
33.01.663.01.893.02.3
①甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件,得出动滑轮使用特点的初步结论是:使用动滑轮匀速提起重物,可以省力.
②同学们查阅相关资料得知:若不计动滑轮自身的重力,使用动滑轮匀速提升重物时,可以省一半力…由此,他们分析了表一中的实验数据,求出滑轮的重力为0.2牛.
③分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象,初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是:拉力方向不同.
④分析比较实验序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的实验数据和相关条件,得出的初步结论是:拉力与竖直方向角度越大越费力.

分析 ①结合图比较弹簧测力计的示数和对应的物体重力可得到初步结论;
②根据F=$\frac{1}{2}$(G+G′)可求滑轮重G′.
③分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象可知原因;
④通过分析提升相同重力的物体,弹簧测力计的示数得出结论.

解答 解:①比较了实验序号1、2、3弹簧测力计的示数和对应的物体重力,可知使用动滑轮匀速提起重物,可以省力;
②由F=$\frac{1}{2}$(G+G′)得,滑轮的重力G′=2F-G=2×0.6N-1N=0.2N;
③当提升重物相同时,所用拉力的方向不同,得到的弹簧测力计的示数不同,由此可知拉力方向不同影响拉力的大小;
④观察图片分析数据可知,使用动滑轮匀速提起同一重物,测力计与竖直方向夹角不同,拉力的大小不同,测力计与竖直方向夹角越大,拉力也越大.
故答案为:①可以省力;②0.2;③拉力方向不同;④拉力与竖直方向角度越大越费力.

点评 通过实验验证,要掌握动滑轮的特点:使用动滑轮省力,费距离,不改变力的方向.

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表一    第一组
实验序号拉力(牛)速度(米/秒)
l204
2108
3516
表二    第二组
实验序号拉力(牛)速度(米/秒)
4202
5104
658
表三     第三组
实验序号拉力(牛)速度(米/秒)
7102
854
92.58
(1)分析比较实验序号1、4或2、5、7或3、6、8的数据和相关条件,可得出初步的结论是:电动机匀速提起重物,所用的拉力相同时,电动机提起重物时的速度越大,电动机做功越快.
(2)分析比较实验序号4与7(或5与8、或6与9)的数据和相关条件,可得出初步的结论是速度相等时,拉力越大,做功越快.
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据和相关条件,并归纳得出结论:
(a) 分析比较表一、表二或表三中的数据和观察到的现象,可初步得出:当电动机做的拉力和速度的乘积相同时,做功快慢相同;
(b) 分析比较表一、表二和表三中的数据和观察到的现象,可初步得出:当电动机做的拉力和速度的乘积越大时,做功越快.

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