物理實驗要遵循實事求是的原則.小雯同學在“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中,完成了如圖所示的實驗并記錄了數(shù)據(jù).
通過分析數(shù)據(jù),她覺得與書中的結(jié)論有較大偏差.你一定也做過這樣的實驗,回想你的實驗經(jīng)歷,回答下列問題:
(1)分別敘述實驗中出現(xiàn)這樣結(jié)果的可能原因(各寫一個):
定滑輪實驗:________,
動滑輪實驗:________;
(2)針對你前面所說的原因提出改進意見(各寫一個):
定滑輪實驗:________,
動滑輪實驗:________;
實驗次數(shù) | 物重 G/N | 使用定滑輪時測力計的 示數(shù) F1/N | 使用動滑輪時測力計的 示數(shù)F2/N |
1 | 1.00 | 0.60 | 0.65 |
2 | 1.50 | 1.10 | 0.90 |
3 | 2.00 | 1.60 | 1.15 |
解:(1)對彈簧測力計進行受力
受到向上繩子的拉力(大小等于鉤碼重),向下受到重力和手的向下拉力.圖中手拉測力計掛鉤,因此測力計測量的是手向下的拉力而不是繩子自由端的拉力.所以在勻速拉動時,根據(jù)二力平衡條件可知實驗會造成拉力大于物重;
動滑輪的使用:“使用動滑輪能省一半力”是在不考慮動滑輪和摩擦的理想情況下才成立的,在實際實驗中,動滑輪的物重和摩擦是客觀存在的,則F>(G動+G物).
(2)使用定滑輪改進的意見:彈簧測力計的掛鉤應該掛在繩子自由端,其讀數(shù)才是用定滑輪提升物體時繩子自由端的拉力值.
使用動滑輪改進的意見:可以先測出鉤碼和動滑輪的總重,然后比較拉力與總重的關系.
故答案為:(1)拉力大于物重;拉力大于物體和動滑輪總重的二分之一;(2)彈簧測力計的掛鉤應該掛在繩子自由端,其讀數(shù)才是用定滑輪提升物體時繩子自由端的拉力值;可以先測出鉤碼和動滑輪的總重,然后比較拉力與總重的關系.
分析:(1)滑輪組中如果忽略滑輪自重和摩擦力的大小,使用定滑輪不省力,但能改變力的方向;使用動滑輪能省一半的力,如果考慮動滑輪自重,則F=(G動+G物).根據(jù)對測力計進行受力分析可以找到問題所在.
(2)使用定滑輪時,改進彈簧測力計的使用法;使用動滑輪時,要考慮到動滑輪的重力.
點評:本題考查了學生對實驗測量數(shù)據(jù)的分析能力,屬實驗評估類題目范疇.有許多物理中的結(jié)論是建立在理想模型條件下得出的,在實際的應用中會出現(xiàn)與結(jié)論不一致的情況,受到客觀條件的影響.