物理實(shí)驗(yàn)要遵循實(shí)事求是的原則.小雯同學(xué)在“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,完成了如圖所示的實(shí)驗(yàn)并記錄了數(shù)據(jù).
通過(guò)分析數(shù)據(jù),她覺(jué)得與書(shū)中的結(jié)論有較大偏差.你一定也做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn),回想你的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷,回答下列問(wèn)題:
(1)分別敘述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)這樣結(jié)果的可能原因(各寫(xiě)一個(gè)):
定滑輪實(shí)驗(yàn):________,
動(dòng)滑輪實(shí)驗(yàn):________;
(2)針對(duì)你前面所說(shuō)的原因提出改進(jìn)意見(jiàn)(各寫(xiě)一個(gè)):
定滑輪實(shí)驗(yàn):________,
動(dòng)滑輪實(shí)驗(yàn):________;
實(shí)驗(yàn)次數(shù) | 物重 G/N | 使用定滑輪時(shí)測(cè)力計(jì)的 示數(shù) F1/N | 使用動(dòng)滑輪時(shí)測(cè)力計(jì)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(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)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(cè)力計(jì)掛鉤,因此測(cè)力計(jì)測(cè)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(dòng)時(shí),根據(jù)二力平衡條件可知實(shí)驗(yàn)會(huì)造成拉力大于物重;
動(dòng)滑輪的使用:“使用動(dòng)滑輪能省一半力”是在不考慮動(dòng)滑輪和摩擦的理想情況下才成立的,在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,動(dòng)滑輪的物重和摩擦是客觀存在的,則F>(G動(dòng)+G物).
(2)使用定滑輪改進(jìn)的意見(jiàn):彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤應(yīng)該掛在繩子自由端,其讀數(shù)才是用定滑輪提升物體時(shí)繩子自由端的拉力值.
使用動(dòng)滑輪改進(jìn)的意見(jiàn):可以先測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重,然后比較拉力與總重的關(guān)系.
故答案為:(1)拉力大于物重;拉力大于物體和動(dòng)滑輪總重的二分之一;(2)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤應(yīng)該掛在繩子自由端,其讀數(shù)才是用定滑輪提升物體時(shí)繩子自由端的拉力值;可以先測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重,然后比較拉力與總重的關(guān)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(dòng)滑輪能省一半的力,如果考慮動(dòng)滑輪自重,則F=(G動(dòng)+G物).根據(jù)對(duì)測(cè)力計(jì)進(jìn)行受力分析可以找到問(wèn)題所在.
(2)使用定滑輪時(shí),改進(jìn)彈簧測(cè)力計(jì)的使用法;使用動(dòng)滑輪時(shí),要考慮到動(dòng)滑輪的重力.
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析能力,屬實(shí)驗(yàn)評(píng)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(shí)際的應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)與結(jié)論不一致的情況,受到客觀條件的影響.