11.2滑轮使用探究实验 2021-2022学年 苏科版九年级物理（有答案）

2021-2022学年 九年级物理能力提升训练1
滑轮使用探究实验
1、研究定滑轮的特点：
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是________和________。
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是________。
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮________的特点。
2、在探究“两类滑轮的作用”时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲进行，后两次按图乙进行，并将测得的数据记录在表格中（忽略绳重及摩擦）。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm
1 1.0 20.0 1.0 20.0
2 2.0 20.0 2.0 20.0
3 1.0 20.0 0.7 40.0
4 2.0 20.0 1.2 40.0
(1)分析第1、2次的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能______；若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
(2)用图乙进行实验时，一定要沿着竖直方向______拉动绳子自由端；分析数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这说明滑轮的重力为______N；若要拉动3N的钩码，拉力的大小应为______N。
3、如图1所示，是探究“动滑轮工作时的特点”实验装置．
（1）实验时，应竖直拉动使钩码________ 上升
（2）小军记录数据如表．分析数据可得：使用动滑轮可以________ ．
实验次数 1 2 3
钩码重/N 2 4 6
测力计示数/N 1.1 2.1 3.1
（3）小军继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图象，如图2所示．分析图象可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值就越接近　________ 　（选填数值）．由此他推理得出：在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省________ 的力．
4、 如图所示，某同学研究使用动滑轮拉力的特点，使用同一个动滑轮他每次都匀速提起钩码，细线的重力不计，钩码每个重1牛。请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。
根据分析可知，动滑轮的重力为______牛。
比较、、三图可知：______；
比较、、三图可知：______；
5、如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连不计绳重与摩擦乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为______
在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N．
小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力如图；然后将绳子靠着定滑轮不计绳重与摩擦，如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变由此可见，定滑轮只改变了力的______ ，不改变力的______ 均选填“大小”或“方向”所以，小明认为图1中b绳对乙的拉力为3N．
图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对______ 选填“相互作用力”或“平衡力”为了探究这两个力的大小关系，再做如图4的实验：将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等于是可以得出，b绳对乙的拉力______ 乙对b绳的拉力 选填“等于”或“不等于”由此可知，图1中b绳对乙的拉力为______
再通过受力分析可得，图1中地面对乙有______ N的支持力．
6、同学们共同研究滑轮的特点：
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮___________．
（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示．据此可知，使用动滑轮__________．
（3）他们组装了滑轮组，使用滑轮组匀速提升重物，如图丙所示，拉力为______N．据此可知，使用滑轮组不仅可以________，还可以_________________．
7、如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测车计示数F/N 测力计移动距离S/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是　 　；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 　；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮　　；
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择　　；
8、小方同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示：
（1）小方在测量钩码的重力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将测力计在_______方向调零。测量钩码的重力时，应将钩码挂在弹簧测力计的下方，如图甲所示，并让它处于_______状态，这时弹簧测力计的示数大小就等于钩码的重力大小。
（2）在探究定滑轮特点时，小方觉得如图乙所示的操作读数不太方便，于是把测力计倒了过来，即将测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会_______（选填“变大”“变小”或“不变”），其理由是______________。
（3）在探究动滑轮的特点时，小方按照如图丙所示的操作，记录数据如表。分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，其原因是______________。小方最终得出正确的实验结论：使用动滑轮可以_______，但不能改变_______，而且费_______。
实验次数 物重 测力计的示数
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如表所示
钩码重 钩码升高高度 测力计示数 测力计移动距离
甲 1 1
乙 1 1
丙 1
请你分析：
比较甲乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮______ ；
比较甲丙两图及实验数据，可得到的初步结论是：______ ；
把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以______ ；但必须费______ ；
如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是______
A.从三次实验中选取最准确的数据 三次测量取平均值，减小误差
C.从特殊现象中得到普遍规律 利用控制变量法．
10、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）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
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，______。
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______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：______。
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：______。
11、某小组同学研究使用动滑轮匀速提起物体时，竖直向上的拉力F的大小的变化情况。他们按图23所示方式用三个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重G滑、物体重G物和拉力F的大小分别记录在表一、表二和表三中。
（1）分析比较表一中F与G物的大小及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体时，　 　。
（2）完成表格中数据的填写：序号9中F＝　 　N，表三中G丙＝　 　N。
（3）分析比较实验序号　 　的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大。
（4）综合分析表一或表二或表三中的　 　的数据及相关条件，还可以得出的实验结论是：当　 　时，使用动滑轮不能省力。
12、小梦同学用如图所示的装置“研究定滑轮和动滑轮的特点”。
次数 钩码升高的高度 拉力 拉力方向
1 1 1 向上
2 2 向下
3 1 向上
4 2 向下
实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和______。
实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使钩码上升。
请将小梦设计的记录表格中未填写的测量项目补充完整。
比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是______。
依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是______。
13、某小组同学研究使用动滑轮匀速提起物体时，竖直向上的拉力F的大小的变化情况。他们按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重力G滑、物体重力G物和拉力F的大小分别记录在表一、表二中。
表一：动滑轮G甲=5N 表二：动滑轮G乙=4N
序号 G物（牛） F（牛） 序号 G物（牛） F（牛）
1 4 4.5 6 2 3.0
2 6 5.5 7 4 4.0
3 8 6.5 8 6 5.0
4 10 7.5 9 8 6.0
5 12 10 10 7.0
（1）分析比较表一或表二中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体时，______；
（2）分析比较实验序号______的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大；
（3）完成表格中数据的填写：序号5中F=______牛；
（4）综合分析表中的数据及相关条件，还可以得出的实验结论是：当G物___G滑时，使用动滑轮不能省力（即F≥G物）。
14、小梦同学用如图所示的装置“研究定滑轮和动滑轮的特点”。
（1）实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和_______。
（2）实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（3）请将小梦设计的记录表格中未填写的测量项目补充完整。_______
（4）比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是_______。
（5）依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是_______。
15、为了探究动滑轮的使用特点，某小组同学用如图所示的装置进行实验，每次用测力计匀速提升钩码．（滑轮摩擦力不计）钩码重力为G，拉力为F，钩码移动的距离为L，绳子自由端移动的距离为s．实验数据记录在表格中．为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量△G与对应拉力的变化量△F，记录在表格的最后两列中．
（1）分析比较表中第二列与第三列中的数据及图中相关条件可得出动滑轮的使用特点：
使用动滑轮匀速提升物体时，____________________________．
（2）分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可得出初步结论：
使用动滑轮匀速提升物体时，__________________________．
（3）由表中数据可计算出滑轮自身重力为________牛．
（4）进一步分析比较表中最后两列的数据可得出初步结论:_______________．
（5）为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用___________继续进行实验．
A 提起更多不同重力的重物．
B 提起重物通过不同的距离，
C 选用不同重力的滑轮．
答案
（1）弹簧测力计对绳子末端的拉力；物体的重力
（2）F1=F2=F3
（3）可以改变力的方向
省力 不变
匀速 0.4
1.7
3、（1）匀速
（2）省力
（3）0.5；一半
4、0.2；
用动滑轮提起重物约省一半力；
使用动滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小不相等或夹角越大，拉力越大
3；方向；
大小；相互作用力；
等于；3；7
可以改变拉力的方向，但不省力
可以省力但不改变拉力的方向
0.8 省力
改变拉力的方向
（1）省力　　
改变力的方向　　
费距离　　
（4）滑轮组
8、（1）竖直；静止
（2）变小；测力计本身受重力的作用
（3）动滑轮本身有重力；
省力；力的方向；距离
9、不省力也不费力，
可以改变力的方向；
使用动滑轮能省力；
省力；距离；
C
可以省力
0.2
拉力方向不同
拉力与竖直方向角度越大越费力
11、（1）滑轮重力相同，物体重力越大，拉力越大；
（2）6.0； 2；
（3）1、7、13或2、8、14或3、9、15或4、10或6、12；
（4）1或6或7或11或12；滑轮重力大于等于物体重力。
12、刻度尺；匀速；
可以改变用力方向；
动滑轮有重力
G滑相等，G物越大，F越大
1与7（或2与8或3与9或4与10）
8.5
≤
刻度尺
匀速钩码的重力G/N;
弹簧测力计移动的距离s/m
可以改变力的方向
动滑轮有重力
可以省力
费距离
0.4N
F与G物成正比
选用不同重力的滑轮