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文档简介
1、中考必备-物理实验:探究斜面机械效率考典练题(解析版)第15页,共33页、实验探究题1.小明利用斜面进行如下的实验.70cm7严0&枚 TON为了探究斜面的特点,小明做了三次实验,实验数据如下表:编号倾斜角度铁块重/?拉力/?斜面咼度/?':斜面长度/?'?机械效率1较小104.91010020%2较大106.73010045%3更大108.35010060% 分析表中数据可知,沿斜面向上匀速拉动同一物体时,斜面倾斜角度越大,机械效率越,拉力越 由表中第一行数据可知 ??有用=J, ?总=J,此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为 ?.2. 小红学习了斜面和机械效率的知识以后
2、,利用弹簧测力计、家中的案板和茶杯等器材进行了以下操作:A. 用弹簧测力计测得杯子的重力G ;B. 用案板做斜面(如图所示),用弹簧测力计将杯子沿斜面匀速向上拉至斜面顶端;C. 分别测出拉力F、杯子移动的距离 s和上升的高度h;D 通过改变斜面的垫高高度(即?)从而改变斜面的倾斜程度,做四次实验,记录实验数据如下表所示.实验坪号1°34总重力G.N5555上升高度h/m0.11*,150.20.25有用功n0.50,7511.25拉力护N1,62.22.73.1移动距离*m05as0.50.5总功W QJO.SL11351,55机械效率水687481(1) 根据第1组数据,计算出该组
3、实验中的机械效率为 % ;(2) 观察实验数据,可以得出一些结论,请写出两条: ;根据第3、4组数据,计算出该组实验中杯子受到的摩擦力大小分别为 N、N ;(4)小红还想利用此装置探究斜面的机械效率与物体重力的关系,请根据此装置,提出一个实验方案:3. 小明同学用如图所示的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,他首先测 出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,调节斜面倾斜角度的大小并多次测量,得到下表所示的数据:木廉故G/N紺8检$ m有用功 叭J矶115'100. L0.43. 6100. 20.4(1) 实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉
4、着木块做 运动,并读出弹簧测力计的示数;(2) 当斜面倾斜角为30度时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力??=N ;(3) 分析表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角度越 (选填“大”或“小”),越省力,斜面的机械效率越 (选填“高”或“低”);(4) 若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持 不变,斜面的光滑程度不变,只改变物重;(5) 实验完成后,小明没有进行其他操作,根据表中数据计算出当斜面倾斜角为30度时,木块与斜面间的滑动摩擦力??=N .4. 小强同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如图所示。他首先测出小车重,然后用弹簧测力计
5、沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角?的大小多次测量,得到下表所示的数据:斜面小车重斜面咼斜面长拉力有用功总功机械效倾斜角??/?/?/?/?有 /?总/?率?12 °50.212.112.148%30 °50.513.62.53.669%45 °50.714.33.54.3请你替小强在上表中的空格处填上适当的数据。分析上表中的数据,可以得出的探究结论是: 斜面倾斜角?越,斜面越省力,斜面的机械效率越 实验过程中拉力的方向应与斜面 。若想探究斜面的机械效率与接触面的粗糙程度的关系,则要保持不变、小车的重不变,只改变5. 在穗港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联
6、想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的 机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想:A. 斜面的机械效率可能与放在斜面上的物体的重力有关。B. 斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究,并记录实 验数据如下表:实验斜面倾物块重斜面咼沿斜面斜面长有用功总功斜面的机次数角?力??/?度?/?拉力??/?/?有/?总 /?总、"械效率?130 05.00.64.21.23.05.0230 03.00.62.51.21.860%345 03.00.82.81.22.43.471%(1)在实验操
7、作过程中,应沿斜面向上 拉动木块。(2)根据表格中数据可以算出,第1次实验斜面的机械效率为 ;第2次实验中总功为 J。(3)要验证小华的猜想 A,必须对比第 (填序号)组实验数据,并得出结论:斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力 关(选填“有”或“无”)。(4)要验证小华的猜想 B,必须对比第 (填序号)组实验数据,并得出结论:其他条件相同时,斜面倾斜角?越(选填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的机械效率越 (选填“高”或“低”)。(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与 (写出一个)有关。6. 小礼在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿木质斜面匀速直线向上拉动物块
8、,读出弹簧测力计的 示数收集了下表中的实验数据:实验斜面的倾物重斜面咼拉力斜面长机械效次数斜程度力?/?度?/?/?度?/?率?1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%(1)分析表中的数据可得出:斜面越缓越 力 (选填“省”或“费”)。(2)小礼又进行了第4次实验,她在斜面上铺上棉布使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5?和1m,用同样的操作读出此时弹簧测力计的示数为4.5?,她测得这种情况下斜面的机械效率为55.6%,把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出斜面的机械效率与 和有关。(3)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所
9、受的拉力物块所受的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。(4)请用第三次实验的数据算出木块在斜面上受到的摩擦力是 N。7.如图所示,在“探究斜面”活动中,已知斜面长?= 60?与之对应的高? = 30?现用弹簧测力计进行两次操作:(1)沿竖直方向匀速提升小车;(2)沿斜面方向匀速拉动同一小车。记录数据如下表:数据测力计示数移动距离操作(?)(?)竖直提升1030沿斜面拉动5.260(1) 沿竖直方向匀速提升小车时,拉力F对小车所做的功为 J,沿斜面方向匀速拉动小车时拉力所做的功为J;F对小车(2) 分析数据可以发现:利用斜面可以 ,但不能 (均选填“省力”或“省功”);(3) 根据以上数
10、据计算此过程中斜面的机械效率为 (结果保留一位小数)。8. 小明发现,沿斜坡向上拉物体时,斜坡越陡,所需拉力越大,那么斜面的机械效率是不是越大呢?为了研究斜 面的机械效率与哪些因素有关,小明设计了如下实验装置,并用同一块木板做了三次实验,数据记录如表格所 示:实验斜面的物块重斜面咼度沿斜面拉力斜面长机械次数倾斜程度?/?/?/?/?效率1较缓100.15.012较陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%?=(用(1) 实验前要理解有用功、总功和额外功的概念,其中总功是指拉力所做的功,而拉力除了要克服物体重力做功外,还需要克服摩擦阻力做功,根据上述概念可知,测量斜面机械效率时的机
11、械效率的表达式是表格中的字母表示);(2) 在计算出第一次的机械效率之后,综合分析三次实验的数据可以得到的结论是:根据“ ??总=?有+ ?额”的关系可以计算出第1次实验中物体所受的摩擦力为 N。(斜面与水平面的夹9. 实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”改变斜面倾角角)和木块的重力,用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块,记录的部分实验数据如表所示。实验次数斜面倾角斜面咼度?/?斜面长度?/?木块重力?/?沿斜面拉力??/?机械效率?130 °0.61.25.04.260%230 °0.61.23.02.5345 °0.81.23.02
12、.871%(1) 试验中调整斜面的倾斜程度时,要使斜面倾角由30。变为45。应将垫块向 (选填“左”或“右”)移动。(2) 第2次试验中,斜面的机械效率为 % ;木块和斜面的内能增加了约 J。(3) 第1、2次试验是为了探究斜面的机械效率与 的关系;分析3次实验的数据,可知在其他条件一定时,(4) 如果对原实验装置做如图乙所示的改进,与原实验装置相比,用带滑轮的斜面做实验的好处是。10. 小明在测定斜面的机械效率时,猜想:“斜面坡度越大,斜面的机械效率也越大”请你设计实验验证其猜想,并填写实验报告.A3(1) 实验目的:(2) 实验器材:除了图中的器材,你还需要的测量工具有 (2)实验步骤(可
13、用画图或文字表述):11. 小明用图甲所示装置探究“斜面的机械效率”.实验前他有如下猜想:?斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关.?斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关.(1) 实验中,沿斜面向上匀速拉动物体。(2)下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据.次数物体物重??/?拉升高度?/?拉力?/?拉动距离?/?机械效率?/%1木块681.2080502小车6100.75100 第2次实验时斜面的机械效率为 % . 进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与 的关系. 第1次实验中,木块所受摩擦力为 N.(3) 小明利用该实验装置进一步研究发现,将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面,
14、用弹簧测力计把5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中,额外功 ??额外随斜面的水平长度??木板在水平面上的正投影长度 )的变化关系图 象如图乙所示. 由图象可知:??额外与L成比. 当斜面的水平长度??= 0.4?时,拉力做的总功为 J. 若将木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块时,弹簧测力计的数为N .12. 小明和小华一起探究影响斜面机械效率的因索。他们认为:机械效率是有用功和总功的比值,用斜面匀速拉动一个物体拉到一定高度时,有用功的大小确定, 那影响到总功的就是使用斜面的额外功。使用斜面时,额外功是拉动物体时,克服摩擦力所做的功,所以我们 要研究影响斜面机械效率的因素,可以从物体
15、与斜面的摩擦力入手。滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度、物 体对支持面的压力有关。(1) 他们找了一个斜面,木块(重2?),木板,棉布,毛巾,弹簧测力计,刻度尺,如图进行实验,并记录下相关数据。斜面材料物体重力??/?斜面咼度?/?拉力??/?斜面长?/?机械效率??/%木板20.51.2183.3%棉布20.51.4171.4%毛巾20.51.61表格中缺的数据应为 。根据实验数据,得出结论:在其他条件一定的前提下,斜面越(选填“粗糙”或“光滑”),斜面的机械效率越高。(2)小明说:用同一个斜面,物体的重力增加,有用功增大,会增大机械效率。小华说:用同一个斜面,物体的重力增加,会增大对斜面的压
16、力,会增大摩擦力,增大额外功,减小机械效率。于是他们拿起实验器材,进行实验,在以上实验器材基础上,他们还需要 (填添加的器材)。斜面材料物体重力?/?斜面高度?/?拉力??/?斜面长?/?机械效率??/%木板20.51.21木板30.51.81木板40.52.41根据实验数据,请你通过计算,选出下面正确的说法 A.小华错误??小明错误C.小华和小明都错误??小华和小明都正确分析,当物体的重力增加几倍, 压力也会增加几倍,摩擦力也会增加几倍, 有用功增大和额外功增大倍数相同。 若物体为5N时,摩擦力是N。13. 小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有
17、关系? ”针对 这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示:实验序号斜面倾斜程度物体重力??/?物体上升高度?/?沿斜面 拉力?/?物体移动 的距离?/?有用功?有 /?总功?有 /?机械效率?(%)1较缓5.00.101.60.500.500.80632较陡5.00.152.20.500.751.10683最陡5.00.253.10.501.55(1) 沿斜面拉动物体时,应使其做 运动.(2) 根据表中的数据可求出第 次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 .(3) 通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越.(
18、4) 通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其它条件不变的情况下, 14. 小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题: 这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系? ”针对 (如图所示),测得的实验数据如表中所示:实验次数斜面的倾斜程度物体重?/?物体上升高度?/?沿斜面拉 力?/?物体移动距离?/?有用功?有 /?总功?总/心、?机械效率?1较缓5.00.101.60.500.500.8062.5%2较陡5.00.152.20.500.751.1068.2%3最陡5.00.253.10.50(1)沿斜面拉动物体时,应
19、使其做 运动。(2) 根据表中的数据可求出第 3次实验中机械效率是 。(结果精确到0.1%)。(3) 通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越15斜面是一种简单机械,生活中人们常常利用它来省力;小明想探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”,于是他找来木块 A、长木扳B、三个高度不同的长方体 C和一把弹簧测力计进行实验,实验装置如图所示.实验次数斜面傾斜 程度木块重G/N斜面高度 h/m沿斜面的拉力加木块沿斜面 移动的距离 5/m斜面的机械1较缓50.2330560.6%2较陡5O.2S3.80.5G5.8%3最陡50.34.20.5(1) 除上述器
20、材外,小明要完成实验还需要的一种器材是 ;(2) 在实验过程中,应沿斜面向上拉动木块,使木块做 运动;(3) 实验记录数据如表,则第3次实验时斜面的机械效率为 (4) 分析比较表中的实验数据,可得到的结论是:斜面越陡,机械效率除了倾斜程度会影响斜面的机械效率,你还能猜想到斜面的 也会影响到斜面的机械效率,这样猜想的依据是16. 如图所示,小伟在探究“斜面的机械效率”实验中,进行了如下操作:??用弹簧测力计测得小木块的重力G?.把小木块通过细绳与弹簧测力计连接,拉动弹簧测力计,把小木块匀速拉上斜面 ??分别测出拉力F及小木块移动的距离S和升高的高度h?改变斜面的高度,做了 4次实验。记录实验数据
21、如表:(1) 计算并将数据填入表中空格(2) 分析实验数据,能得出什么结论?1234重力??/?5555升高?/?0.10.150.20.25有用功?/?0.7511.25拉力??/?1.62.22.73.1移动距离??/?0.50.50.50.5总功??/?1.11.351.55机械效率?68.18%80.65%17. 小明在探究“斜面的机械效率”的实验中,用长度??= 0.50?的木板搭成一个斜面,用弹簧测力计将重力??=5.0?勺物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端.(1) 小明在实验中,调整斜面的高度为?= 0.22?,将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中,弹簧测力计的示数??= 4.0?,
22、则有用功为 J,机械效率为 .(2) 小明利用上述器材进一步研究发现,木板搭成倾角不同的斜面时,将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端 的过程中,额外功 W额外与斜面的水平长度 ??木板在水平面上的正投影长度)有如下关系:?(?)0.450.400.350.30W额外(?)0.900.800.700.60通过数据分析,小明得出初步结论:W额外与L成比,小明查阅资料后证实此结论是正确的根据此结论,当斜面的水平长度 ??= 0.40 ?时,斜面的机械效率为 ;当木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块时,弹簧测力计的示数为 ?.18. 研究性学习中,有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验。如
23、图所示,用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起,构成一个斜面,并使它固定,把小车放在斜面底端A,用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面上升到B位置,上升过程中弹簧测力计的示数如图所示。小车的重力??/?沿斜面的拉力??/?小车沿斜面上升的距离??/?小车上升高度?/?20.8(1) 根据题中提供的信息,在下面的实验记录表格中完成相关的内容:(2) 在实验操作过程中,应沿斜面向上 拉动木块;此时摩擦力 拉力(填:“等于”、“大于”、“小于”);实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向 移动(填“左”或“右”)。(3) 根据表格中数据,斜面的额外功是 J;机械效率为 。(4) 使用斜面时
24、 (填“省功”、“不省功”)。19. 在简单机械中,把倾斜的坡面称为斜面,它便于把重物推上某一高处。小明同学在某次课外活动课上想研究斜面的使用特点。他先用弹簧测力计把重为G的物体缓慢提起h高度,此时测力计的示数情况如图 (?所示。再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到h高度,测力计的示数情况如图 (?、(?)(?)所示。请仔细观察图1中的操作和测力计的示数变化,然后归纳得出初步结论。甲乙團2 比较图(?与(?)或(?与(?或(?与(?)两图可知: 。比较图(?)(?)(?可知:其他条件相同时, 越省力。(3) 某实验小组的同学们利用上面的三个斜面探究“斜面的机械效率”实验,他们在
25、实验过程中收集的数据如 下表:次数倾斜程度物块重力?/?斜面咼?/?拉力??/?斜面长?/?机械效率??1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4% 实验过程中应拉动弹簧测力计沿斜面做 运动。 分析表中的数据可知:在其它条件一定时,斜面越陡,机械效率越(高/低)。 该小组又进行了第 4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是读出此时弹簧测力计的示数为4.5?,他们测得这种情况下斜面的机械效率为 (小数点后保留一位小数)。把第4次实验数据与第 次测量结果相比较,还能得出:在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越(高
26、/低)。 实验小组的同学发现在实验过程中弹簧测力计很难严格地沿斜面方向拉动(如图2甲所示)。为了解决这个问题,实验小组的同学经过讨论后,决定利用一个合适大小的滑轮来改进实验。请你在乙图中画出使用此滑轮的 方法。所用的)、带挂20. 在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度的关系”实验中, 实验器材有:支架、带有滑轮的长木板(滑轮与木板之间的距离是可调的钩的木块、弹簧测力计、棉布、毛巾刻度尺、细线等实验装置如图所示.(1) 为保证实验数据准确,读数时木块必须处于 状态.(2) 通过长木板上的定滑轮拉木块的优点是 (写一条)(3) 测得的实验数据如下表;实验次数斜面 倾斜程度接触面木块重?
27、/?斜面咼度?/?拉力??/?斜面长?/?机械效率?1最陡木块与木板5.00.204.50.3074.1%2较陡木块与木板5.00.203.80.4065.8%3较缓木块与木板5.00.203.40.5058.9%4较缓木块与棉布5.00.204.00.50?5较缓木块与毛巾5.00.204.80.5041.7% 第4次实验测得的机械效率??= 第5次在毛巾面上运动时,木块受到摩擦力为 ?. 根据第1、2、3三次实验的信息,可得出的结论是: 21. 如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置。小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度
28、有关。表格是其中一位同学在其它条件一定时的实验 数据。第39页,共33页(1) 实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做运动。(2) 通过比较表格中“物块重”和“”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械。实验斜面的倾物块重斜面咼拉力斜面长机械效次数斜程度力??/?度?/?/?度?/?率?1较缓100.25.5136.4%2较陡100.47.0157.1%3最陡100.68.5170.6%(3) 根据表格实验数据,结论是:在其它条件一定时,斜面 ,机械效率越高。(如图),实验数22. 为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系,小华在斜面上每次都匀速拉动物块据
29、记录如下:实验次 数斜面倾角?物重??/?物块上升高度?/?拉力?/?移动距离?/?机械效率?130°5.00.253.40.5073.5%240°5.00.354.20.5083.3%340°10.00.358.40.50(1) 根据表中数据可求出第 3次实验的机械效率为.(2) 分析表中数据,可以得出的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面倾角越大,所需的拉力越,斜面的机械效率越 ,斜面的机械效率与物重 (选填“有关”或“无关”)23. 小李同学用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表,请帮助他完成以下分析。(数值保留1位小数)实验次数物体物重?/?斜
30、面高?/?沿斜面的拉力??/?斜面长??/?,机械效?率??/%1木块4151.19060.62小车41590(1) 沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。(2) 根据图中测力计的示数, 可知第2次实验的机械效率为 %。由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时,越小,机械效率越大。(3) 第1次实验中,木块所受摩擦力为 N。24. 小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想:A. 斜面的机械效率可能与物块的重量有关;B. 斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关;小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板 组成如图所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如表:实验次数
31、斜面倾角?物块重力??/?斜面咼度?/?沿斜面 拉力?/?斜面长?/?有用功?有 /?总功?总 /?心、斜面的机械效率37 °5.00.64.01.03.04.075%37 °3.00.62.41.01.82.475%53 °3.00.82.851.02.42.8584.2%(1) 在实验操作过程中,应沿斜面向上 拉动木块;比较表中“物块重量”和“ ”两栏对应的数据,可知斜面是一种 (选填“省力”或“费力”)的简单机械;(3) 根据表格中数据,第 次实验斜面的机械效率为 %,第次实验中总功为 J.(4) 通过对比实验 、数据,可验证小华的猜想 (填写字母);通过对
32、比实验 、数据,可以得出的探究结论是: .25.小雅学过机械效率后, 提出一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有 关系?”针对这一问题她做了在斜面(粗糙程度相同)上做匀速直线运动的物体的探究实验,如图所示,并记录实验数据如下:F4实验次数斜面倾斜程度物重?/?物体上升的高度?/?沿斜面 拉力?/?物体移动的距离?/?有用功?有 /?总功?总 /?总、"机械效率?1较缓5.00.11.60.50.50.867%2较陡5.00.152.20.50.751.168%3最陡5.00.253.10.5(1) 请把表格中的第3次实验数据补充完整.(2) 通过对上述实验数据的分析,你认为
33、斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系为:斜面越陡,越(3) 通过对上述实验数据的分析,你对斜面的机械效率可获得的初步结论是 .答案和解析1.【答案】大大 14.93.9【解析】解:分析对比表中三次实验数据可知,随着斜面倾斜角度的增大,机械效率也增大,拉力也越大;由图中第1次实验数据可知,有用功为:??有用=?= 10? X0.1? =??总功为:?总=? 4.9?X?= 4.9?所以额外功为:?额外=?总-?有用=4.9? 1?= 3.9?所以物体与斜面之间的摩擦力为:??= d =竺?= 3 9?. ? 1? 故答案为:大;大;1 ; 4.9; 3.9. 对比表中三次实验的数据,可以得出斜面倾斜
34、角度对斜面机械效率和拉力的影响; 根据表中第1次实验的数据可以求出有用功和总功,额外功等于总功与有用功之差,而克服摩擦力做的功是额外?F功,根据?=亠可以求出摩擦力.?对于斜面来说,克服物体重力做的功是有用功,可以用??有用=?来计算;拉力做的功是总功,可以用??总=?来计算.2.【答案】(1)62.5(2) 斜面可以省力;斜面(省力)不省功;在斜面粗糙程度相同的情况下,倾斜程度越大,机械效率越高;(写出其中两点即可)(3) 0.7 ; 0.6(4) 在杯子中加入不同质量的水或其它物体,多次实验(若换杯子,则不得分)【解析】【分析】本题主要考查实验探究斜面的机械效率及相关物理量的计算,实验探究
35、题是物理学科考查的重点内容,实验题主要考查:实验原理、实验器材选择、实验步骤、实验数据分析、实验结论、实验误差分析等几方面。?有学生要熟练应用机械效率公式??=矿X100 %,分析实验数据得到实验结论,根据要求对实验装置进行改进。总【解答】?有??有0 5?(1) 据??=颈X 100 %,计算得出该组实验中的机械效率为??=忑X 100 % = 08?X 100 % = 62.5 %;(2) 分析实验数据,可以得出:斜面可以省力;斜面(省力)不省功;在斜面粗糙程度相同的情况下,倾斜程度越大,机械效率越高等结论;额外功是因为物体受到摩擦力产生的,根据:?总=?有+?额,可得:?额=?总-?有,
36、代入数据得?=0.7?, ?2?= 0.6?;(4) 利用此装置探究斜面的机械效率与物体重力的关系,需要保持其它因素不变,改变物体的重力,所以需要在杯子中加入不同质量的水或其它物体,多次实验,需要注意的是此过程不能更换杯子。故答案为:(1)62.5 ; (2)斜面可以省力;斜面(省力)不省功;在斜面粗糙程度相同的情况下,倾斜程度越大,机械效率越高;(写出其中两点即可)(3)0.7 ; 0.6; (4)在杯子中加入不同质量的水或其它物体,多次实验。(若换杯子,则不得分)3. 【答案】匀速直线;(2) 6 ;小;低;(4)斜面的倾角(高度);【解析】【分析】本题用斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机
37、械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,考查注意事项、测力计读数、 机械效率计算、数据分析、控制变量法和功的原理的运用。(1) 利用斜面提升重物,额外功主要是克服摩擦力而做的功,拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,且 匀速拉动物体;(2) 由如图所示确定测力计分度值读数;(3) 分析表中的数据,可以得出的探究结论;根据机械效率分别求出两次实验的机械效率,比较大小分析;(4) 若想探究斜面的机械效率与物重的关系,根据控制变量法分析回答。(5) 若斜面光滑,由功的原理求出沿斜面将物体拉上的力:根据??= ?- ?求出木块与斜面间的滑动摩擦力。【解答】(1) 小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉
38、着木块做匀速直线运动,并读出弹簧测力计的示数;当斜面倾斜角为30度时,弹簧测力计的示数如图所示,分度值为0.2?,则此时拉力??= 6?;(3) 纵向分析表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角度越小,拉力越小,即斜面越省力, 由表中数据,两次实验的机械效率为:?=? !?= ?10? x 0.1?_“3.6? X 0.4?' X100 %-69.4 %,?10? X 0.2? = ?-?= ?X100 % 83.3%;?6? X 0.4?故得出斜面越省力,斜面的机械效率越低;(高度)不变,斜面的光滑程不变,只改变物重。(4) 若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持斜面的倾角
39、(拓展)若斜面光滑,由功的原理,沿斜面将物体拉上的力:?= ?=?10? X a纵向分析表中实验数据,找出不变的量和变化的量,分析实验数得出结论。?= 5?'0.4?故木块与斜面间的滑动摩擦力:?= ?- ?= 6?- 5?= 1?。故答案为:(1)匀速直线;(2)6 ; (3) 小;低;(4)斜面的倾角(高度);1。4.【答案】(1)81.4% ; (2)小;低;(3)平行;(4)斜面倾斜角度;接触面的粗糙程度【解析】【分析】本题考查了求功、斜面效率、实验数据分析及归纳结论的能力、实验注意事项及控制变量法的运用等问题。难度适 中。?有3(1) 根据表中数据,根据??=? X 100%
40、求出斜面的效率;总3(3) 利用斜面提升重物,额外功主要是克服摩擦力而做的功,拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,故拉力的方向应与斜面平行;(4) 根据控制变量法,若想探究斜面的机械效率与接触面的粗糙程度的关系,必须控制其它影响机械效率的因素不 变,只改变接触面的粗糙程度。【解答】(1) 由表中实验数据可知,斜面倾斜角??= 45。时斜面的机械效率:斜面倾小车重斜面咼斜面长拉力有用功总功机械效斜角?/?/?/?/?有 /?总 /?率?12 °50.212.11.02.148%30 °50.513.62.53.669%45 °50.714.33.54.381
41、.4%?=?有 3?总3x 100%3.5?43?x 100%疋81.4%.如下表所示:(2) 由表中实验数据可知:拉动同样重的小车,斜面倾斜角?越小,所用的拉力越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低;(3) 实验过程中拉力的方向应与斜面平行;(4) 由(2)知,斜面倾斜角度影响机械效率的大小,若想探究斜面的机械效率与接触面的粗糙程度的关系,则要保持 斜面倾斜角度不变,小车的重不变,只改变接触面的粗糙程度进行试验即可。故答案为:(1)81.4% ;小;低;(3)平行;(4)斜面倾斜角度;接触面的粗糙程度。5. 【答案】匀速;(2) 60% ; 3.0 ;(3) 1 和 2;无;(4) 2和3;小
42、;低;(5) 斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等【解析】【分析】(1) 实验中应沿斜面匀速拉动弹簧测力计,使示数更稳定;?有用(2) 机械效率等于有用功和总功的比值,即?=右-x 100% ;总功等于沿斜面拉力和斜面长度的乘积,即??总=?.?总(3) 要验证小华的猜想 A,应保持倾角相同,物重不同,据此选择数据;对比数据发现斜面的机械效率与放在斜面上 的物体的重力有无关系;(4) 要验证小华的猜想 B,应保持物重相同,倾角不同,据此选择数据;对比数据发现斜面的机械效率与斜面倾斜角 的关系。(5) 影响斜面机械效率的因素很多,主要从有用功和额外功的角度考虑。本题考查了斜面的机
43、械效率可能与哪些因素,涉及机械效率的计算及分析数据归纳结论的能力。【解答】(1) 在实验操作过程中,应沿斜面向上匀速拉动木块,使示数更稳定,便宜于读数;(2)第次实验斜面的机械效率?有用?=?M总X100%3.0?50?X 100% = 60% ;第二次实验中总功为?总?2.5? X1.2? = 3.0?(3) 要验证小华的猜想 A,应保持倾角相同,物重不同,据此可知应选择数据1和2;对比数据发现斜面的机械效率不变,所以斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力无关;(4) 要验证小华的猜想 B,应保持物重相同,倾角不同,据此可知应选择数据2和3;对比数据发现,物重相同,斜面倾角越小,拉力越小,越
44、省力,斜面机械效率越低;(5) 影响斜面机械效率的因素很多,例如斜面粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等。故答案为:匀速;(2)60% ; 3.0 ; (3)1和2;无;(4)2和3;小;低;(5)斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块 速度、木板的面积等。6. 【答案】省斜面的倾斜程度斜面的粗糙程度大于 0.8【解析】解:(1) 分析表中第二列与第五列的数据,对比斜面的倾斜程度与沿斜面拉力的变化情况可知,斜面越缓越越省力。(2) 分析表格中的第二列和第七列的数据可知,斜面的机械效率与倾斜程度有关;分析低2次和第4次实验数据可知,斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关;故斜面的机械效率与斜
45、面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。实验过程中,用弹簧测力计的拉力F要同时克服摩擦力 f和物体的一部分重力,所以 ??> ? 即:用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力。根据第三次实验数据可知,??有=?= 5? X0.7? = 3.5?总功:??总=?= 4.3? X 1?= 4.3?由??总=?有 + ?额可得,?额=?总-?有 = 4.3? 3.5?= 0.8?由??额=?可得木块在斜面上受到的摩擦力:??=牛=等?= 0.8?。故答案为:(1)省;(2)斜面倾斜程度;斜面粗糙程度;(3)大于;(4)0.8。(1) 分析表中第二列与第五列对比斜面坡度
46、与沿斜面拉力的变化情况即可得出答案;(2) 根据控制变量法分析四组实验数据,抓住变量和不变量即可得出结论;(3) 实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,拉力F除克服摩擦力f外还要克服一部分物体的重力,即可得出答案;先根据??有=?和?总=?求出有用功和总功,然后根据??总=?有+ ?额求出额外功,最后根据??额=?出摩擦力的大小。本题考查斜面的机械效率的实验,涉及到功的计算、效率的计算,关键是会根据控制变量法分析实验数据总结规律。7.【答案】(1)3 ; 3.12 ; (2)省力;省功;(3)96.2%【解析】 解:(1)由表中数据,竖直匀速提升物体时测力计示数10N,即为物
47、体的重力;故竖直方向匀速提升小车时,拉力F对小车所做的功即克服重力做的功为;?! = ?= 10 X 0.3?= 3?沿斜面方向匀速拉动小车时拉力F对小车所做的功为;? = ?= 5.2? X 0.6? = 3.12?由表中数据,5.2?< 10?,故利用斜面可以省力; 因?> > ?,故不能省功;(3) 根据以上数据计算此过程中斜面的机械效率为:故答案为:(1)3 ;3.12 ; (2)省力;省功;(3)96.2%?=?3?3.12?X 100% = 96.2%。(1) 由表中数据,根据竖直匀速提升物体时测力计示得出物体的重力; 根据?= ?求拉力F对小车所做;根据? =
48、?求出沿斜面方向匀速拉动小车时拉力F对小车所做的功;(2) 比较表中两次测力计示数分析斜面能否省力; 比较?2与?1分析能否省功;?1(3) 根据?=耳X100%计算此过程中斜面的机械效率。本题考查功和机械效率的计算及斜面的特点。?8.【答案】(1) ?(2) 其他条件相同时,斜面越陡,机械效率越高;(3) 4【解析】【分析】本题考查了探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验,涉及到功和机械效率的计算,关键是控制变量法的应用以及 分析实验数据得出结论。?有(1 )斜面的机械效率可以根据 ??= ?- X 100 %计算;-总(2 )分析表格中的数据,看斜面的机械效率随倾斜程度的增大如何变化,从而得
49、出结论;(3 )克服与摩擦所做的功转化为了物块和斜面的内能,即额外功:??额=?总-?有用;根据表中实验数据求出额外 功,然后由功的计算公式求出摩擦力。【解答】?(1)斜面的机械效率??= ? X 100 % =齐?X 100 % ; 总(2) 分析表中数据可知:在斜面粗糙程度相同时,斜面的倾斜程度越大,即斜面越陡,斜面的机械效率越高;因为??额=?总-?有用,所以? ? ?5.0? X 1?10? X 0.1?1?故答案为:?;?爼=4?。(2) 其他条件相同时,斜面越陡,机械效率越高;(3) 4。9. 【答案】左;60; 1.2 ;物体重力;物体重力越大,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;能使木块所
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