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文档简介
第5页,共5页第页,共页探究斜面的机械效率重点知识讲解1.实验原理:。2.测量器材:弹簧测力计和刻度尺。3.拉力及弹簧测力计的运动情况:拉力与斜面平行,测力计匀速运动,且此时测力计的示数大于物体与斜面的摩擦力。4.控制变量法的使用①控制斜面的粗糙程度:物体的重力相同,探究斜面的倾斜程度与机械效率的关系;②控制斜面的倾斜程度与物体的重力相同,探究斜面的粗糙程度与机械效率的关系;③控制斜面的倾斜程度与粗糙程度相同,探究物体的重力与机械效率的关系。5.在该实验中,克服物体自身重力所做的功为有用功(W有=Gh)。6.在该实验中,沿斜面的拉力所做的功是总功(W总=Fs)。7.实验错误分析。8.机械效率的计算。9.分析数据总结结论。10.知道斜面在生活中的应用(楼梯、盘山公路等)。【典例题目分类】一、填空题(本大题共10小题)1.在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处(如图所示),沿斜面向上的拉力为4N,斜面长1m,高0.3m。把重物直接提升h所做的有用功为,这个斜面的机械效率是。2.用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端.已知斜面长为2m,高为1m,则该过程中斜面的机械效率为3.工人常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图,汽车车厢高度h=2m,斜面长度s=4m,现用力F沿斜面把重箩筐G=1500N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦,拉力F为N;若实际拉力F′=1000N,则该斜面的机械效率是%。4.如图所示,将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=8N匀速拉到斜面的顶端,物体沿斜面移动的距离s为5m,上升的高度h为3.2m,则斜面的机械效率为。5.如图所示,把重力为500N的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为3m,高为0.9m,若实际推力为200N,则推力所做总功为,额外功为,该斜面的机械效率为。6.沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长s=1.2m,高h=0.3m,拉力做功为2.16J,则拉力的大小为N,则这个斜面的机械效率是%。7.小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为1.25N,小车沿斜面移动的距离s=1.6m,上升的高度h=0.6m。则小明对小车做的有用功是J,斜面的机械效率是。8.将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端.已知沿斜面所用的推力是300N,斜面的机械效率是75%,则推力做的总功是,推力做的有用功是,物体的重力是.9.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)。已知斜面长1.2m,高为0.4m,沿斜面向上的拉力大小为2N(物体的大小可忽略不计)。则在上述过程中有用功为J,机械效率为,斜面对物体的摩擦力为N。10.如图,在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N斜面长4m,高1m,斜面的机械效率为,物体所受的摩擦力为N。二、实验题(本大题共11小题)1.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多次测量,得到下表所示的数据:(1)实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做运动,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F=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”),斜面越省力,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,斜面的光滑程不变,只改变物重.〖拓展〗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f=N.2.小华同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:斜面的机械效率跟:A.斜面的倾斜程度有关;B.斜面的粗糙程度有关;C.斜面的长度有关;D.物体的重力有关.为了证实其中的部分猜想是否正确,自己设计了如图所示的装置,并将实验记录在下面表格中(小华拉着物体在斜面上每次做的都是匀速直线运动):(1)在第2次实验中,拉力做的总功是J,斜面的机械效率是%.(2)通过对比实验1、2、3的数据,可验证猜想(填写字母).(3)通过对比实验2、4或3、5的数据,可以得出的探究结论是:当斜面的粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越.(4)若要验证猜想D,应控制斜面的倾斜程度和不改变.(5)实验还发现,斜面材料相同时,斜面的倾角越小,越(选填“省力”或“费力”).3.如图是小亮测定某斜面机械效率的装置图.每次实验时,被拉的小车均沿斜面匀速向上运动.下表是小亮设计的记录数据的表格.⑴“较陡”时,做的有用功为;总功为;机械效率为;⑵分析表格中的实验数据,你能得到哪些结论?(要求写两条)a.;b..4.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多次测量,得到下表所示的数据:(1)实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做运动,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F=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”),斜面越省力,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,斜面的光滑程不变,只改变物重.【拓展】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f=N.5.如图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置.(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实验,还需要的测量工具是.
(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动.实验的部分数据如下表:①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与、、的关系.②在第四次实验中,斜面的机械效率为.6.在初中物理的学习中,我们曾用斜面做过多次探究实验,如图是“测定斜面的机械效率”的实验装置.下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据,请你完成表中①②处的数据,分析表中数据,写出实验结论.实验结论:.7.小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是、。(2)请设计出实验数据记录表。(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持不变,这里采用的科学研究方法是。8.下图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置.实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下:(1)小明探究的是斜面的机械效率跟的关系.第1次实验中,斜面的机械效率为.(2)分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越.若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持不变.(3)分析表格中拉力数据,可以得出结论:斜面越陡,越不(选填“省力”或“费力”).9.在“探究斜面的机械效率”的实验中,小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小强猜想可能跟斜面的倾斜程度有关,如图是他们设计的实验装置,下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。(1)分析表中数据,可得第一次物体受斜面的摩擦力为N;(2)该实验是探究(小明/小强)的猜想;结论是:在其他条件一定时,斜面,机械效率越高;(3)另一位同学为探究自己的猜想,设计了如下步骤,①用弹簧测力计沿斜面把一木块拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率;②保持斜面的不变,改变斜面的,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率;③比较两次的大小,即可验证猜想是否正确。10.小明利用三块材质相同、长度不变的木板,组装成三个高度相同的斜面来探究“斜面的特点”.实验中,他用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上运动,如图所示.下表是他记录的有关实验数据.(1)实验过程中,应拉动木块做(选填“匀速”或“变速”)直线运动.(2)右上表可知,当其他条件一定时,斜面越长,越.(选填“省力”或“费力”)(3)在第3次实验中,拉力所做的总功是J,斜面的机械效率是.(4)实验中,有用功与总功不相等的原因是.(5)请举一个生产、生活中利用斜面的实例:.11.斜面是一种简单机械,在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,如:。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力F与物体重力G的比值大小来判定,比值越小,越省力)小明做了如下猜想:猜想1:与斜面表面的材料有关;猜想2:与斜面的倾斜程度有关;猜想3:与物体受到的重力大小有关。小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行实验。实验中所用的物体材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面的拉力的作用下,在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的数据如表。实验序号123456斜面倾角θθθθθ1(θ1>θ)θ2(θ2>θ1)斜面表面的材料木板毛巾木板木板木板木板物体重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面的拉力F/N1.351.522.704.051.521.70回答下列问题:(1)通过对比实验中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面表面的材料有关。(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是:在其他条件相同时,。(3)为验证猜想3,小明做了实验(填写实验序号),分析实验数据后,小明认为这几次实验省力情况相同,依据是。〖拓展〗完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力,将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m,则斜面的机械效率是%。三、计算题(本大题共10小题)1.如图所示,工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上,汽车车厢底板高度为1m,斜面长度为3m,现用1000N的推力沿着斜面把重为2700N的重物匀速推到车上,求:(1)提升货物做的有用功;(2)斜面的机械效率;(3)货物与斜面间的摩擦力。2.如图所示,在斜面上用弹簧测力计将一个重4.5N的物体由斜面底端匀速拉到顶端,物体在斜面上匀速运动时受的摩擦力为0.675N,斜面长1.2m,高0.3m。求:(1)拉力所做的总功为多少?(2)沿斜面向上的拉力为多少(3)斜面的机械效率为多少?3.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物沿斜面向上匀速运动。货物的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和绳与滑轮、滑轮与轴的摩擦,求:(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功;(2)汽车对绳的拉力大小;(3)斜面的机械效率。4.如图所示,某建筑工地一个斜面高h=2m,长L=10m。工人沿斜面向上用力F将重为1200N的木箱匀速从斜面底端拉到斜面顶端,用时50s,力F的功率为80W。求:(1)力F做的功;(2)力F的大小;(3)该斜面的机械效率。5.天门山盘山公路是网红打卡地,公路共计99道弯,似玉带环绕,层层叠起,直冲云霄,公路全长大约10km,公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”,实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求,天门山景区购置了一批新能源纯电动客车,客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车,以80kW的恒定功率,4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。(行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变,g取10N/kg)请完成下列问题:(1)整个过程中,电动机对客车和游客所做的有用功为多少?(2)盘山公路的机械效率为多少?(3)整个过程中,电动机的牵引力为多少?6.如图所示,某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组.成的装置,将重为1600N的建材山斜面底端匀速拉到顶端.已知斜面倾角为30°.,斜面高为4.5m,建材移动的速度为0.4m/s,电动机的输出功率为400W,斜面的效率与整个装置的效率之比η1:η2=10:9.(忽略定滑轮处摩擦及绳中)求:(1)对建材做的有用功.(2)斜面的效率.(3)电动机消耗的电能.7.在建设工地上,工人把重1000N的物体沿着长s=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为250N(不计空气阻力).求:(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做了多少功?
(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少?
(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大?8.为了帮助滑雪者登上长200m、高40m的山坡,滑雪场沿山坡铺设了一条直雪道.把一位重600N的滑雪者沿此雪道由坡底匀速拉至坡顶需用拉力150N.求:(1)拉力对滑雪者做的功;(2)雪道斜面的机械效率.9.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和它们之间的摩擦,求:(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功;(2)汽车对绳的拉力大小;(3)斜面的机械效率。10.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动.货物A的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物A竖直升高h=10m.已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求:(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功;(2)汽车对绳的拉力大小;(3)斜面的机械效率.四、综合题(本大题共3小题)1.如图,s=60cm,与之对应的h=30cm.现用弹簧测力计进行如下操作:①沿竖直方向匀速提升小车;②沿斜面方向匀速拉动小车.记录数据如上表:(1)小明根据表格中的数据得到利用斜面提升物体时,可以省力的结论,你认为此结论是否可靠?答.(2)此斜面的机械效率是.2.如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把一重为1500N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不计物体本身大小)。已知斜面长L=5m,高h=2m。(1)若该过程中斜面的效率为80%,求此时物体受到的摩擦力;(2)若斜面光滑没有摩擦,请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大,推力F的变化情况。3.一种斜面引重车,如图甲所示,该车前轮矮小,后轮高大,前后轮之间装上木板,在后轮轴上系紧绳索,通过木板较高端的滑轮将绳索的另一端系在重物上,只要轻推车子前进,就可以将重物推到一定高度。(1)在图甲中画出重物上滑时所受的力。(2)图乙是斜面引重车后轮的示意图,当人手沿后轮边缘推车将重物推高时,可以____(填“省力”或“省距离”)。(3)为了研究斜面相关问题,探究小组用图丙所示装置,用力F沿斜面M匀速拉动同一物体,改变斜面M的倾斜程度,多次实验,记录如下数据:实验次序倾斜程度物重G/N斜面高度ℎ/m拉力F/N斜面长度s/m有用功W有总功W总机械效率η1较缓50.22.41.01.02.441.7%2较陡50.53.21.02.53.278.1%3最陡50.84.31.0由表格数据可知,第1次实验的额外功为____J;物体所受的摩擦力f为____N。(4)倾斜程度“最陡”时,有用功为多少?机械效率为多少?(百分号前保留一位小数)(5)为了拉动质量更大的重物时更省力,图甲中的斜面引重车的前轮应该向__(填“左”或“右”)移动。
参考答案填空题1.【答案】3J;75%;【详解】拉力F所做的有用功为W有用=Gh=10N×0.3m=3J拉力F对物体做的总功为W总=Fs=4N×1m=4J斜面的机械效率为2.【答案】70%【详解】使用斜面时做的有用功:=4.9N×1m=4.9J,拉力所做的功:=3.5N×2m=7J,斜面的机械效率:.3.【答案】750;75%【详解】[1]若不计摩擦,则W总=Fs=W有用=Gh故拉力[2]若实际拉力F′=1000N,则斜面的机械效率为4.【答案】80%【详解】克服物体重力所做的功为有用功,则有用功W有用=Gh=10N×3.2m=32J拉力做的总功W总=Fs=8N×5m=40J斜面的机械效率=80%5.【答案】;600J;150J;75%【详解】把物体匀速推到斜面顶端,提升重物做的功是有用功,克服摩擦力所做的功是额外功,推力做的功是总功,斜面的机械效率是有用功跟总功的比值。[1]由题知,斜面长,斜面高,物体重,推力;有用功为推力做的总功为[2]额外功为[3]斜面的机械效率为6.【答案】
1.8
;62.5【详解】[1]由题意可得,拉力做功为2.16J,斜面长s=1.2m,根据可得拉力的大小为[2]由题意可得,拉力做的有用功为W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J根据可得,这个斜面的机械效率为7.【答案】1.8;90%;【详解】有用功是W有=Gh=3N×0.6m=1.8J总功为W总=Fs=1.25N×1.6m=2J斜面的机械效率是8.【答案】1200J;900J;900N;【分析】(1)知道推力和斜面长度,根据公式W=Fs求出推力做的总功;(2)根据公式η=求出有用功;(3)根据公式W=Gh求出物体的重力;【详解】(1)推力做的总功W总=Fs=300N×4m=1200J;(2)∵η=∴推力做的有用功:W有=ηW总=1200J×75%=900J;(3)∵W有=Gh∴物体所受的重力:G==900N;9.【答案】1.8;75%;0.5【详解】[1]拉力做的有用功W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J[2]拉力做的总功W总=Fs=2N×1.2m=2.4J斜面的机械效率[3]拉力做的额外功W额=W总-W有=2.4J-1.8J=0.6J由W额=fs可得斜面对物体的摩擦力10.【答案】62.5%;0.75【分析】【详解】[1][2]在此过程中,拉力做的总功为对物体做的有用功为则斜面的机械效率为克服摩擦力做的额外功为则摩擦力大小为二.实验题1.【答案】;匀速直线;6.0;小;低;斜面的倾角(高度);1【详解】(1)根据平衡力的原理,实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做匀速直线运动,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,测力计的分度值为0.2N,读数即此时拉力为6.0N.(3)分析表中的数据,倾斜角越小时,拉力越小,所以可以得出的探究结论是:斜面倾斜角度越小,斜面越省力;15度角时的机械效率为:;30度角时的机械效率为:;所以斜面倾斜角度越小,斜面的机械效率越低.(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,根据控制变量法的思想,则要保持斜面倾斜角度不变,斜面的光滑程不变,只改变物重.根据表中数据计算出当斜面倾斜角为30度时,有用功为:,总功为:则额外功为:木块与斜面间的滑动摩擦力为:.点睛:求摩擦力是本题的一个难点,应先根据有用功和总功求出额外功,额外功即克服摩擦力所做的功,所以根据额外功可求摩擦力的大小.2.【答案】(1)6;58.3;(2)B;(3)高;(4)斜面的粗糙程度;(5)省力【详解】解答:(1)第2次实验中,拉力做的总功为:W=Fs=6N×1m=6J,机械效率为:η≈58.3%.(2)实验1、2、3中,斜面的倾斜角度、物重、斜面高度、斜面长度均相同,但是斜面的粗糙程度不相同,机械效率不相同,故可猜想:斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关,即猜想B.(3)比较2、4或3、5的数据可得:当斜面的粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高.(4)研究斜面机械效率与物体重力的关系时,应控制斜面倾斜角度和粗糙程度不变,改变物体的重力.(5)比较3、5或2、4可得:倾角越小越省力.3.【答案】2J;4J;50%;同一斜面,倾斜程度越陡,拉同一个物体所用的拉力越大或同一斜面,倾斜程度越陡,拉同一物体的机械效率越高;同一斜面,倾斜程度越陡,拉同一物体移动相同的距离做的有用功越多或同一斜面,倾斜程度越陡,拉同一物体移动相同的距离做的总功越多.【详解】解答:(1)由表中第二行数据知:W有=Gh=10N×0.2m=2J;W总=Fs=4N×1m=4J;η==50%;(2)分析表中第一列与最后一列知:斜面越陡,斜面的机械效率越高;分析表中第一列与第四列知:斜面倾斜程度越小越省力.4.【答案】(1)匀速直线;(2)6.0;(3)小;低;(4)斜面的倾角(高度);1【详解】(1)根据平衡力的原理,实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做匀速直线运动,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,测力计的分度值为0.2N,读数即此时拉力为6.0N.(3)分析表中的数据,倾斜角越小时,拉力越小,所以可以得出的探究结论是:斜面倾斜角度越小,斜面越省力;15度角时的机械效率为:;30度角时的机械效率为:;所以斜面倾斜角度越小,斜面的机械效率越低.(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,根据控制变量法的思想,则要保持斜面倾斜角度不变,斜面的光滑程不变,只改变物重.根据表中数据计算出当斜面倾斜角为30度时,有用功为:,总功为:则额外功为:木块与斜面间的滑动摩擦力为:.5.【答案】(1)刻度尺;(2)接触面粗糙程度;物块重;斜面倾斜程度;71%
【详解】分析:(1)分析表中需要测量的物理量,从而知道需要的测量工具;(2)①分析实验1、2,接触面的粗糙程度相同、物块重相同,斜面的倾斜程度(斜面长相同、高度不同,斜面的倾斜程度不同);分析实验2、3,接触面的粗糙程度、斜面的倾斜程度相同,物块重不同;分析实验3、4,物块重、斜面的倾斜程度相同,斜面的粗糙长度不同;根据机械效率的大小分析判断是否与三个因素有关;②斜面的有用功等于物块的重力和物块上升高度的乘积,即;总功等于沿斜面的拉力和物块移动距离的乘积,即,用求斜面机械效率.解答:(1)由表中数据可见需要测量的物理量有四个:物块的重力、沿斜面的拉力、物块上升的高度、物块移动的距离,其中前两个由弹簧测力计完成,后两个由刻度尺来完成测量,因此还需要补充的器材是:刻度尺.(2)①分析实验1、2,接触面的粗糙程度、物块重相同,斜面的倾斜程度不同,机械效率不同,研究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系(有关);分析实验2、3,斜面的倾斜程度、接触面的粗糙程度相同,物块重不同,机械效率相同,研究的是斜面的机械效率与物块重的关系(无关);分析实验3、4,斜面的倾斜程度、物块重相同,接触面的粗糙程度不同,机械效率不同,研究的是斜面的机械效率与接触面粗糙程度的关系;由此可见斜面的机械效率与接触面粗糙程度、物块重斜面、倾斜程度的关系.②.故答案为(1).刻度尺
(2).接触面粗糙程度
(3).物块重
(4).斜面倾斜程度
(5).71%
6.【答案】3.681%;斜面越陡,斜面的机械效率越高【详解】解答:较陡时总功为:W总=FL=3.6N×1m=3.6J;最陡时机械效率为η=×100%≈81.%;由实验可看出斜面越陡,斜面的机械效率越高.7.【答案】弹簧测力计;刻度尺;表格见解析;斜面粗糙程度;控制变量法【详解】(1)计算机械效率时需要测量力和移动距离,所以需要的测量工具是弹簧测力计和刻度尺;(2)探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,需要记录斜面的倾斜程度和机械效率相关的物理量:(3)探究斜面的机械效率是否与斜面倾斜程度有关,应保持其他量不变,包括斜面粗糙程度不变,只改变倾斜程度,这种方法叫做控制变量法。8.【答案】(1)斜面倾斜程度;20%;(2)高;斜面倾斜程度;(3)省力【详解】(1)题中保证了斜面的粗糙程度一定,斜面的倾斜程度不同,是探究斜面机械效率和斜面倾斜程度的关系;第一次实验中,拉力做的总功:W总=Fs=5.0N×1m=5J有用功:W有用=Gh=10N×0.1m=1J,斜面的机械效率:(2)对比表中1、2、3组数据可知,斜面倾斜程度越陡机械效率越高;根据控制变量法思想,若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持鞋面倾斜程度相同;(3)分析表中数据可知:斜面的倾斜程度越大,即斜面越陡,沿斜面拉力越大,即越不省力;9.【答案】3.5;小强;“越陡”或“倾斜程度越大”;匀速;倾斜程度;粗糙程度;机械效率【详解】(1)[1]若不考虑摩擦,则直接用手做的有用功和利用斜面做的总功相等,即Gh=F′l,故此时把物体沿斜面方向匀速拉上去的力F′===2N由表数据,实际的拉力为F=5.5N,故第一次物体受斜面的摩擦力为F﹣F′=5.5N﹣2N=3.5N(2)[2]由表中数据知,实验中控制斜面的粗糙程度相同和其它条件不变,只改变斜面的倾斜程度,故该实验是探究小强的猜想倾斜程度越大。[3]结论是:在其他条件一定时,斜面倾斜程度越大,机械效率越高。(3)[4]用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率。[5][6]研究机械效率与长斜面粗糙程度的关系时,要保持斜面的倾斜程度和其它条件不变,只改变斜面的粗糙程度,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率。[7]比较两次机械效率的大小,即可验证猜想是否正确。10.【答案】;匀速;省力;0.6;75%;物体与木板间存在摩擦;盘山公路,各种路面上的坡道,向汽车上装载物体时斜搭的木板等【详解】(1)拉动木块不能忽快忽慢,因为这样无法测出拉力的大小,而只有做匀速直线运动时,示数才会稳定;(2)从表格的数据中可以看出,斜面越长时,拉力越小,所以越省力;(3)总功:W总=FS=1.0N×0.6m=0.6J;机械效率:η==75%;(4)实验中,接触面的摩擦是不可避免的,这也是使用机械中,有用功永远小于总功的主要原因;(5)斜面的作用主要是利用它能够省力,从而将物体从低处运到高处,从这一角度考虑,这样的例子在生活中非常常见.点睛:斜面是一种常见的简单机械,它在省力的同时却也多运动了距离,正确读取表格中的数据,利用公式可以求出相应的有用功、总功和机械效率.具体实验中,总功总会大于有用功,那是因为摩擦是不可避免的.11.【答案】盘山公路(答案不唯一,合理即可)(1)1、2斜面倾角越小,越省力(3)1、3、4实验中沿斜面的拉力F与物体重力G的比值相等〖拓展〗62.5【详解】盘山公路属于斜面的应用,可以省力,还有楼梯、引桥、螺丝等。(1)因为要研究斜面省力情况与表面材料的关系,所以应该选除了材料,其他条件都相同的实验进行比较,因此选实验1和2。(2)实验1、5、6是在相同的材料上,拉动重力相同的物体,分析数据可知,斜面倾角越三.计算题1.【答案】(1)2700J;(2)90%;(3)100N【分析】【详解】(1)提升货物时做的有用功W有用=Gh=2700×1m=2700J即提升货物做的有用功为2700J;(2)推力做的总功W总=Fs=1000N×3m=3000J斜面的机械效率η==×100%=90%即斜面的机械效率为90%;(3)此过程的额外功W额=W总-W有用=3000J-2700J=300J由W额=fs得货物与斜面间的摩擦力f===100N即货物与斜面间的摩擦力为100N。答:(1)提升货物做的有用功为2700J;(2)斜面的机械效率为90%;(3)货物与斜面间的摩擦力为100N。2.【答案】(1)2.16J;(2)1.8N;(3)62.5%【详解】(1)因为f=0.675N,s=1.2m,所以克服摩擦做的额外功为W额=fs=0.675N×1.2m=0.81J有用功W有用=Gh=4.5N0.3m=1.35J拉力所做的总功W总=W有用W额=1.35J,0.81J=2.16J(2)因为W总=Fs,所以拉力为F==1.8N(3)斜面的机械效率为η=×100%=×100%=62.5%3.【答案】(1)1.2×106J(2)20000N(3)75%【详解】(1)由P=Wt可得,t时间内汽车对绳的拉力所做的功W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J;(2)10s内货物沿斜面移动的距离s物=vt=2m/s×10s=20m,由图知,n=3,拉力端移动的距离s=ns物=3×20m=60m,由W=Fs可得汽车对绳的拉力F=Ws=1.2×106J60m=20000N;(3)不计绳、滑轮的质量和绳与滑轮、滑轮与轴的摩擦,滑轮组对货物的拉力F拉=nF=3×20000N=60000N=6×104N,斜面的机械效率η=4.【答案】(1)4000J;(2)400N;(3)60%【详解】解:(1)由知道,拉力F做的功W总=Pt=80w50s=4000J(2)由W=Fs知道,力F的大小(3)搬运木箱做的有用功W有=Gh=1200N2m=2400J该斜面的机械效率答:(1)力F做的功4000J;(2)力F的大小2400N;(3)该斜面的机械效率60%。5.【答案】(1)6×107J(2)30%(3)2×104N【详解】解:(1)客车和游客总重力G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N电动机对客车和游客所做的有用功W有用=Gh=6×104N×1000m=6×107J即电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J。(2)由可得,整个过程所用时间由可得,总功盘山公路的机械效率即盘山公路的机械效率为30%。(3)由可得,电动机的牵引力即电动机的牵引力为2×104N。答:(1)整个过程中,电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J;(2)盘山公路的机械效率为30%;(3)整个过程中,电动机的牵引力为2×104N。6.【答案】(1)7200J;(2)80%;(3)104J【详解】(1)对建材做的有用功为:W有用=Gh=1600N×4.5m=7200J;(2)根据公式P=W/t,W=Fs,v=s/t,可得拉力的大小为F=P/v=400W/0.4m/s=1000N,所以可得斜面的效率;(3)由题意可知,装置的效率,所以电动机消耗的电能.7.【答案】1250J;80%;50N【详解】(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做的功:W总=Fs=250N×5m=1250J;(2)工人做的有用功:W有=Gh=1000N×1m=1000J,工人使用斜面做功的机械效率:η=W有W总×100%=1000J1250J×100%=80%;(3)克服摩擦力做的额外功:W额=W总−W有=1250J−1000J=250J,由W额=fs可得,物体和斜面之间的摩擦力:f===50N.8.【答案】(1)拉力对滑雪者做的功为3×104J;(2)雪道斜面的机械效率为80%.【详解】解:(1)拉力对滑雪者做的功(总功):W总=Fs=150N×200m=3×104J,(2)W有用=Gh=600N×40m=2.4×104J,雪道斜面的机械效率:η===80%.答:(1)拉力对滑雪者做的功
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