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文档简介
第=page22页,共=sectionpages22页第=page11页,共=sectionpages11页《实验:探究斜面机械效率》一、实验探究题小明利用斜面进行如下的实验.
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/N拉力/N斜面高度/cm斜面长度/cm机械效率1较小104.91010020%2较大106.73010045%3更大108.35010060%①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______.
②由表中第一行数据可知W有用=______J,W总=______J小红学习了斜面和机械效率的知识以后,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h)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.
(1)根据第1组数据,计算出该组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:
①_________________________________________________;
②_________________________________________________;
(3)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:______________________.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:
(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”),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f=____N.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,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面倾斜角θ小车重G/N斜面高h/m斜面长S/m拉力F/N有用功W有总功W总机械效率η12°50.212.112.148%30°50.513.62.53.669%45°50.714.33.54.3
⑴请你替小强在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越______,斜面越省力,斜面的机械效率越______。
⑶实验过程中拉力的方向应与斜面_________。
⑷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_____________。
在穗港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联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:
实验次数斜面倾角θ物块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有总功W总斜面的机械效率η13005.00.64.21.23.05.0
23003.00.62.51.21.8
60%34503.00.82.81.22.43.471%(1)在实验操作过程中,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θ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。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,读出弹簧测力计的示数收集了下表中的实验数据:实验
次数斜面的倾
斜程度物重
力G/N斜面高
度h/m拉力
F/N斜面长
度S/m机械效
率η1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0.5m和1m,用同样的操作读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,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。如图所示,在“探究斜面”活动中,已知斜面长s=60cm,与之对应的高h=30cm。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
操作测力计示数
(N)移动距离
(cm)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F对小车所做的功为______J;
(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)根据以上数据计算此过程中斜面的机械效率为______(结果保留一位小数)。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
次数斜面的
倾斜程度物块重
G/N斜面高度
h/m沿斜面拉力
F/N斜面长
s/m机械
效率1较缓100.15.012较陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%
(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械效率的表达式是η=____(用表格中的字母表示);
(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:_____________;
(3)根据“W总=W有+W额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(斜面与水平面的夹角)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
倾角斜面高度h/m斜面长度s/m木块重力G/N沿斜面拉力F/N机械效率η130°0.61.25.04.260%230°0.61.23.02.5345°0.81.23.02.871%
(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______。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.
(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(可用画图或文字表述):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:
A.斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关.
B.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G/N拉升高度h/cm拉力F/N拉动距离s/cm机械效率η/%1木块681.2080502小车6100.75100
①第2次实验时斜面的机械效率为____________________%.
②进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与_________的关系.
③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,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W额外随斜面的水平长度L(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.
①由图象可知:W额外与L成____________比.
②当斜面的水平长度L=0.4m时,拉力做的总功为_________J.
③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2N),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G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m机械效率η/%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G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m机械效率η/%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
B.小明错误
C.小华和小明都错误
D.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。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G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动的距离s/m有用功W有总功W有机械效率η(%)1较缓5.00.101.60.500.500.80632较陡5.00.152.20.500.751.10683最陡5.00.253.10.50
1.55
(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③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_____.(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,_____.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:
实验次数斜面的倾斜程度物体重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离s/m有用功W有总功W总机械效率η1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_______。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.
(1)除上述器材外,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______;(5)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______.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:A.用弹簧测力计测得小木块的重力G
B.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
C.分别测出拉力F及小木块移动的距离S和升高的高度h
D.改变斜面的高度,做了4次实验。记录实验数据如表:
(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G/N5555升高h/m0.10.150.20.25有用功W/J0.7511.25拉力F/N1.62.22.73.1移动距离S/m0.50.50.50.5总功W/J1.11.351.55机械效率η68.18%80.65%小明在探究“斜面的机械效率”的实验中,用长度S=0.50m的木板搭成一个斜面,用弹簧测力计将重力G=5.0N的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h=0.22m,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F=4.0N,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L(木板在水平面上的正投影长度)有如下关系:L(m)0.450.400.350.30W额外(J)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L=0.40m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
N.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G/N沿斜面的拉力F/N小车沿斜面上升的距离s/m小车上升高度h/m20.8(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______(填“省功”、“不省功”)。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(a)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(b)、(c)、(d)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。
(1)比较图(a)与(b)[或(a)与(c)或(a)与(d)]两图可知:______。
(2)比较图(b)(c)(d)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,他们在实验过程中收集的数据如下表:次数倾斜程度物块重力G/N斜面高h/m拉力F/N斜面长s/m机械效率η1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%①实验过程中应拉动弹簧测力计沿斜面做______运动。
②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)。
③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0.5m和1m,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,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/低)。
④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。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,所用的实验器材有:支架、带有滑轮的长木板(滑轮与木板之间的距离是可调的)、带挂钩的木块、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G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长S/m机械效率η1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%①第4次实验测得的机械效率η=______.
②第5次在毛巾面上运动时,木块受到摩擦力为______N.
③根据第1、2、3三次实验的信息,可得出的结论是:______.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有关。表格是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。
(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
次数斜面的倾
斜程度物块重
力G/N斜面高
度h/m拉力
F/N斜面长
度s/m机械效
率η1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。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(如图),实验数据记录如下:实验次数斜面倾角θ物重G/N物块上升高度h/m拉力F/N移动距离s/m机械效率η130°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”).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G/N斜面高h/cm沿斜面的拉力F/N斜面长s/cm机械效率η/%1木块4151.19060.62小车415
90
(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。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:实验次数斜面倾角θ物块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长S/m有用功
W总功
W斜面的机械效率①37°5.00.64.01.03.04.075%②37°3.00.62.41.01.82.475%③53°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;
(2)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①次实验斜面的机械效率为______%,第②次实验中总功为______J.
(4)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想______(填写字母);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是:______.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:实验
次数斜面倾斜程度物重G/N物体上升的高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动的距离s/m有用功W总功W机械效率η1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
1
4.9
3.9
【解析】解:①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;
②由图中第1次实验数据可知,有用功为:W有用=Gh=10N×0.1m=1J;总功为:W总=Fs=4.9N×1m=4.9J;
所以额外功为:W额外=W总−W有用=4.9J−1J=3.9J,
所以物体与斜面之间的摩擦力为:f=W额s=3.9J1m=3.9N.
故答案为:①大;大;②1;4.9;3.9.
①对比表中三次实验的数据,可以得出斜面倾斜角度对斜面机械效率和拉力的影响;
②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功,根据f=W额s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W有用=Gh来计算;拉力做的功是总功,可以用W总=Fs【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。
学生要熟练应用机械效率公式η=W有W总×100%,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。
【解答】
(1)据η=W有W总×100%,计算得出该组实验中的机械效率为η=W有W总×100%=0.5J0.8J×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;
(3)额外功是因为物体受到摩擦力产生的,根据:W总=W有+W额,可得:fs=W额=W总−W有,代入数据得f1=0.7N,f2=0.6N;
(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)【解析】【分析】
本题用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,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f=F′−F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,分度值为0.2N,则此时拉力F=6N;
(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:
η1= Gh1 F1s = 10N×0.1m3.6N×0.4m ×100%≈69.4%,,
η2= Gh2 F2s = 10N×0.2m6N×0.4m ×100%≈83.3%;
故得出斜面越省力,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,则要保持斜面的倾角(高度)不变,斜面的光滑程不变,只改变物重。
(拓展)
若斜面光滑,由功的原理,沿斜面将物体拉上的力:
F′= Gh l = 10N×0.2m 0.4m =5N,
故木块与斜面间的滑动摩擦力:
【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。
(1)根据表中数据,根据η=W有3W总3×100%求出斜面的效率;
(2)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。
(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】
斜面倾
斜角θ小车重
G/N斜面高
h/m斜面长
s/m拉力
F/N有用功
W总功
W机械效
率η12°50.212.11.02.148%30°50.513.62.53.669%45°50.714.33.54.381.4%(2)由表中实验数据可知:拉动同样重的小车,斜面倾斜角θ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%;(2)小;低;(3)平行;(4)斜面倾斜角度;接触面的粗糙程度。
5.【答案】(1)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
【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;
(2)机械效率等于有用功和总功的比值,即η=W有用W总×100%;总功等于沿斜面拉力和斜面长度的乘积,即W总=FS。
(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①次实验斜面的机械效率η=W有用W总×100%=3.0J5.0J×100%=60%;第二次实验中总功为W总=Fs=2.5N×1.2m=3.0J。
(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:(1)匀速;(2)60%;3.0;(3)1和2;无;(4)2和【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面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。
(3)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F>f,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。
(4)根据第三次实验数据可知,W有=Gh=5N×0.7m=3.5J,
总功:W总=Fs=4.3N×1m=4.3J,
由W总=W有+W额可得,W额=W总−W有=4.3J−3.5J=0.8J,
由W额=fs可得木块在斜面上受到的摩擦力:f=W额s=0.8J1m=0.8N。
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;【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;
W1=Gh=10×0.3m=3J;
沿斜面方向匀速拉动小车时拉力F对小车所做的功为;
W2=Fs=5.2N×0.6m=3.12J;
(2)由表中数据,5.2N<10N,故利用斜面可以省力;
因W2>W1,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:
η=W1W2=3J3.12J×100%=96.2%。
故答案为:(1)3;
3.12;
(2)省力;
省功;
(3)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W=Gh求拉力F对小车所做;
根据W=Fs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W2与W1分析能否省功;
(3)【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。
( 1 )
斜面的机械效率可以根据η=W有W总×100%计算;
( 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:W额=W总−W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η=W有W总×100%=GhFs×100%;
(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;
(3)
因为W额=W总−W有用,
【解析】解:
(1)斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变,木块向左移动倾角变大,木块向右移动倾角变小;
(2)第2次实验斜面的机械效率:
η=W有W总=GhFs=3.0N×0.6m2.5N×1.2m×100%=60%;
物块和斜面增加的内能,即额外功W额=W总−W有=Fs−Gh=2.5N×1.2m−3.0N×0.6m=1.2J;
(3)对比实验1、2数据,控制的是斜面的倾斜程度(斜面倾角),改变的是物体的重力,因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系;
对比3次实验数据,可以得出的结论是在其它条件相同时,物体重力越大,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高(或大);
(4)利用滑轮改变了一下绳子的方向,使木块所受拉力的方向与木板的方向始终平行,使示数更加准确稳定,读数时也更方便。
故答案为:(1)左;(2)60;1.2;(3)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;(4)能使木块所受拉力的方向与斜面平行。
(1)斜面的倾角指的是木板与水平面的夹角,斜面倾角变大,就是木板与水平面的夹角变大;
(2)机械效率等于有用功和总功的比值,即η=W有W总=GhFs;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:W额=W总−W有;
(3)对比实验1、2数据发现,控制的是斜面的倾斜程度(斜面倾角),改变的是物体的重力;对比3次实验数据发现,控制的是物体的重力,改变的是斜面的倾斜程度,据此得出结论;
(4)用弹簧测力计测拉力时,要其做匀速直线运动,这样的示数才准确,据此分析滑轮在实验中的作用。
本题考查影响斜面机械效率的因素、做功改变物体内能、控制变量法的使用、斜面机械效率的计算,是一道综合题。
【解析】【分析】
本题考查探究斜面的机械效率与哪些因素有关,属于基础实验。
实验过程中注意控制变量法的使用,探究与斜面坡度的关系,只改变斜面坡度,其他因素不变;根据公式η=W有W总×100%=GhFs×100%确定所需要测量的物理量。
【解答】
(1)猜想:“斜面坡度越大,斜面的机械效率也越大”,则实验目的是探究斜面的机械效率与斜面坡度是否有关;
(2)实验中需要用刻度尺测量斜面的高度和斜面的长度;用弹簧测力计测量滑块的重力和沿斜面匀速直线运动时的拉力;
(3)
1.用弹簧测力计测出滑块重G;
2.用弹簧测力计匀速拉动滑块沿斜面向上运动,读出弹簧测力计读数F;
3.用刻度尺分别测出滑块沿斜面运动距离S和斜面高h;
4.调整木块位置改变斜面坡度,重复以上步骤,记录数据(至少三组)。
故答案为:(1)探究斜面的机械效率与斜面坡度是否有关;(2)刻度尺;弹簧测力计;(3)
1.用弹簧测力计测出滑块重G;2.用弹簧测力计匀速拉动滑块沿斜面向上运动,读出弹簧测力计读数F;3.用刻度尺分别测出滑块沿斜面运动距离S和斜面高h;4.调整木块位置改变斜面坡度,重复以上步骤,记录数据(至少三组)。
11.【答案】(2)①80;②斜面的摩擦力;【解析】【分析】
(2)①根据η=W有W总=GhFs求出机械效率;
②根据表格中的相同点和不同点分析;
③求出总功和有用功,然后求出额外功,根据W=fs求出摩擦力;
(3)①分析表中实验数据,得出额外功与斜面水平长度的关系;
②根据斜面的长度与斜面水平长度,由勾股定理求出斜面的高度,然后由功的公式求出有用功与总功;
③当木板放在水平面上时,克服摩擦力做的功为额外功,根据额外功与斜面水平长度的关系求出斜面水平时的额外功,由功的公式求出摩擦力,然后由平衡条件求出弹簧测力计的拉力.本题考查了求斜面效率、实验数据分析、求拉力等问题,有一定的难度;掌握功的计算公式、效率公式、总功与有用功与额外功间的关系即可正确解题。
【解答】
解:(2)①斜面的机械效率为:
η=W有W总=GhFs=6N×0.1m0.75N×1m×100%=80%;
②由图可知,物体的重力是相同的,小车和木块与斜面的接触面的粗糙程度是不同的,故探究的是斜面的机械效率与斜面的摩擦力的关系;
③沿斜面拉木块做的有用功W有=Gh=6N×0.08m=0.48J,
拉力做的总功W总=Fs=1.2N×0.8m=0.96J,
则额外功W额=W总−W有=0.96J−0.48J=0.48J,
由W额=fs得,木块所受摩擦力为:
f=W额s=0.48J0.8m=0.6N;
(3)①由表中实验数据可知,W额外与L成正比;
②当斜面的水平长度L=0.40mL=0.40m时,
斜面高度
此时有用功,
总功,
③当木板平放在水平桌面上,斜面的水平长度L=S=0.50m,
设此时的额外功为W,则0.45m0.90J=0.50mW,则W=1J,
由W=fsW=fs得,f=Ws【解析】解:(1)在毛巾上匀速拉动物体斜面的机械效率:
η=W有W总×100%=GhFs×100%=2N×0.5m1.6N×1m=62.5%;
根据实验数据,斜面倾角相同(即斜面倾斜程度相同),斜面的材料不同(即斜面的光滑程度不同);
得出结论:在其他条件一定的前提下,斜面越光滑,斜面的机械效率越高。
(2)匀速拉动物体重为2N的物体斜面的机械效率:
η1=W有1W总1×100%=G1hF1s×100%=2N×0.5m1.2N×1m≈83.3%;
匀速拉动物体重为3N的物体斜面的机械效率:
η2=W有2W总2×100%=G2hF2s×100%=3N×0.5m1.8×1m≈83.3%;
匀速拉动物体重为4N的物体斜面的机械效率:
η3=W有3W总3×100%=G3hF3s×100%=4N×0.5m2.4N×1m≈83.3%;
通过计算可知,使用同一个斜面匀速拉动物体,物体的重力增加,斜面的机械效率不变,所以小华和小明都错误。
故选:C。
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,
则有用功与总功增加倍数相同,其比值不变,即机械效率不变。
若物体为5N【解析】【分析】
本题是对探究影斜面机响械效率的因素实验的考查,知道影响斜面机响械效率的因素有:提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度,以及研究机械效率与其中某个因素的关系,采用控制变量法的思想,是解题的关键。
(1)为了使弹簧测力计示数稳定,应沿斜面匀速拉动物体;
(2)根据W有用=Gh算出有用功;由机械效率的计算式η=W有用W总可求得机械效率;
(3)通过分析表格可看出,实验1中所用的力最小,而实验1中斜面较缓;
(4)通过比较三次实验可发现斜率与斜面倾斜程度的关系。
【解答】
解:(1)为了使弹簧测力计示数稳定,应沿斜面匀速拉动物体;
(2)根据表中的可求出有用功:W有=Gh=5N×0.25m=1.25J;机械效率:
η=W有用W总=1.25J1.55J=80.6%;
(3)通过比较发现,实验1中力最小,实验3中力最大,而实验1中斜面最缓,实验3中斜面最陡,故可得:在粗糙程度一定时,斜面倾斜程度较缓较省力;
(4)由数据分析可知,三次实验中,斜面越陡,机械效率越高;故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,斜面越陡,机械效率越高。
故答案为:(1)匀速;(2)1.25;80.6%;【解析】【分析】
此题主要考查xiemin斜面的机械效率。
影响斜面机械效率的因素有:提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度,研究机械效率与其中某个因素的关系,采用控制变量法的思想。
(1)弹簧测力计在使用时必须静止或匀速拉动;
(2)根据W有用=GH算出有用功;
由机械效率的计算式可求得机械效率;
(3)通过分析表格可看出,实验1中所用的力最小,而实验1中斜面较缓,比较分析。
【解答】
(1)弹簧测力计在使用时必须静止或匀速拉动;
(2)第3次的有用功:W有=Gh=5N×0.25m=1.25J,
机械效率:η=W有用W总=1.25J1.55J×100%≈80.6%;
(2)通过比较发现,实验1中力最小,实验3中力最大,而实验1中斜面最缓,实验3中斜面最陡,
故可得:在粗糙程度一定时,斜面倾斜程度较缓较省力。
故答案为:(1)匀速直线;(2)80.6%;(3)省力。
15.【解析】【分析】
本题考查探究斜面的机械效率实验,难度不大。
根据题干中和表中数据分析可得出结论。
【解答】
解:(1)实验时需测量物体移动距离和高度,需要用刻度尺进行测量;
(2)在实验过程中,应沿斜面向上拉动木块,使木块做匀速直线运动;
(3)η=W有用W总=GhFS=5N×0.3m4.2N×0.5m≈71.4%
(4)分析比较表中的实验数据,可得到的结论是:斜面越陡,机械效率高;
(5)因为斜面的机械效率跟摩擦力的大小有关,因此可以判断出斜面的粗糙程度也会影响斜面的机械效率。
故答案为:(1)刻度尺;(2)匀速直线;(3)71.4%;(4)高;(5)粗糙程度;有用功相同时,斜面越粗糙,摩擦力越大,额外功越多,机械效率越低。
16.【答案】解:
(1)第一次实验的有用功为:W有用=Gh=5N×0.1m=0.5J,
总功为:W总=Fs=1.6N×0.5m=0.8J,
机械效率η1=W有W总1234重力G/N5555升高h/m0.10.150.20.25有用功W/J0.50.7511.25拉力F/N1.62.22.73.1移动距离S/m0.50.50.50.5总功W/J0.81.11.351.55机械效率η62.5%68.18%74.1%
80.65%(2)在斜面长度一定时,斜面越高,拉力越大,机械效率越大。
【解析】(1)表中空格处的有用功、总功、机械效率,分别用公式W有用=Gh、W总=Fs、η=W有W总求出;
(2)分析表中数据,得出在斜面长度相同时,拉力、机械效率与斜面高度的关系。
(1)在机械效率相关的实验中,主要考查有用功、总功、机械效率的求法,熟练运用公式可顺利解决;
(2)采用控制变量法研究的实验,在归纳结论时,一定要看清相同因素和不同因素,一般是在(相同因素)相同时,物理量与(不同因素)有关。
17.【答案】(1)1.1;55%【解析】【分析】
本题主要考查探究实验“斜面的机械效率”,属于基础题。
解答本题要知道x斜面的有用功、额外功、总功、机械效率、二力平衡的知识,体会控制变量法的运用且有一定的分析归纳能力。
(1)对于斜面,用W有=Gh,W总=Fs,η=W有W总分别求有用功、总功和机械效率;
(2)本实验用到了控制变量法,只改变斜面倾角,分析表中数据可得初步结论;根据勾股定理,当斜面的水平长度L=0.40m时,斜面长0.5m,可求出此时斜面高,在求出有用功,利用W总=W有+W额求出总功,即可求机械效率;当木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块,弹簧测力计的拉力与摩擦力二力平衡,可求出弹簧测力计示数。
【解答】
解:(1)小明在实验中,调整斜面的高度为h=0.22m,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F=4.0N,则有用功为:W有=Gh=5.0N×0.22m=1.1J,总功为W总=Fs=4.0N×0.5m=2J,机械效率为η=W有W总=1.1J2J=55%
;
(2)通过数据分析,小明得出初步结论:W额外与L成正比,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L=0.40m时,斜面高h=(0.5m)2−(0.4m)2=0.3m【解析】解:(1)由图知,物体沿斜面运动了80cm=0.8m,测力计分度值为0.1N,示数为1.5N,升高的高度为45cm−5cm=40.0cm=0.4m
(2)物体做匀速直线运动时,受到的力才是平衡力,弹簧测力计的示数稳定;
根据W总=W有+W额,W额小于W总,即fs小于Fs,斜面的长s相同,所以车所受摩擦力f<拉力F;
把木板下面的木块向左移动可以使实验时木板的倾斜角变大;
(3)拉力做的有用功为:
W有用=Gh=2N×0.4m=0.8J,
做的总功:
W总=Fs=1.5N×0.8m=1.2J;
额外功:W额=小车的重力G/N沿斜面的拉力F/N小车沿斜面上升的距离s/m小车上升高度h/m21.50.80.4(2)匀速;小于;左;(3)0.4;66.7%;(4)不省功。
(1)根据弹簧测力计的量程和分度值读出弹簧测力计的示数;根据刻度尺的分度值读出刻度尺的示数。
(2)物体做匀速直线运动时,受到的力才是平衡力,弹簧测力计的示数稳定;
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,克服摩擦力f所做的功是额外功,分析总功和额外功的大小即可得出答案;
把木板下面的木块向左移动可以使实验时木板的倾斜角变大;
(3)根据W=Gh算出有用功,根据W=Fs算出做功,总功减去有用功等于额外功;
(4)斜面也是一种常用的机械,使用斜面比较省力,但不能省功。
在解测斜面机械效率的实验题中,熟练运用求有用功、总功和机械效率的公式是关键,但从图中读取数据却要格外细心,因为一旦读错数据,后面的计算将会全部受到影响。
19.【答案】使用斜面缓慢提升重物时,可以省力
斜面倾角越小,
匀速直线
高
55.6%
2
低
【解析】解:
(1)比较图(a)与(b)记录的测力计的数据可以看出利用斜面时拉力变小了,即使用斜面缓慢提升重物时,可以省力。
(2)由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度不同时,拉力也不同,且斜面倾角越大,拉力越大,所以依据控制变量法可得出的结论是:使用斜面缓慢提升相同重物(到同一高度)时,斜面倾角越小,拉力越小。
(3)①沿斜面拉动物体时,为使弹簧测力计的示数稳定,便于读数,所以应尽量使物体做匀速直线运动;
②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;
③这种情况下斜面的机械效率:η=W有W总=GhFs=5N×0.5m4.5N×1m×100%≈55.6%;
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,即在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低;
④为了使拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,所以应与斜面平行向上,通过使用定滑轮可以解决此问题,如图所示:
故答案为:
(1)使用斜面缓慢提升重物时,可以省力;
(2)斜面倾角越小;
(3)①匀速直线;②高;③55.6%;2;低;④见上图。
(1)比较图(a)与(b)[或(a)与(c)或(a)与(d)]两图中的拉力大小即可得出使用斜面的优点;
(2)比较图(b)与(c)与(d)三图中可以看出,实验斜面的材料相同,倾斜程度不同,拉力不同,比较数据可知,拉力与斜面的倾斜程度之间的关系,然后依据控制变量法的来概括得出结论;
(3)①从实验操作方便的角度考虑,要测量沿斜面的拉力,就要让木块做匀速直线运动,因为只有这样,弹簧测力计的示数稳定,测量才够准确;
②分析斜面的倾斜程度和拉力的大小,可以得出斜面的机械效率和倾斜程度的关系;
③根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,利用η=W有W总求出这种情况下斜面的机械效率;
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;【解析】解:
(1)只有木块做匀速运动时,弹簧测力计的示数与拉力大小相等,弹簧测力计的示数才更准确;
(2)利用滑轮改变了一下绳子的方向,使木块所受拉力的方向与木板的方向始终平行,使示数更加准确稳定,读数时也更方便;
(3)①第4次实验的机械效率η=W有W总=GhFs=5N×0.2m4N×0.5m=50%;
②因为W总=W有+W额,
W总=Fs,W有=Gh,W额=fs,
所以Fs=Gh+fs,
把第5次实验数据代入上式得:
4.8N×0.5m=5N×0.2m+f×0.5m,
解得:f=2.8N;
③比较第1、2、3三次实验可以看出,这是在斜面粗糙程度不变的情况下进行的研究,因此,可得出的结论是:斜面粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高.
故答案为:(1)匀速运动;(2)拉物体时,能使木块所受拉力的方向与木板的方向平行;(3)①50%;②2.8;③斜面粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高.
(1)(2)用弹簧测力计测拉力时,要其做匀速直线
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