小芳同学设计了一个高度可调节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,如下图所示。她首先测出小车重力,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车
题型:不详难度:来源:
小芳同学设计了一个高度可调节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,如下图所示。她首先测出小车重力,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/J
| 总功 W总/J
| 机械效率η
| 12°
| 5
| 0.2
| 1
| 2.1
|
| 2.1
| 48%
| 30°
| 5
| 0.5
| 1
| 3.6
| 2.5
|
| 69%
| 45°
| 5
| 0.7
| 1
| 4.3
| 3.5
| 4.3
| 81.4%
| (1)实验过程中拉力的方向应 。 (2)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 。 (3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保 持 、 不变,只改变 。
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答案
(1)平行于斜面向上; (2)小; 低; (3)粗糙程度; 倾斜程度; 物体的重力 |
解析
析:(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)分析表格数据时,虽然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜度的改变而引起的,但我们先比较省力时,倾斜度是如何变化,然后比较机械效率的变化. (3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,必须控制其它因素不变,只改变物体的重力. 解答:解:(1)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. (2)比较数据:θ3>θ2>θ1时,则拉力F3>F2>F1,机械效率η3>η2>η1; 即:斜面倾斜度θ越小时,越省力,斜面机械效率越低. (3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持粗糙程度和倾斜程度不变,只改变物体的重力进行试验即可. 故答案为:(1)平行于斜面向上;(2)小;低;(3)粗糙程度;倾斜程度;物体的重力. |
举一反三
“一个和尚挑水吃,两个和尚抬水吃,三个和尚没水吃”,这是民间流传的一个故事,现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和一只水桶,请你帮他们想出一个办法来,使甲、乙、丙三个小和尚共抬一桶水且各自承受的压力相同。要求画出简要示意图,并画出水桶的悬挂位置和三个力的力臂。 |
一个600N重的成年人和一个小孩都过一道5m宽的水渠。成人从左岸到右岸,而小孩从水渠右岸到左岸,两岸各有一块4m长的坚实木板,请你想出一种方式过渠。并分析在忽略木板自身重量和木板叠交的距离情况下,要使成年人和小孩都能平安过渠,小孩的体重不能轻于多少牛? |
如图所示,用钓鱼杆钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。下列几种解释,错误的是( )
A.鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了 | B.鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了 | C.鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼杆的拉力会增大 | D.钓鱼杆是一种费力杠杆 |
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如图所示,用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石头,若撬棒上C点受到的压力是1500N,且AB=1.5m,BD=0.3m,CD=0.2m,则要撬动这块石头所用的最小力为
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如图所示,滑轮A的作用是__________,滑轮B的作用是__________。整个装置叫滑轮组,若G=200N,不计绳重、轮重和摩擦,则作用在绳子自由端的拉力F=__________N时可使重物G匀速上升。 |
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