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
题型:不详难度:来源:
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)
| 0.45
| 0.40
| 0.35
| 0.30
| W额外(J)
| 0.90
| 0.80
| 0.70
| 0.60
| 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. |
答案
(1)1.1;55%;(2)正;65.2%;0.2 |
解析
试题分析:(1)由功的计算公式求出有用功与总功,然后由效率公式求出斜面的效率. (2)分析表中实验数据,得出额外功与斜面水平长度的关系; 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,由效率公式求出斜面的效率; 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. 然后由功的计算公式求出. (1)有用功W有用=Gh=5N×0.22=1.1J, 总功W总=Fs=4N×0.5m=2J, 斜面的效率η===55%; (2)由表中实验数据可知,W额外与L成正比; 当斜面的水平长度L=0.40m时, 斜面高度h′===0.3m, 此时有用功W有用′=Gh′=5N×0.3m=1.5J, 总功W总′=W有用′+W额外=1.5J+0.80J=2.3J, 效率η′===65.2%; 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=,W=1J, ∵W=fS,∴f===2N, 物体做匀速运动,由平衡条件得: 弹簧测力计的拉力F=f=0.2N; 点评: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 |
举一反三
关于实际使用机械时的机械效率,下列说法正确的是( )A.机械效率可以提高到100% | B.机械效率总小于1 | C.功率大的机械,机械效率高 | D.机械效率越高,有用功越多 |
|
某校的同学,利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后,进行了小组交流,下表是各小组的实验数据记录:
实验小组
| 钩码重G(N)
| 动滑轮重G′(N)
| 拉力F(N)
| 滑轮组机械效率η
| 1
| 0.5
| 0.4
| 0.35
| 47.6%
| 2
| 0.5
| 0.4
| 0.38
| 43.9%
| 3
| 1
| 0.6
| 0.62
| 53.8%
| 4
| 1
| 0.8
| 0.71
| 46.9%
| 5
| 2
| 0.6
| 0.98
| 68.0%
| 6
| 2
| 0.8
| 1.06
| 62.9%
| 请你对表中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题: (1)实验中影响滑轮组效率的主要因素是:_________和__________ (2)实验时应该 拉动弹簧测力计.第3次试验时若在弹簧测力计静止时读数,则所测拉力______0.62N .(选填“大于”“小于”“等于”) (3)1、2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮组机械效率却不同,原因不可能是( )
A.滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同 B.钩码被提升的高度不同 C.测拉力时拉力的方向没有竖直向上 D.测拉力时没有使测力计匀速上升 |
如图所示,不计摩擦,把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N,则关于该动滑轮的说法中错误的是
A.动滑轮重4N | B.使用该动滑轮要费距离 | C.该动滑轮的机械效率为80% | D.提升物体的速度越快,机械效率越高 |
|
某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率。保持O点位置不变,竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升,在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2。则下列说法正确的是:( )
A.杠杆机械效率的表达式为Fh2/Gh1 B.杠杆机械效率的表达式为Gh1/Fh2 C.在如图水平位置拉升时F×OB=G×OA D.若弹簧测力计始终竖直向上拉,则测力计示数不断变化 |
(5分)小明和小华在“测滑轮组机械效率”的实验中,一起组装好如图所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)小红应该_____________拉动弹簧测力计,使钩码升高,并由弹簧测力计读出拉力为2N,同时小华用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m,以上测量准确无误,其他被测物理量和计算的数据如下表:
钩码重(N)
| 弹簧测力计提升的高度(m)
| 有用功(J)
| 总功(J)
| 机械效率
| 4
| 0.2
| 0.4
| 0.4
| 100%
| (2)小明和小红测得滑轮组的机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮助找出原因 。 (3)该滑轮组的机械效率实际为__________________ (4)若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),要提高改滑轮组的机械效率还可以_____________________________ |
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