小明学过机械效率后,提出了一个问题:“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系?针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验(如图所示),并记录实验数据如下
题型:不详难度:来源:
小明学过机械效率后,提出了一个问题:“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系?针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验(如图所示),并记录实验数据如下表:,并记录实验数据如下:
(1)第三次实验填入表格中的数据:有用功为_____J,总功为______J,机械效率是 。 (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是:斜面越陡,越 。 (3)通过对上述实验数据的分析,你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:_ 。 (4)如果小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系,实验时应控制哪些条件不变? _________________________________ |
答案
(1)1.25,1.55,81%;(2)费力(或不省力);(3)在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率越高;(4)斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度。 |
解析
本题考查学生的科学探究能力。(1)在利用斜面来搬运物体时,所做的有用功是克服物体重力所做的功,额外功是克服物体与斜面之间摩擦力所做的功,所作的总功是所用推力或拉力所做的功,所以第三次实验中的所作的有用功为W有用=Gh=5N×0.25m=1.25J,总功为W总=FS=3.1N×0.5=1.55J,此时斜面的机械效率是η=W有用/W总=1.25J/1.55J=81%;(2)由实验数据中的第2列、第3列和第5列对比分析,我们可以看出当物体的重力不变时,斜面越陡沿斜面拉物体的拉力也就越大,据此我们可得出斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,拉力越大,越费力;(3)通过对实验数据中的第2列、第3列和第9列对比分析,可得出的结论是:在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率越高;(4)要想探究机械效率与物重的关系,我们应采用控制变量法,控制其他影响斜面机械效率的相关因素不变,即控制斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度不变,只改变物重的大小即可。 |
举一反三
将重物从长2m、高0.5m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%,则推力做的有用功是 J,物体受到的摩擦力等于 N. |
某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图
(1)将表中数据补充完整。(百分号前保留整数)
物理量 次数
| 1
| 2
| 3
| 钩码重G/N
| 4
| 4
| 6
| 钩码上升高度h/m
| 0.1
| 0.1
| 0.1
| 绳端拉力F/N
| 1.8
| 1.4
| 2.4
| 绳端移动距离s/m
| 0.3
| 0.5
| 0.3
| 机械效率η
| 74%
|
|
| (2)通过表中数据可分析出实验1是用 (选填“甲”或“乙”)图做的实验,实验2是用 (选填“甲”或“乙”)图做的实验. (3)分析比较表中实验1和实验2的数据,可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率 (4)比较实验 和实验 (填序号)可得结论:使用同一滑轮组, ,可以提高滑轮组的机械效率。 |
如图所示,用动滑轮把一个物体匀速拉起,不计摩擦,则下列说法中正确的是( ) A.拉起的物体质量越大,机械效率越高 | B.动滑轮的质量越大,机械效率越高 | C.拉起物体的速度越大,机械效率越高 | D.物体被拉起的越高,机械效率越高 |
|
一台起重机将重5000N的货物提高2m,如果额外功是2500J,则起重机做的有用功是 J,该起重机的机械效率是 。 |
(7分)在如皋港码头,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12所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:
实验 次数
| 斜面倾角θ
| 物块重量 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/J
| 总 功 W总/J
| 斜面的机械效率
|
| 300
| 5.0
| 0.6
| 4.2
| 1.2
| 3.0
| 5.0
|
|
| 300
| 3.0
| 0.6
| 2.5
| 1.2
| 1.8
|
| 60%
|
| 450
| 3.0
| 0.8
| 2.8
| 1.2
| 2.4
| 3.4
| 71%
| (1)在实验操作过程中,应沿斜面向上__拉动木块;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”). (2)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. (3)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:_______ ________________. (4)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. |
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