小刚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,如图所示.她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调
题型:不详难度:来源:
小刚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,如图所示.她首先测出小车重,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/J
| 总功 W总/J
| 机械效率η
| 12°
| 5
| 0.2
| 1
| 2.1
| ①
| 2.1
| 48%
| 30°
| 5
| 0.5
| 1
| 3.6
| 2.5
| ②
| 69%
| 45°
| 5
| 0.7
| 1
| 4.3
| 3.5
| 4.3
| ③
| (1)上表中的空格处①、②、③对应的数据分别是: ▲ 、 ▲ 、 ▲ . (2)分析上表数据,得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越 ▲ (选填“大”或“小”),斜面越 ▲ (选填“省力”或“费力”),斜面的机械效率越 ▲ (选填“高”或“低”). (3)实验过程中拉力的方向应与斜面 ▲ . (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 ▲ . |
答案
1)1 3.6 81.4% (2)大 费力 高(或小 省力 低) (3)平行 (4)斜面倾斜角θ 物重 |
解析
考点: 分析:(1)克服重力做的功为有用功,拉力做的功为总功,机械效率是有用功与总功的比值; (2)分析表中第1、5、8列数据,可知:随斜面倾斜角θ的改变,拉力F与机械效率在改变; (3)克服摩擦力做功为额外功,摩擦力方向沿斜面向下,所以拉力方向也必须平行斜面; (4)采用控制变量法:在研究某一物理量对另一物理的影响时,必须保证其它量不变. 解答:解: (1)①W有=Gh=5N×0.2m=1J; ②W总=Fs=3.6N×1m=3.6J ③η= W有/W总=3.5J/4.3J=81.4% (2)分析表中数据得:斜面倾斜角θ越大,斜面越费力,斜面的机械效率越高;或者说:斜面倾斜角θ越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低. (3)拉力要克服摩擦力做功,摩擦力方向沿斜面向下,所以拉力方向必须平行斜面; (4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持其它量不变,只改变小车的重力或质量. 故答案为: (1)1;3.6;81.4%; (2)大,费力,高;或者说:小,省力,低; (3)保持平行. (4)斜面倾斜角θ,小车重力或质量. 点评:本题目的是探究影响斜面机械效率的因素有哪些,考查了有用功、总功、机械效率的计算,数据的综合分析等,必须熟练掌握控制变量法. |
举一反三
如图所示,是同一滑轮组的两种不同的绕法,用它们提起相同 的重物,比较两种情况下所用的拉力F1、F2和机械效率η1、η2 (不计绳重及摩擦),下列说法中正确的是 ( )A.F1<F2、η1<η2 | B.F1<F2、η1>η2 | C.F1<F2、η1=η2 | D.F1>F2、η1=η2 |
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工人用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m,不计摩擦和绳重,工人所做的总功是250J.则下列选项错误的是 【 】A.拉力大小一定是125N | B.有用功一定是150J | C.滑轮组的机械效率一定为60% | D.动滑轮重一定是100N |
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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,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的 滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越 。 (2)第3次实验中所做的有用功是 J,机械效率是_____。 (3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功 (选填 “增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。 |
(9分)小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体匀速提升,所用的拉力为360N,物体被提升的高度为1m。求:(1) 所做有用功是多少; (2) 小明做的总功是多少;(3) 滑轮组的机械效率是多少; |
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? _________________________________ |
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