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% |
答案
(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
小强看到在没有起重机的情况下,工人要将油桶搬运上汽车,常常用如图所示的方法.小强想:为什么不直接将油桶抬上车呢?难道这样做可以省力吗?小强带着疑问去查阅有关资料后了解到:用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关.小强根据以上查阅的资料提出了一个探究的问题:沿斜面推力的大小与斜面的长度有什么关系?
(1)你认为小强探究搬运同一物体时沿斜面推力的大小与斜面长度的关系时,应控制的变量有______.
(2)小强选用了一把弹簧测力计、一块8N的长方体重物、五块长度不同的由同种材料做成的光滑木板,按如下图所示进行了实验,实验时控制斜面高度为0.2m不变.实验测得的数据如下表所示:
次数 | 物重G/N | 斜面高h/m | 弹簧测力计示数F/N | 斜面长L/m | 1 | 8 | 0.2 | 4.0 | 0.4 | 2 | 8 | 0.2 | 2.0 | 0.8 | 3 | 8 | 0.2 | 1.6 | 1.0 | 4 | 8 | 0.2 | 1.0 | 1.6 | 5 | 8 | 0.2 | 0.8 | 2.0 | 如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置.实验准备的器材有:三个质量不同的木块A,三条粗糙程度不同的长木板B,三个高度不同的长方体铁块C,刻度尺. (1)实验还需补充的器材有______. (2)下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关效据.
测量次数 | 斜面粗糙程度 | 物重G(N) | 斜面高 h(m) | 沿斜面的拉力F(N) | 斜面长L(m) | 有用功 W有(J) | 总功 W总(J) | 机械效率η | 1 | 较粗糙 | 1.5 | 0.1 | 0.6 | 0.4 | 0.15 | 0.24 | 62.5% | 2 | 较粗糙 | 3 | 0.1 | 1.2 | 0.4 | 0.3 | 0.48 | 62.5% | 3 | 较粗糙 | 6 | 0.1 | 2.4 | 0.4 | 0.6 | 0.96 | 62.5% | 为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系,小黄同学用弹簧测力计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运动,如图所示,实验数据记录如下表:
实验次数 | 斜面的倾斜程度 | 木块重量G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长s/m | 机械效率η | 1 | 较缓 | 10 | 0.4 | 6.6 | 1 | | 2 | 较陡 | 10 | 0.5 | 7.6 | 1 | 65.8% | 3 | 最陡 | 10 | 0.6 | 8.4 | 1 | 71.4% | 小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后,联想斜面也是一种机械,那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关.于是他们将一块长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动,如图28所示.下表是他们实验记录得有关数据.
实验 次数 | 斜面 倾角 | 斜面 材料 | 物重 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 | 机械效率η | 1 | 30° | 玻璃 | 7 | 0.5 | 4.9 | 1 | 3.5 | 4.9 | 71.4% | 2 | 30° | 木板 | 7 | 0.5 | 6.0 | 1 | 3.5 | | | 3 | 30° | 毛巾 | 7 | 0.5 | 6.5 | 1 | 3.5 | 6.5 | 53.8% | 4 | 20° | 木板 | 7 | 0.34 | 4.9 | 1 | 2.38 | 4.9 | 48.6% | 5 | 15° | 毛巾 | 7 | 0.26 | 5.1 | 1 | 1.82 | 5.1 | 35.7% | 有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车,为了提高斜面的机械效率,下列做法中可取的是( )A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车 | B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车 | C.改由一个人将木箱拉匀速上汽车 | D.板长不变,改用光滑的斜面板,将木箱匀速拉上车 |
最新试题
热门考点
|
|
|
|
|
|