物理活动课上,同学们骑自行车经过一个斜坡,小明沿直线奔向坡顶,小红则沿着“S”形路线骑向坡顶.到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话,如图所示.(1)为了验证小
题型:长春难度:来源:
物理活动课上,同学们骑自行车经过一个斜坡,小明沿直线奔向坡顶,小红则沿着“S”形路线骑向坡顶.到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话,如图所示.
(1)为了验证小明的说法,他们设计实验测量斜面的机械效率: ①如图所示,选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个,还需要的测量工具是刻度尺和______. ②在实验过程中应拉动木块1应做______运动. ③他们进行了甲、乙、丙三次操作:
以上三次操作过程,能验证小明说法的两次操作是______. ④如果小明的说法正确,你选择的两次操作中机械效率的大小关系是______. (2)小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用,请举出一例:______. |
答案
(l)①由实验目的知,需要测拉力和移动的距离的工具;测距离的工具刻度尺已选择,还缺少测量力的工具:弹簧测力计. ②为了便于测量拉力和尽量减小不必要的额外功,应保持木块沿斜面向上拉动木块,使其做匀速直线运动. ③要验证小明的说法,可以研究斜面机械效率与斜面长度的关系,这个实验应只改变斜面的倾斜程度,控制其它所有可变的因素,如:木板的粗糙程度,木板的长度,木块的重力,木块提升的高度相同.比较甲、乙、丙三个图可知:甲和丙符合. ④如果小明的说法正确,就是指斜面长度越短,机械效率越高,而甲操作中的斜面比丙中的斜面短,则机械效率的大小关系是η甲>η丙. (2)使用斜面的特点是方便省力,如:盘山公路、骑自行车爬坡走S形路线、螺丝钉等, 故答案为(1)①弹簧测力计;②匀速直线;③甲和丙;④η甲>η丙; (2)盘山公路(或螺丝钉). |
举一反三
在探究斜面机械效率的实验中,小明提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想. (l)要测量斜面的机械效率,除了长木板和木块(如图所示)外,还需要的主要测量工具是刻度尺和______. (2)在实验过程中,应沿斜面向上拉动木块,使其做______运动. (3)要验证以上猜想,需要控制不变的因素有:______. (4)斜面在我们生活中的应用有______(只写出一条即可). |
斜面是日常生活中经常见到的机械,让我们共同重温这段探究的历程. (1)实验前,针对“省力多少与斜面的倾斜程度有何关系”,你的猜想是:______; 针对“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有何关系”,你的猜想是:______. (2)为了探究你的两个猜想,你应当保证______不变. (3)下面的表格中记录的是李一龙同学在探究此实验中的数据,完成这个表格.
斜面的倾斜程度 | 小车的重量G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面的拉力F/N | 斜面的长s/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率η/% | 较缓 | 5 | 0.15 | 3 | 0.30 | | | | 较陡 | 5 | 0.20 | 3.6 | 0.30 | | | | 最陡 | 5 | 0.25 | 4.4 | 0.30 | | | 1 | 小明用如图装置探究斜面的机械效率与哪些因素有关.
(1)要测量斜面的机械效率,除了长木板和木块(如图所示)外,还需要的主要测量工具是弹簧测力计和______. (2)小明先后用两木块做实验探究重力对机械效率的影响,测量并计算得到下表所示的两组数据:
实验次数 | 木块重G/N | 木块上升的高度h/m | 拉力F/N | 木块沿斜面移动距离s/m | 机械效率η/% | 1 | 2.0 | 0.10 | 0.9 | 0.39 | 57.0 | 2 | 4.0 | 0.10 | 2.7 | 0.20 | | 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% | 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 |
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