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:
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。
(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
(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
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更新时间:2016-12-06 23:45:31
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解题方法
【推荐1】(1)小李同学在测斜面机械效率的实验中,使用图a所示的装置,他将木块从斜面底部用弹簧测力计沿斜面方向匀速拉到顶部,弹簧测力计的示数为1N,请将在下面的表格中填上有关数据。
(2)小李同学认为摩擦是影响斜面机械效率的重要因素,为提高斜面的机械效率,他用小车代替木块重做上面的实验,并采取其它措施减小摩擦力的影响,分别将小车沿不同长度的斜面拉上同一高度,记录的数据如下表:
通过上面数据分析可得出:使用斜面时越省力就越要______ (填“增大”或“减少”)移动距离。若忽略摩擦,小车重G、斜面高h、沿斜面的拉力F、斜面长s这几个量的关系是:______ 。
木块重 G/N | 斜面高h/m | 沿斜面的拉力F/N | 斜面长s/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率η |
2 | 0.2 | 0.5 |
小车重G/N | 斜面高h/m | 沿斜面的拉力F/N | 斜面长s/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率η |
6 | 0.2 | 2.5 | 0.5 | 1.2 | 1.25 | 96% |
6 | 0.2 | 1.3 | 1 | 1.2 | 1.3 | 92% |
6 | 0.2 | 0.9 | 1.5 | 1.2 | 1.35 | 89% |
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【推荐2】小红学过“机械效率”后,产生了一个疑问:机械的机械效率越高是否越省力?针对这个问题,小红借了一个弹簧测力计,利用家中“案板”和茶杯做了以下实验:
A.把杯子放在塑料袋中,在杯子中加入适量的水,用弹簧测力计测得杯子和水的总重量G;
B.用“案板”作斜面,如图所示,把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接,拉动弹簧测力计,把盛水的杯子匀速拉上斜面;
C.分别测出拉力F、杯子移动的距离s和升高的高度h;
D.改变斜面的高度,做四次实验,记录实验数据如下表:
(1)计算并将数据填入表中四个空格________________
(2)小红的疑问是否得到解决?分析实验数据,能得出什么结论?_____________________
(3)完成上面实验后,小红又产生了一个猜想:“如果减小斜面的摩擦,可以提高斜面的机械效率”.
①请你运用所学知识,说明小红的猜想是否正确.(简述理由)____________
②请你设计一个实验,进一步证明你对小红猜想的判断.(可以简要说明在前面实验的基础上要做哪些新的实验操作)______________
A.把杯子放在塑料袋中,在杯子中加入适量的水,用弹簧测力计测得杯子和水的总重量G;
B.用“案板”作斜面,如图所示,把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接,拉动弹簧测力计,把盛水的杯子匀速拉上斜面;
C.分别测出拉力F、杯子移动的距离s和升高的高度h;
D.改变斜面的高度,做四次实验,记录实验数据如下表:
一 | 二 | 三 | 四 | |
重力G/N | 5. | 5 | 5 | 5 |
升高h/m | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 |
有用功 | 0.75 | 1 | 1.25 | |
拉力F/N | 1.6 | 2.2 | 2.7 | 3.1 |
移动距离s/m | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
总功 | 1.1 | 1.35 | 1.55 | |
机械效率 | 0.68 | 0.81 |
(1)计算并将数据填入表中四个空格
(2)小红的疑问是否得到解决?分析实验数据,能得出什么结论?
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【推荐3】实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有相同规格的钩码一盒,质量不等的滑轮2个。小华选用这些器材,探究“利用动滑轮提升重物时,总功与被提升的物体所受的重力大小是否有关”。小华的主要实验步骤如下:
①用调好的弹簧测力计分别测出几个钩码和一个动滑轮所受的重力,分别用G和G 动表示。如图所示组装实验器材,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F,用刻度尺分别测出s、h。并把测量数据记录在表格中。
②更换另一个动滑轮,保持被提升钩码数量和钩码上升的高度h不变,仿照步骤①分别测量对应的F、s,用弹簧测力计测出动滑轮所受重力G 动,并把测量数据记录在表格中。
③根据W 总=Fs算出总功,并将W 总记录在表格中。
根据以上叙述,回答下列问题。(滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计):
(1)小华计划探究的问题中的自变量是_____ ;
(2)根据以上实验步骤可知,小华实际探究的是总功与_____ 是否有关;
(3)针对小华计划探究的问题,在实验步骤②中,应改变_____ ;
(4)画出实验数据表格______ 。
①用调好的弹簧测力计分别测出几个钩码和一个动滑轮所受的重力,分别用G和G 动表示。如图所示组装实验器材,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F,用刻度尺分别测出s、h。并把测量数据记录在表格中。
②更换另一个动滑轮,保持被提升钩码数量和钩码上升的高度h不变,仿照步骤①分别测量对应的F、s,用弹簧测力计测出动滑轮所受重力G 动,并把测量数据记录在表格中。
③根据W 总=Fs算出总功,并将W 总记录在表格中。
根据以上叙述,回答下列问题。(滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计):
(1)小华计划探究的问题中的自变量是
(2)根据以上实验步骤可知,小华实际探究的是总功与
(3)针对小华计划探究的问题,在实验步骤②中,应改变
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【推荐1】(1)小芳把重10N的物体从水平地面竖直向上匀速提升2m。小芳对物体做的功为________ ;
(2)小明猜想:“图中斜面提升物体,接㓩面粗糙程度不变时,物体越轻,机械效率越高”;
设计一个实验,多次测量斜面的机械效率,检验其猜想;
①实验步骤(已准备图中的斜面、有凹槽的物体,若需要可补充器材):________ ;
②写出测量第一次机械效率的表达式
________ ;
③写出判断小明猜想是否正确的依据。________
(2)小明猜想:“图中斜面提升物体,接㓩面粗糙程度不变时,物体越轻,机械效率越高”;
设计一个实验,多次测量斜面的机械效率,检验其猜想;
①实验步骤(已准备图中的斜面、有凹槽的物体,若需要可补充器材):
②写出测量第一次机械效率的表达式
③写出判断小明猜想是否正确的依据。
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【推荐2】许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持______ (选填“很大”或“很小”)的坡度;
(2)图乙所示实验中,用同一个球A,可探究动能大小跟______ 有关,探究过程中多次实验的目的与下列哪个实验不同______ (填序号);
A.探究杠杆平衡条件
B.测量物质密度
C.伏安法测小灯泡电阻
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为30°,物体B重为4N。用弹簧测力计沿斜面拉动B做匀速直线运动,实验中弹簧测力计示数如图所示,则所测斜面的机械效率为______ 。
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持
(2)图乙所示实验中,用同一个球A,可探究动能大小跟
A.探究杠杆平衡条件
B.测量物质密度
C.伏安法测小灯泡电阻
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为30°,物体B重为4N。用弹簧测力计沿斜面拉动B做匀速直线运动,实验中弹簧测力计示数如图所示,则所测斜面的机械效率为
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【推荐3】在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用图1的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应将右端的平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)调节。调平后,若在A处挂3个钩码,要使杠杆仍在水平位置平衡,则需在B点挂______ 个钩码。(每个钩码的重量相等)
(2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如表。
①由图2可知,第4次实验中弹簧测力计示数为______ N;
②第4次实验中滑轮组的机械效率为______ %(结果保留整数);
③分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用______ 的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重、斜面长、高,若机械效率,则物体在斜面上受到的摩擦力为______ N。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用图1的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应将右端的平衡螺母向
(2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如表。
实验 次数 | 滑轮 材质 | 钩码的重力 G/N | 钩码提升的 高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动的 距离s/m | 机械效率 η/% |
1 | 铝 | 1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 56% |
2 | 铝 | 2 | 0.1 | 1.0 | 0.3 | 67% |
3 | 铝 | 2 | 0.2 | 1.0 | 0.6 | 67% |
4 | 塑料 | 2 | 0.2 | 0.6 |
②第4次实验中滑轮组的机械效率为
③分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率
(3)小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用
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【推荐1】如图是小明同学探究“斜面的机械效率跟什么因素有关”的实验装置.
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下:
(1)小明探究的是斜面的机械效率跟_____ 的关系.在第1次实验中,斜面的机械效率为_____ .
(2)分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越_____ .
(3)比较表中“物块重”和“_____ ”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械.
(4)第3次实验物块与斜面的摩擦力是_____ N.
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下:
实验次数 | 斜面的倾斜程度 | 物块重G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长s/m | 机械效率 |
1 | 较缓 | 10 | 0.1 | 5.0 | 1 | |
2 | 较陡 | 10 | 0.3 | 6.7 | 1 | 45% |
3 | 最陡 | 10 | 0.5 | 8.4 | 1 | 60% |
(1)小明探究的是斜面的机械效率跟
(2)分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越
(3)比较表中“物块重”和“
(4)第3次实验物块与斜面的摩擦力是
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【推荐2】小明想探究斜面的机械效率与什么因素有关,他用一块木板和木块组成斜面来探究。
(1)刚开始时小明按如图所示的方式匀速拉动物体。小明的错误之处是______ ;
(2)改正错误后,小明用正确的方法进行了一系列的实验,记录的实验数据如下表:
由记录的数据可知,小明探究的是斜面的机械效率与 ______ 的关系;
(3)第2次实验中测得的机械效率是______ ;斜面对物体的摩擦力是 ______ N。物体被从斜面底拉到斜面顶的过程中物体的动能 ______ 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(4)实验结论是______ 。
(1)刚开始时小明按如图所示的方式匀速拉动物体。小明的错误之处是
(2)改正错误后,小明用正确的方法进行了一系列的实验,记录的实验数据如下表:
实验次数 | 物块重G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长s/m | 斜面机械效率 |
1 | 3 | 0.2 | 1.6 | 1 | 37.5% |
2 | 3 | 0.3 | 1.8 | 1 | |
3 | 3 | 0.4 | 2.0 | 1 | 60% |
(3)第2次实验中测得的机械效率是
(4)实验结论是
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