(1)请你帮小华将表格填写完整,并把实验数据记录在表格中;
实验序号 | 序号物体重力(牛) | 斜面高度(米) | |||
1 | 4 | 0.2 | |||
2 | 4 | 0.2 | |||
3 | 4 | 0.2 |
(3)实际上,载货汽车车厢底部离地面的高度不同,沿斜面拉力的大小还可能与斜面高度有关。请你设计实验,写出具体的实验方案:
(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 | 钩码提升的高度 | 拉力 | 绳端移动的距离 | 机械效率 |
铝 | ||||||
铝 | ||||||
铝 | ||||||
塑料 |
第次实验中滑轮组的机械效率为
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。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
(2)选取车轮与轮椅轮胎材质、花纹均相同的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零,然后沿斜面匀速直线拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为
③将小车匀速从A点拉到B点的过程中,小车的动能
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速直线拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功,计算出将小车提升H所做的有用功,以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出和与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的a和b。
①由图像可知:用该斜面提升物体时的机械效率与物重
②若这位父亲的质量为70kg,所坐的轮椅质量为10kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为
正确使用弹簧测力计,测出小车重为,斜面的高为;
将校零的弹簧测力计与斜面平行放置,然后沿斜面方向
计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为
(2)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出小车从A点到点B拉力所做的总功,重力做的有用功为。通过多组数据作出和与小车总重的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重
若这位母亲和所坐的轮椅总质量为,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,推力的大小为
(2)实验步骤:写出测量第一次机械效率的表达式η=
(3)写出判断小明猜想是否正确的依据
6 . 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图,为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为
(2)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重
②若这位母亲的质量为60kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为
【问题】某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,学习了机械效率知识后,他想了解斜面的机械效率跟什么因素有关呢?他猜想:
A.斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关;
B.斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关;
C.斜面的机械效率可能跟物重有关。
【证据】
为了证实这些猜想是否正确,于是,该同学与小组其他成员一起用斜面、木块、钩码、刻度尺、弹簧测力计等器材设计方案,并利用如图装置按如下步骤进行了实验。①利用弹簧测力计测量出木块的重力G,记录在表格中;
②用弹簧测力计拉着木块,从斜面的底端匀速运动到顶端,记录弹簧测力计的示数F;
③利用刻度尺测量出木块上升的高度h和沿斜面移动的距离s,记录在表格中;
④保持木块重力和斜面的粗糙程度不变,通过移动木板下的木块位置来改变斜面的倾斜程度,重复上述步骤,并记录数据在表格中;
⑤保持斜面倾斜角、粗糙程度不变,通过在木块上增加钩码的方法来改变物重,重复步骤,并记录数据在表格中;
⑥保持物重、斜面倾斜角不变,在斜面上铺一条毛巾,重复步骤,并记录数据在表格中。
记录相关数据,如下表:
实验 次数 | 斜面 材料 | 物重 | 拉力 | 上升的高 度 | 沿斜面移动 的距离 | 有用功 | 总功 | 机械效率 |
1 | 木板 | 2 | 1.4 | 0.4 | 1 | 0.8 | 1.4 | 57 |
2 | 木板 | 2 | 1.6 | 0.6 | 1 | 1.2 | 1.6 | 75 |
3 | 木板 | 4 | 3.2 | 0.6 | 1 | 2.4 | 3.2 | |
4 | 毛巾 | 4 | 3.4 | 0.6 | 1 | 2.4 | 3.4 | 71 |
(1)第三次实验的斜面机械效率为
(2)分析实验1、2数据可得知:物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越
(3)对比实验2和3数据可得知:斜面的粗糙程度和倾斜程度相同时,斜面的机械效率跟物重
(4)分析实验3和4数据可得知:斜面倾斜程度和物重相同,斜面越粗糙,机械效率越
【交流】
(1)该实验中用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上匀速运动时,木块受到的拉力
(2)分析上表中的数据,还可以得出结论:使用斜面可以省
(3)该实验的不足之处是:
(1)小明用图甲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,记录数据如下表:
实验次数 | 钩码重力G/N | 钩码提升高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率 |
1 | 2 | 0.1 | 0.9 | 0.3 | 74.1% |
2 | 4 | 0.1 | 0.3 | 83.3% | |
3 | 6 | 0.1 | 2.2 | 0.3 |
②第3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
(2)小明用图乙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
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;
小华同学为了验证自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图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 | 物块重 力 | 斜面高 度 | 拉力 | 斜面长 | 有用功 /J | 总功 /J | 机械 效率 |
① | 30° | 5.0 | 0.6 | 4.2 | 1.2 | 3.0 | 5.0 | |
② | 30° | 3.0 | 0.6 | 2.5 | 1.2 | 1.8 | 3.0 | 60% |
③ | 45° | 3.0 | 0.8 | 2.8 | 1.2 | 2.4 | 3.4 | 71% |
(2)根据表格中的数据,计算出第①次实验时斜面的机械效率为
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想
(1)将小车放在同一高度由静止释放是为了控制小车
(2)实验过程中超载或超速带来的危害程度用
(3)若要探究汽车超速带来的危害时,需选择实验中的
(4)该小组同学完成实验后,还想用斜面来探究使用斜面能否省功、省力。如图丙所示,已知斜面长,之对应的高;现用弹簧测力计进行两次操作,第一次操作:沿竖直方向匀速提升小车;第二次操作:沿斜面方向匀速拉动同一小车。记录数据如丁表所示:
测力计示数(N) | 移动距离(cm) | |
竖直提升 | 10 | 30 |
沿斜面运动 | 5.2 | 60 |
①沿竖直方向匀速提升小车时,拉力F对小车所做的功为
②分析数据可以初步发现:利用斜面不可以
③根据以上数据计算此过程小车与斜面的摩擦力为