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
(1)拉力F的功率大小;
(2)该斜面的机械效率是多少;
(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。
4 . 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
5 . 斜面长5m,高1m,把重为 5000 N 的物体匀速地推向斜面顶端,所用推力为 1250N,则 斜面的机械效率为
【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:
A.斜面是一种可以省功的机械 |
B.木块的机械能保持不变 |
C.木块所受拉力与摩擦力是一对平衡力 |
D.斜面的机械效率与木块被拉动的距离无关 |