题目内容

(2013?武汉模拟)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.
下表是他们实验记录的有关数据.
实验 次数 |
斜面粗造程度 |
斜面倾角θ |
物块重 量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 |
斜面的机械效率% |
1 |
玻璃面 |
200 |
2.1 |
0.09 |
0.6 |
0.5 |
0.189 |
0.3 |
63 |
2 |
玻璃面 |
300 |
2.1 |
0.21 |
1.1 |
0.5 |
0.441 |
0.55 |
80.2 |
3 |
玻璃面 |
450 |
2.1 |
0.36 |
1.8 |
0.5 |
|
|
|
4 |
棉布面 |
600 |
2.1 |
0.4 |
2.2 |
0.5 |
0.84 |
1.1 |
76.4 |
(1)在第③次实验中,拉力做的有用功是
0.756J
0.756J
,拉力做的总功是
0.9J
0.9J
,斜面的机械效率是
84%
84%
.
(2)分析第①、②、③次实验数据,可以得出:
粗糙程度相同时,倾斜程度越大,机械效率越高
粗糙程度相同时,倾斜程度越大,机械效率越高
.
(3)若通过分析第③、④次实验数据,得出斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大.你认为存在的问题是:
粗糙程度不同,倾斜程度也不同,机械效率无法比较
粗糙程度不同,倾斜程度也不同,机械效率无法比较
.
(4)实验中还发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越
省力
省力
(选填“省力”或“费力”).
分析:(1)使用机械升高物体时,克服重力做的功为有用功,拉力做的功为总功,有用功与总功的比值为机械效率;
(2)分析①、②、③知,斜面倾斜程度不同,斜面的机械效率不同;
(3)要研究斜面倾斜程度与斜面的机械效率的关系,必须保证其它条件一样;
(4)根据光滑程度相同,倾斜程度不同时,所用拉力大小比较.
解答:解:(1)在第三次实验中,W
有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J;
W
总=FS=1.8N×0.5m=0.9J;η=
=
=84%;
(2)分析第①、②、③次实验数据,可以得出:
当粗糙程度一定时,发现斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;
(3)③④次实验数据,目的是研究斜面倾斜程度与斜面的机械效率的关系,
但粗糙程度也不同,所以机械效率不能比较;
(4)分析①、②、③发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越省力.
故答案为:(1)0.756J;0.9J;0.84%;
(2)粗糙程度相同时,倾斜程度越大,机械效率越高;
(3)粗糙程度不同,倾斜程度也不同,机械效率无法比较;(4)省力.
点评:本题为斜面机械效率的测量实验,考查了测量的方法、机械效率的计算、影响机械效率大小的因素,利用好控制变量法分析是本题的关键.
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