题目内容
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,小红做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验(如图所示),并记录实验数据如下:实验次数 记录项目 |
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
物块重G/N | 5 | 5 | 5 | 5 |
物块上升高度h/m | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 |
有用功W有用/J | 0.5 | 0.75 | ( ) | 1.25 |
沿斜面方向拉力F/N | 1.6 | 2.2 | 2.7 | 3.1 |
物块移动距离S/m | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
总功W总功/J | 0.8 | 1.1 | ( ) | 1.55 |
机械效率η | 63% | 68% | ( ) | 81% |
(2)分析实验数据,你认为斜面机械效率越高是否越省力?
(3)完成上面实验后,小红又产生一个猜想:“如果减小斜面摩擦,可以提高斜面的机械效率吗?”请你运用所学的知识,说明小红的猜想是否正确(要简述理由)
分析:(1)有用功、总功、机械效率,分别用公式W有用=Gh、W总=Fs、η=
×100%求出;
(2)分析表中第5、8两行,可以解决小红的疑问,并且发现机械效率越高,拉力越大;
(3)克服摩擦力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功的和,在有用功一定的情况下,减小额外功,可以提高机械效率.
W有用 |
W总 |
(2)分析表中第5、8两行,可以解决小红的疑问,并且发现机械效率越高,拉力越大;
(3)克服摩擦力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功的和,在有用功一定的情况下,减小额外功,可以提高机械效率.
解答:解:(1)有用功W有用=Gh=5N×0.2m=1J,总功W总=FS=2.7N×0.5m=1.35J,机械效率 η=
×100%=
×100%=74%;
(2)分析表中的拉力与机械效率,小红的疑问得到了解决;得到的结论是:斜面的机械效率越高,越不省力;
(3)影响机械效率高低的主要有原因是额外功,使用斜面时,克服摩擦力做的功为额外功,在有用功一定的情况下,减小额外功,可以提高机械效率.
故答案为:(1)1、1.35、74%;
(2)否;
(3)正确的;使用斜面时,克服摩擦力做的功为额外功,在有用功一定的情况下,减小额外功(即减小了总功),提高了机械效率.
W有用 |
W总 |
1J |
1.35J |
(2)分析表中的拉力与机械效率,小红的疑问得到了解决;得到的结论是:斜面的机械效率越高,越不省力;
(3)影响机械效率高低的主要有原因是额外功,使用斜面时,克服摩擦力做的功为额外功,在有用功一定的情况下,减小额外功,可以提高机械效率.
故答案为:(1)1、1.35、74%;
(2)否;
(3)正确的;使用斜面时,克服摩擦力做的功为额外功,在有用功一定的情况下,减小额外功(即减小了总功),提高了机械效率.
点评:(1)影响斜面机械效率的因素有:提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度,研究机械效率与其中某个因素的关系,采用控制变量法的思想;
(2)采用控制变量法研究的实验,在归纳结论时,一定要看清相同因素和不同因素,一般是在(相同因素)相同时,物理量与(不同因素)有关.
(2)采用控制变量法研究的实验,在归纳结论时,一定要看清相同因素和不同因素,一般是在(相同因素)相同时,物理量与(不同因素)有关.
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