题目内容

如图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置.
(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实验,还需要的测量工具是
刻度尺
刻度尺

(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动.实验的部分数据如下表
实验
次数
接触面
粗糙程度
物重
G/N
斜面高
h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面长
L/m
机械
效率
1 较粗糙(木块-木板) 2.0 0.25 1.2 0.80 52%
2 同上 2.0 0.35 1.4 0.80 63%
3 同上 5.0 0.35 3.5 0.80 63%
4 较光滑(铁块-木板) 5.0 0.35 3.1 0.80
①该同学探究的是斜面的机械效率与
接触面粗糙程度
接触面粗糙程度
物重
物重
斜面倾斜程度
斜面倾斜程度
的关系.
②在第四次实验中,拉力做的有用功为
1.75
1.75
J,斜面的机械效率为
71%
71%
分析:(1)分析表中需要测量的物理量,从而知道需要的测量工具;
(2)①分析实验1、2,接触面的粗糙程度相同、物块重相同,斜面的倾斜程度(斜面长相同、高度不同,斜面的倾斜程度不同);分析实验2、3,接触面的粗糙程度、斜面的倾斜程度相同,物块重不同;分析实验3、4,物块重、斜面的倾斜程度相同,斜面的倾斜程度不同;根据机械效率的大小分析判断是否与三个因素有关;
②斜面的有用功等于物块的重力和物块上升高度的乘积,即W有用=Gh;总功等于沿斜面的拉力和物块移动距离的乘积,即W=FL,应用效率公式求出斜面机械效率.
解答:解:(1)由表中数据可见需要测量的物理量有四个:物块的重力、沿斜面的拉力、物块上升的高度、物块移动的距离,其中前两个由弹簧测力计完成,后两个由刻度尺来完成测量,因此还需要补充的器材是:刻度尺.
(2)①分析实验1、2,接触面的粗糙程度、物块重相同,斜面的倾斜程度不同,机械效率不同,研究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系(有关);
分析实验2、3,斜面的倾斜程度、接触面的粗糙程度相同,物块重不同,机械效率相同,研究的是斜面的机械效率与物块重的关系(无关);
分析实验3、4,斜面的倾斜程度、物块重相同,接触面的粗糙程度不同,机械效率不同,研究的是斜面的机械效率与接触面粗糙程度的关系;
由此可见斜面的机械效率与接触面粗糙程度、物块重斜面、倾斜程度的关系.
②在第四次实验中,拉力做的有用功W=Gh=5N×0.35m=1.75J,斜面效率:
η=
W
W
×100%=
Gh
FL
×100%=
5N×0.35m
3.1N×0.8m
×100%≈71%.
故答案为:(1)刻度尺;(2)①接触面粗糙程度;物重;斜面倾斜程度;②1.75;71%.
点评:本题为斜面机械效率的测量实验,考查了测量工具的选择、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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