题目内容

在探究斜面的机械效率与倾斜程度关系的实验中,将重5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,移动1m(如图所示),改变斜面倾斜程度进行多次实验,记录数据如表.
倾斜程度斜面高h/m拉力F/N机械效率η
较缓0.22.050.0%
较陡0.32.462.5%
最陡0.42.871.4%
(1)实验时,应控制斜面的______程度不变.
(2)实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,物体受到的摩擦力f与拉力F的大小关系为f______F(选填“>”、“=”或“<”).
(3)通过实验得出的结论是:同一斜面的倾斜程度越小,机械效率越______,越省力.请举出一个应用斜面省力的实例:______.

【答案】分析:(1)斜面的机械效率高低受很多因素影响,其中倾斜程度和斜面粗糙程度是很关键的两个,所以在探究斜面的机械效率与倾斜程度关系的实验时要保持斜面粗糙程度不变;
(2)实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,拉力F除克服摩擦力f外还要克服一部分物体的重力,因此属多力平衡,可以据此对力的大小关系进行分析;
(3)由表数据可以看出:同一斜面的倾斜程度越小,也就是斜面越缓,机械效率越低,所用拉力反而越小,也就是越省力.如:盘山公路,为省力修的尽可能缓一些.
解答:解:(1)本实验是研究斜面的倾斜程度对机械效率的影响,按照控制变量法要把斜面的粗糙程度这一关键因素控制不变;
(2)实验过程中,用弹簧测力计的拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力,因此属多力平衡,此时F是大于f的.同时根据W总=W有+W额,W额小于W总,即fS小于FS,斜面的长S相同,所以f<F;
用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,摩擦力f与拉力F是一对平衡力,根据平衡力特点可知f=F;
(3)由表数据可以得出的结论是:同一斜面的倾斜程度越小,也就是斜面越缓,机械效率越低,斜面反而越省力,如:盘山公路.
故答案为:粗糙、<、低、盘山公路.
点评:这是有关斜面机械效率的常见题目,题目主要考查斜面机械效率高低的影响因素和实际应用举例,比较简单.
练习册系列答案
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简单机械的应用
保洁工人要清洗高楼的外墙,他的同伴站在地面上,使用了如图13所示的装置对它进行升降.已知该保洁工的质量为60kg,保洁器材的质量为20kg,他同伴对绳的拉力为500N,吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m,绳的最大承受拉力为600N,动滑轮和吊篮一共所受的重力为100N,求:
(1)不计摩擦,此滑轮组最多能提起
1200
1200
N的物体.
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(3)这个滑轮组的机械效率是多大?
(4)小明和同学们还想要了解机械效率与哪些因素有关.为此同学们进行了有关斜面的机械效率的探究.
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大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:
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猜想2:可能与小车的重力有关.
猜想3:可能与匀速拉动的速度大小和小车的重力都有关.
各小组分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表.
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物理量
 变化因素
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较小速度 10 4.2 79.4%
较大速度 10 4.2 79.4%
探究结果
芳芳小组的实验记录
物理量
变化因素
小车重力/N 绳端拉力/N 机械效率
大致相同的拉动速度 10 4.2 79.4%
15 6.0
探究结果
请你将上述两个表格填写完整.

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