题目内容

15.在初中物理的学习中,我们曾用斜面做过多次探究实验,如图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”;如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”;如图丙是“测定斜面的机械效率”.
(1)在甲、乙实验探究中,都有“让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑”的操作步骤,这样操作的目的都是为了使小车或小球到达斜面底端时的速度相同.
(2)在甲实验中“阻力对物体运动的影响”是由小车在水平面上滑动的距离来显示的;乙实验中“小球动能的大小”是由木块被推动的距离来显示的.
(3)如表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据,请你完成表中①②处的数据,分析表中数据,写出实验结论.
斜面倾斜程度木块所受重力G/N斜面高度h/m沿面拉力F/N斜面长L/m有用功
W有用/J
总功
W总/J
机械效率η
较缓50.22.1112.148%
较陡50.53.612.5①3.669%
最陡50.74.313.54.3②81.4%
实验结论:斜面越陡,机械效率越高.

分析 (1)实验中,为使小车到达水平面的速度相同,应让小车从斜面上同一高度由静止滑下;
(2)通过小车在水平面上通过的距离来反映阻力的大小;通过小球推动木块做的功来反映动能的大小;
(3)利用W=Fs计算总功,利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算机械效率;通过比较不同倾斜程度上的机械效率得出结论.

解答 解:
(1)让小车从斜面上同一高度滑下,这是为了使小车到达下面底端时的速度相同;
(2)甲实验探究阻力对物体运动的影响,小车从斜面上同一高度由静止滑下,接触面的粗糙程度不同,小车滑动的距离不同,因此,是通过小车滑动的距离来显示的;
图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”,应让小车从斜面上不同高度由静止滑下,观察木块被推动的距离大小,探究速度与动能的关系,因此,是通过木块被推动的距离来显示的;
(3)较陡时总功为:W总=FL=3.6N×1m=3.6J;
最陡时机械效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{3.5J}{4.3J}$×100%≈81.4%;
由实验可看出斜面越陡,需要的拉力越大,机械效率越高.
故答案为:(1)到达斜面底端时的速度相同;(2)小车在水平面上滑动的距离;木块被推动的距离;(3)①3.6;②81.4%;斜面越陡,机械效率越高.

点评 此题将阻力对物体运动的影响实验、探究影响物体动能大小的因素实验和测定斜面的机械效率实验结合,很好的体现了三个实验间的联系和区别,考查了控制变量法和转化法的应用,注意实验结论的写法.

练习册系列答案
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3.阅读短文,回答问题.
海洋温差发电
    海洋表层和深层的温度不同,我国南海地区表层海水温度高于25℃,而1千米深处海水温度低于6℃.海水温差发电,就是利用海水表层和深层之间的温度差来发电的,据估算,我国南海地区的海洋温差发电潜力可达14亿千瓦.

如图所示是海洋温差发电系统的原理图.蒸发器中液态的工作物质(氨)从表层温水中吸热,汽化为高压蒸汽,蒸汽推动涡轮机转动,带动发电机发电.完成发电后的气态工作物质在冷凝器中向深层低温海水放热,重新变为液态,再送回蒸发器循环使用.
某型号发电机的部分技术参数如表.
额定发电功率40kW
额定发电电压400V
线圈电阻0.1Ω
净    重100kg
底部面积0.05m2
(1)把这台发电机放在水平地面上,对水平地面的压强为2×103Pa,正常工作时,输出电流100A.(g取10N/kg)
(2)关于海洋温差发电过程中能量的几种说法中,正确的是B
A.蒸发器中,工作物质通过做功增加内能
B.涡轮机中,工作物质对涡轮机做功内能减少
C.发电机中,主要是把电能转化为机械能
D.冷凝器中,工作物质通过做功增加内能
(3)发电机正常工作时,线圈电阻消耗的电功率为1kW;如发电机的线圈用超导材料制作,则该发电系统的输出功率将提高2.5%.
(4)若把南海温差发电潜力全部开发出来,每天发电量为3.36×1010kW•h.已知煤电转换关系为β=380g/(kW•h),如果用烧煤的方法发出这么多的电能,则一天需要烧煤1.2768×107t.

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