题目内容
小丽利用如图所示的方法测量斜面的机械效率,实验时她通过弹簧测力计沿斜面向上拉物体使其匀速运动.有关数据记录于下表中.
| 斜面高h | 斜面长s | 物重G | 拉力F |
| 0.3m | 1.2m | 150N | 50N |
(1)斜面的机械效率是多大?
(2)摩擦力是多大?
(3)如沿斜面向上拉物体匀速运动的速度为0.2m/s,则拉力做功的功率是多大?
解:(1)有用功W有用=Gh=150N×0.3m=45J,总功W总=Fs=50N×1.2m=60J,
斜面的机械效率η=
=
75%;
(2)摩擦力做的功W摩擦力=W总-W有用=60J-45J=15J,
∵W=Fs,∴摩擦力f=
=
≈12.5N;
(3)拉力功率P=
=
=Fv=12.5N×0.2m/s=2.5W;
答:(1)斜面的机械效率是75%.
(2)摩擦力是12.5N.
(3)拉力做功的功率是2.5W.
分析:(1)由表中实验数据根据功的计算公式求出有用功与总功,然后根据效率公式求出斜面的机械效率.
(2)总功与有用功的差是额外功,即摩擦力的功,然后由功的计算公式W=Fs的变形公式可以求出摩擦力.
(3)物体匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,拉力等于摩擦力,然后由P=
=
=Fv求出拉力的功率.
点评:本题难度不大,熟练应用功的计算公式、效率公式、功率公式即可正确解题.
斜面的机械效率η=
(2)摩擦力做的功W摩擦力=W总-W有用=60J-45J=15J,
∵W=Fs,∴摩擦力f=
(3)拉力功率P=
答:(1)斜面的机械效率是75%.
(2)摩擦力是12.5N.
(3)拉力做功的功率是2.5W.
分析:(1)由表中实验数据根据功的计算公式求出有用功与总功,然后根据效率公式求出斜面的机械效率.
(2)总功与有用功的差是额外功,即摩擦力的功,然后由功的计算公式W=Fs的变形公式可以求出摩擦力.
(3)物体匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,拉力等于摩擦力,然后由P=
点评:本题难度不大,熟练应用功的计算公式、效率公式、功率公式即可正确解题.
练习册系列答案
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大家知道,使用简单机械可以省力.小明同学学习了“机械效率”的知识后,想知道:是不是效率越高的机械一定越省力呢?于是他决定通过实验探究这个问题.经过讨论,小明和他的几个同学商定利用将物体拉上斜面的过程来研究“效率高低与是否省力的关系”.为此,小明找来了一个方矿泉水瓶,一块平整的木板和一把尺子,并做了一个弹簧测力计,组成了如图所示的实验装置,经过认真仔细的实验,他得到了下表中的实验数据:
| 实验次数 | 物重G(N) | 升高的速度h/m | 拉力F/N | 移动距离S/m | 有用功 W有用功 | 总功W总/J | 机械效率/η |
| 1 | 5 | 0.1 | 1.6 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 62.5% |
| 2 | 5 | 0.2 | 2.7 | 0.5 | 1 | 1.35 | 74.1% |
| 3 | 5 | 0.3 | 3.4 | 0.5 | 1.5 | 1.7 | 88.2% |
(2)做完上述实验后,小丽又产生了一个猜想:如果减小斜面的摩擦,斜面的机械效率还可以提高,你认为小明的猜想是否有道理?请简述理由:________.
(3)要想通过实验验证小丽的猜想,在前面小明实验的基础上,应当怎样进一步进行实验?________.
| 实验次数 | 物重G(N) | 升高的速度h/m | 拉力F/N | 移动距离S/m | 有用功 W有用功 | 总功W总/J | 机械效率/η |
| 1 | 5 | 0.1 | 1.6 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 62.5% |
| 2 | 5 | 0.2 | 2.7 | 0.5 | 1 | 1.35 | 74.1% |
| 3 | 5 | 0.3 | 3.4 | 0.5 | 1.5 | 1.7 | 88.2% |
(2)做完上述实验后,小丽又产生了一个猜想:如果减小斜面的摩擦,斜面的机械效率还可以提高,你认为小明的猜想是否有道理?请简述理由:______.
(3)要想通过实验验证小丽的猜想,在前面小明实验的基础上,应当怎样进一步进行实验?______.
| 实验次数 | 物重G(N) | 升高的速度h/m | 拉力F/N | 移动距离S/m | 有用功 W有用功 | 总功W总/J | 机械效率/η |
| 1 | 5 | 0.1 | 1.6 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 62.5% |
| 2 | 5 | 0.2 | 2.7 | 0.5 | 1 | 1.35 | 74.1% |
| 3 | 5 | 0.3 | 3.4 | 0.5 | 1.5 | 1.7 | 88.2% |
(2)做完上述实验后,小丽又产生了一个猜想:如果减小斜面的摩擦,斜面的机械效率还可以提高,你认为小明的猜想是否有道理?请简述理由:______.
(3)要想通过实验验证小丽的猜想,在前面小明实验的基础上,应当怎样进一步进行实验?______.
| 实验次数 | 物重G(N) | 升高的速度h/m | 拉力F/N | 移动距离S/m | 有用功 W有用功 | 总功W总/J | 机械效率/η |
| 1 | 5 | 0.1 | 1.6 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 62.5% |
| 2 | 5 | 0.2 | 2.7 | 0.5 | 1 | 1.35 | 74.1% |
| 3 | 5 | 0.3 | 3.4 | 0.5 | 1.5 | 1.7 | 88.2% |
(2)做完上述实验后,小丽又产生了一个猜想:如果减小斜面的摩擦,斜面的机械效率还可以提高,你认为小明的猜想是否有道理?请简述理由:______.
(3)要想通过实验验证小丽的猜想,在前面小明实验的基础上,应当怎样进一步进行实验?______.