题目内容

10．在简单机械中，把有倾斜的坡面称为斜面，它便于把重物推上某一高处．小明同学在某次课外活动课上想研究斜面的使用特点．他先用弹簧测力计把重为G的物体缓慢提起h高度，此时测力计的示数情况如图（a）所示．再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到h高度，测力计的示数情况如图（b）、（c）、（d）所示．请仔细观 察图中的操作和测力计的示数变化，然后归纳得出初步结论．
（1）比较图（a）与（b）〔或（a）与（c）或（a）与（d）〕两图可知：使用斜面缓慢提升重物时，可以省力．
（2）比较图（b）与（c）与（d）三图可知：使用斜面缓慢提升相同重物（到同一高度）时，斜面倾角越大，拉力越大．
（3）某实验小组的同学们利用上面的三个斜面探究“斜面的机械效率”实验，他们在实验过程中收集的数据如下表：
次数倾斜程度物块重力G/N斜面高h/m拉力F/N斜面长s/m机械效率η
1较缓50.22.4141.7%
2较陡50.53.2178.1%
3最陡50.74.3181.4%
①实验过程中应拉动弹簧测力计沿斜面做匀速直线运动．
②分析表中的数据可知：在其它条件一定时，斜面越陡，机械效率越高（高/低）．
③该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为55.6%（小数点后保留一位小数）．把第4次实验数据与第2次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低．
④实验小组的同学发现在实验过程中 弹簧测力计很难严格地沿斜面方向拉动（如图甲所示）．为了解决这个问题，实验小组的同学经过讨论后，决定利用一个滑轮来改进实验．请你在乙图中画出使用此滑轮的方法

分析 （1）比较图（a）与（b）〔或（a）与（c）或（a）与（d）〕两图中的拉力大小即可得出使用斜面的优点；
（2）比较图（b）与（c）与（d）三图中可以看出，实验斜面的材料相同，倾斜程度不同，拉力不同，比较数据可知，拉力与斜面的倾斜程度之间的关系，然后依据控制变量法的来概括得出结论；
（3）①从实验操作方便的角度考虑，要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
②分析斜面的倾斜程度和拉力的大小，可以得出斜面的机械效率和倾斜程度的关系；
③根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出这种情况下斜面的机械效率；
根据控制变量法分析四组实验数据，抓住变量和不变量即可得出结论；
④利用斜面提升重物，额外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，且匀速拉动物体．

解答 解：
（1）比较图（a）与（b）记录的测力计的数据可以看出利用斜面时拉力变小了，即使用斜面缓慢提升重物时，可以省力．
（2）由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度不同时，拉力也不同，且斜面倾角越大，拉力越大，所以依据控制变量法可得出的结论是：使用斜面缓慢提升相同重物（到同一高度）时，斜面倾角越大，拉力越大．
（3）①沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动；
②分析表中的数据可知：在其它条件一定时，斜面越陡，机械效率越高；
③这种情况下斜面的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{5N×0.5m}{4.5N×1m}$×100%≈55.6%；
分析低2次和第4次实验数据可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关，即在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低；
④为了使拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，所以应与斜面平行向上，通过使用定滑轮可以解决此问题，如图所示：

故答案为：
（1）使用斜面缓慢提升重物时，可以省力；
（2）使用斜面缓慢提升相同重物（到同一高度）时，斜面倾角越大，拉力越大；
（3）①匀速直线；②高；③55.6%；2；④见上图．

点评 本题考查斜面的机械效率的实验，涉及到实验数据的分析概括、功的计算、效率的计算，关键是会根据控制变量法分析实验数据总结规律．

练习册系列答案
相关题目
20．按照课本要求探究并联电路中电流的关系，他们设计的电路如图所示，把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流，填入如表：
实验次数A处的电流IA/AB处的电流IB/AC处的电流IC/
10.100.120.22
20.200.240.44
30.250.300.55
（1）通过对如表数据的分析，可以得出是：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和．
（2）测量三次的目的是：使结论更具有普遍性、可靠性．
（3）结合你用一个电流表做实验时的体会，提出一条对本实验的改进意见：使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流．
1．关于图示四幅图片的说法中，正确的是（　　）
A．
图片所示的实验表明，振幅越大，响度越小
B．
图片所示的实验表明，频率越高，音调越低
C．
图片中的蝙蝠利用发出的超声波导航
D．
物体在真空中不能振动，因而不能产生声音
18．回答下列问题：
（1）如图甲所示的曲棒ABC（曲棒重忽略不计）可绕A点的转轴转动，请画出阻力F2的示意图和使曲棒ABC在图中位置保持平衡时的动力F1的力臂．
（2）请根据乙图中手电筒的结构示意图，将电路图补画完整．野营时，小华同学携带的手电筒不发光了，其不发光的原因可能是电源没电．
5．在做“探究水的沸腾”实验中：

（1）实验装置如图甲所示，在组装过程中需要先调整的是B（A/B）部分．
（2）当水的温度加热到90℃时，每隔1min记录一次温度，直到水沸腾后几分钟为止．记录数据如下表：
时间/min01234567
温度/℃90949698989898
第1min温度计的示数如图乙所示，水的温度是92℃，分析表格中的数据可知水的沸点是98℃．
（3）撤掉酒精灯后，水不会立刻停止沸腾，原因是石棉网的温度高于水的温度，给水继续加热
（4）某实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图丙中的（a）、（b）所示，则图b是水在沸腾前的情况．
（5）为了减少从开始加热到沸腾时的时间，可以采取的措施是减少水的量（提高水的初始温度）
（6）做完“观察水的沸腾”实验后，该组又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况，他们将实验数据记录在下表中：
时间/min051015253545556570
温度/℃98715545352824222222
1）通过描点在图丁中画出水温随时间变化的曲线．
2）根据表中实验数据可知，他们做上述实验时的环境温度（即室温）应在22℃左右．
3）根据所画水温随时间变化的曲线，可知沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是随着时间的增长，温度下降的越来越慢．
4）如果有一天你要喝一杯奶茶，可以有两种方法供你选择：
①先将滚烫的热茶冷却5min，然后加一匙冷牛奶；
②先将一匙冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5min；结合本次探究，你认为方法①的冷却效果更好．
15．按规范作图：
（1）如图（1）是一种常见的活塞式抽水机示意图，在图中画出手柄所受动力F1的力臂及阻力．
（2）如图（2）所示一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来，请画出滑轮组的绕线．
（3）请在图（3）中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F．（要求保留作图痕迹）
2．在下列虚线框内画出合适的透镜．
19．晓伟在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动的情况后猜测：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关．于是他想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确．下表是他在实验时选用琴弦的相关数据．

控制因素
编号		琴弦材料琴弦的长度
L/cm		琴弦的横截面积
S/mm2
A钢200.3
B钢200.7
C尼龙300.5
D铜400.5
E尼龙400.5
（1）在探究一个物理量是否与多个因素有关过程中，常常采用控制变量的方法．如果晓伟想探究弦发声的音调是否与弦的材料有关，你认为他应选用表中编号为D、E的琴弦．
（2）如果选用编号为A、B的两根琴弦，可探究弦发声的音调是否与弦的粗细有关．
20．太阳发出的可见光、红外线等光线具有能量，照射到物体上，部分被吸收而转化为内能（其中红外线尤其显著）．许多车主为了隔热给汽车玻璃贴上太阳膜．某兴趣小组对市场5种品牌太阳膜的隔热性能进行如下探究．

①如图甲，在暗室中将一侧贴有某品牌太阳膜的玻璃板竖直放在水平桌面上，在距离玻璃板左侧20厘米处放置一个红外线灯，在玻璃板右侧放置一个光能风车（光能风车的风叶在红外线照射下转动快慢能反映接收到红外线的强弱）．
②打开红外线灯，观察并记录30秒内光能风车风叶转动圈数．
③改变红外线灯的位置，使之距离玻璃板分别为40厘米、60厘米和80厘米，重复步骤②．
④在玻璃板上依次更换其他4种品牌的太阳膜，重复上述实验．
（1）本实验中需要的测量工具有刻度尺、停表．（写出2种）
（2）透过太阳膜红外线的强弱无法用肉眼直接观察，本实验用光能风车的风叶转动快慢来反映红外线的强弱．如图乙实验或活动所用的方法与本实验相同的有AB．（可多选）
（3）为了使本实验的结果更可靠，还需再改变哪些变量进行多次实验？换用不同的红外线灯或改变红外线灯照射的角度（写出2点）

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