题目内容

19.斜面是一种简单机械,生活中经常用到它.工人师傅小波和小新分别用如图1所示的甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是C.
A、甲方法不可以省力,但能省功
B、甲方法可以省力,也能省功
C、乙方法可以省力,但不能省功
D、乙方法可以省力,也能省功
(1)小李同学在测斜面机械效率的实验中,使用图2(a)所示的装置,他将木块从斜面底部用弹簧测力计沿斜面方向匀速拉到顶部,弹簧测力计的示数如图2(b)所示,请将在下面的表格中填上有关数据.
木块重G/N斜面高
h/m
沿斜面的拉力F/N斜面长s/m有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η
20.210.50.40.580%
(2)小李同学认为摩擦是影响斜面机械效率的重要因素,为提高斜面的机械效率,他用小车代替木块重做上面的实验,并采取其它措施减小摩擦力的影响,分别将小车沿不同长度的斜面拉上同一高度,记录的数据如下表:
小车重
G/N
斜面高
h/m
沿斜面的拉力F/N斜面长
S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η
60.22.50.51.21.2596%
60.21.311.21.392%
60.20.91.51.21.3589%
通过对上面数据的分析可得出:
使用斜面越省力时移动距离就越大(远).若忽略摩擦,小车重G、斜面高h、沿斜面方向的拉力F、斜面长s这几个量的关系是:Fs=Gh.

分析 使用斜面能省力,不能省功.
(1)从图中读出弹簧测力计的示数;克服重力做的功为有用功,拉力做的功为总功,有用功与总功的比值等于机械效率;
(2)分析表中第3列、第4列,在斜面高度一定时,拉力越小,经过的斜面长度就越长;本实验中克服摩擦力做的功为额外功,即:总功等于有用功与额外功的和,在忽略摩擦力的情况下,额外功为0,总功等于有用功.

解答 解:
乙方法使用斜面能省力,不能省距离,不能省功,C正确;
(1)如图2(b)所示,测力计的分度值为0.2N,测力计示数为1N;
有用功:W有=Gh=2N×0.2m=0.4J;
总功:W总=Fs=1N×0.5m=0.5J;
斜面的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.4J}{0.5J}$×100%=80%;

木块重
G/N
斜面高
h/m
沿斜面的拉力F/N斜面长
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η
20.210.50.40.580%
(2)分析表中第3列、第4列数据可知,使用斜面时越省力就越要多移动距离.
若忽略摩擦(即额外功为0),则小车重G、斜面高h、沿斜面方向的拉力F、斜面长s这几个量的关系是:Fs=Gh.
故答案为:C;
(1)如上表所示;
(2)大(远);Fs=Gh.

点评 本题考查斜面的特点、功和机械效率的计算及分析数据归纳结论的能力.

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