学习了机械效率知识后,某物理兴趣小组的同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想:A.跟斜面的粗糙程度有关;B.跟斜面的倾斜程度有关;C.跟物体的重力有关;D.跟斜面的长度有关.
为了证实其中的部分猜想是否正确,小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究.下表反映了他的探究过程.
| 实验次数 | 斜面 倾角 | 粗糙 程度 | 物块重力G/N | 斜面高 度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长S/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率η/% |
| ① | 30º | 粗糙 | 1 | 0.5 | 0.7 | 1 | 0.5 | | 71 |
| ② | 30º | 稍光滑 | 1 | 0.5 | 0.6 | 1 | 0.5 | 0.6 | 83 |
| ③ | 45º | 粗糙 | 1 | 0.7 | 0.9 | 1 | 0.7 | 0.9 | |
(2)通过对比 两次(填实验次数的序号)实验数据,可验证猜想A.
(3)通过对比实验①③据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效越 .
(4)若要验证猜想C,应控制不变的量是:斜面长、斜面的倾斜程度和 。
在搬运站,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想:![]()
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关.
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关.
小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:
| 实验 次数 | 斜面倾 角θ | 物块重 量G/N | 斜面高 度h/m | 沿斜面 拉力F/N | 斜面长 S/m | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 斜面的 机械效率 |
| ① | 300 | 5.0 | 0.6 | 4.2 | 1.2 | 3.0 | 5.0 | |
| ② | 300 | 3.0 | 0.6 | 2.5 | 1.2 | 1.8 | | 60% |
| ③ | 450 | 3.0 | 0.8 | 2.8 | 1.2 | 2.4 | 3.4 | 71% |
(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为 %,第②次实验中总功为 J.
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想 (填写字母);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是: .
(4)此实验主要用到的研究方法是 _.
(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与 (写出一个)有关.
(6分)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小红用如图所示的滑轮组按图中顺序做了三次实验,实验数据如下表:![]()
| 实验次数 | 物重G/N | 物体上升的 距离h/cm | 弹簧测力计 的读数F/N | 弹簧测力计上升的距离s/cm | 机械效率η |
| 1 | 3 | 10 | 1.6 | 30 | 62.5% |
| 2 | 3 | 10 | 2 | 30 | 50% |
| 3 | 3 | 10 | 2.5 | 30 | |
(2)请在表中的空格处填上第三次实验的机械效率.
(3)从实验数据分析可知:提升同一物体,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越____.
小明主动提出为当地图书馆建造一条供残疾人使用的轮椅斜面通道。斜面的设计方案还没有最后确定,所以小明利用长度一定的木板,做了如图9所示的斜面实验,通过增加书本来改变斜面的高度以寻找合适的斜面坡度,![]()
实验数据如下:
| 实验次数 | 重力/N | 升高/m | 有用功/J | 拉力/N | 移动距离/m | 总功/J | 机械效率/% |
| 1 | 5 | 0.15 | | 2.2 | 0.5 | 1.1 | 68 |
| 2 | 5 | 0.20 | 1 | 2.7 | 0.5 | 1.35 | |
| 3 | 5 | 0.25 | 1.25 | | 0.5 | 1.55 | 81 |
(1)通过计算,求出以上表格中的空缺的数据。
(2)通过对表格中数据的分析,如果只考虑省力这个事实,你认为哪种坡度最适合轮椅使用?在决定坡度的时候还得考虑其它哪个因素?
(6分)在“测滑轮组机械效率”的实验中,小明用如图甲所示的滑轮组进行了五次实验,实验数据如下表:
| 实验 次数 | 物重 G/N | 物体上升的高度h/cm | 测力计的示数F/N | 测力计移动的距离s/cm |
| 1 | 4 | 3 | 1.7 | 9 |
| 2 | 4 | 5 | 1.7 | 15 |
| 3 | 4 | 8 | 1.7 | 24 |
| 4 | 6 | 5 | 2.4 | 15 |
| 5 | 8 | 5 | 3.0 | 15 |
(1)分析表中数据,回答以下问题:
①第3次实验中滑轮组的机械效率是_______________;
②滑轮组的机械效率与_________无关,随___________________的增大而增大.
(2)小红在小明实验的基础上增加一个定滑轮也做了实验,如图乙所示.
①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变 ;
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率 (相同/不相同),理由是:
在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中,用沿斜面向上的力F拉动小车,使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端,如图所![]()
示。多次改变斜面倾斜程度,部分实验数据记录在下面的表格中,根据表格中数据回答下列问题:
| 斜面 倾斜度 | 小车重 G/N | 斜面高度 h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长 S/m | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 斜面的 机械效率 |
| 较缓 | 10 | 0.1 | 3 | 1 | 1 | 3 | 33.3% |
| 较陡 | 10 | 0.2 | 4 | 1 | 2 | 4 | 50% |
| 最陡 | 10 | 0.4 | | 1 | | 6 | |
(2)通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,需要的拉力越 。
(3)根据上面实验数据,你可以获得该实验探究的初步结论是: 。