(1)小李同学在测斜面机械效率的实验中,使用图1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 |
2 | 0.2 | 0.5 |
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 |
6 | 0.2 | 2.5 | 0.5 | 1.2 | 1.25 | 96% |
6 | 0.2 | 1.3 | 1 | 1.2 | 1.3 | 92% |
6 | 0.2 | 0.9 | 1.5 | 1.2 | 1.35 | 89% |
①使用斜面时越省力就越要________(选填“增大”或“减小”)移动距离.
②斜面的机械效率与它的倾斜程度的关系是________.
③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:________.
解:(1)由图知,弹簧测力计的示数F=1N,
W有=Gh=2N×0.2m=0.4J;
W总=Fs=1N×0.5m=0.5J;
η===80%.故答案如下表所示:
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 |
2 | 0.2 | 1 | 0.5 | 0.4 | 0.5 | 80% |
②分析第2列、第4列、第7列数据,物重、斜面粗糙程度相同时,斜面越陡(或斜面倾斜程度越大),机械效率越高.
③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.
故答案为:①增大;②物重、斜面粗糙程度相同时,斜面越陡(或斜面倾斜程度越大),机械效率越高;③Fs=Gh.
(1)从图中读出弹簧测力计的示数(拉力大小),知道斜面长,利用W=Fs求拉力做的功(总功);知道木块重和斜面高利用W=Gh求克服重力做的功(有用功),有用功与总功的比值等于机械效率.
(2)①分析表中第2列、第3列、第4列数据可知,在斜面高度一定时,拉力越小,经过的斜面长度就越长;
②分析第2列、第4列、第7列数据可知,在其他条件相同时,斜面越陡,斜面的机械效率越大;
③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.
点评:本题考查了有用功、总功和机械效率的计算,以及在探究斜面机械效率时影响机械效率高低和省力的因素,在忽略摩擦力时,η=1.