探究斜面的机械效率 1.实验探究题 利用图解装置探究“斜面的机械效率”。 实验记录如表所示。 沿斜坡拉动物体时,木块上的重量为 0.22.50.53.90.74.6。 通过实验可以得出初步结论:机械效率越大; 坡度越陡,物体对坡度的影响就越大。 木块上的压力和摩擦力可以填写“更大”、“更小”或“不变”。 小明发现,沿着斜坡向上拉动物体时,斜坡越陡,需要的拉力就越大斜面机械效率与倾斜程度的关系,那么斜坡上的机械效率就越大吗? 为了研究哪些因素与斜面的机械效率有关,小明设计了如下实验装置,并用同一块木板进行了三个实验。 数据记录如表所示。 实验次数。 斜面的机械效率。 100.15.0100.36.7100.58.4 实验前 了解有用功、总功和额外功的概念。 总功是指拉力所做的功。 拉力除了要克服物体的重力做功外,还需要克服摩擦阻力来做功。 根据上述概念,可以看出,在测量斜面的机械效率时,机械效率的表达是小明利用图A所示的装置探索“斜面的机械效率”。 实验前,他有如下猜想:在实验中,当一个物体沿着斜坡被拉动时,它应该会移动。 下表是小明探索过程中记录的两次对比实验数据。 物体拉力次数?/拉距1..75100 这两个对比实验是为了研究斜面与机械效率之间的关系。 小明利用这个实验装置进一步研究,发现将一块50厘米长的木板搭成不同倾斜角度的斜面,用弹簧测力计测量斜面的附加水平长度? (木板在水平面上的正投影长度变化关系如图B所示。如果将一块木板平放在水平桌面上,木板上的物体板子被水平均匀拉动,弹簧测力计表明在利用斜面运输物体的过程中,小明提出了一个问题:“斜面的机械效率和斜面的倾斜度有关系吗?”这个问题,他通过将物体倾斜拉动的方式来研究这个问题,测得的实验数据如下表所示: 实验次数 物体倾斜度 重量 5.00.101.60.500.500.8063 %5.00.152.20.500.751.1068 %5.00.253.10.501.55 当物体沿斜面拉动时,应使其移动。本实验中拉力所做的有用功为,机械效率为当物体沿斜面拉动时,应让它动起来。 ___ 运动。 根据图中测功机的显示,从实验中可以看出,可以得出初步结论:当斜面倾斜度相同时,___越小,机械效率越大。 图为课题组探索的“斜面力学结构“效率”实验装置及实验数据记录表: 序号 倾斜度 沿斜面张力 102.40.140.81.332.3202.40.270.81.650.0203.40.270.82.349.9204 .40.270.83.049.5302.40.400.82.060.0452.40.570.82.181.4 比较 为了准确测量沿斜面拉力的大小,应使用弹簧测力计拉起动物块并读取相应数据测功机的两立柱,可见倾斜面是一种类型(可选“不费力”或“不费力”分析比较 从表中的实验数据可以看出,当倾斜度和长度在斜面的机械效率不变的情况下,物体的重力对斜面的机械效率没有影响,本实验还研究了对斜面的机械效率的影响,其影响规律是为了探究斜面的机械效率。 为了研究效率与斜坡倾角的关系,课题组学生利用木板、秤、弹簧测力计、木块等设备设计了如图所示的实验装置。
实验测得的数据如下: 实验次数 倾斜度 木块重力 机械效率 0.21.60.31.80.42.060% 请根据表中数据回答下列问题: 实验中需要使用木块沿斜坡用向上的力拉动。 当木块在斜面上运动时,过程中的机械能为: 实验中,斜面的机械效率为 ,斜面对木块的摩擦力为 进行了三个实验,实验数据记录如下: 实验次数 斜坡的倾斜度为0.10.60.20.80.40.850% 0.41.20.81.2A。 在物体下方安装轮子 B. 延长斜坡上的距离 C. 保持斜坡的长度。 增加斜面的倾角为了探究斜面机械效率与斜面倾角之间的关系斜面机械效率与倾斜程度的关系,小龙利用长木板、秤、弹簧测力计、木块、小车设计了如图所示的实验装置和其他设备。 实验测得的数据如下:实验次数、倾斜度、小车重量、机械效率0.21.60.31.80.42.060%。 请根据表中数据回答下列问题: 在实验中,小龙可以改变斜面的倾斜度数。 斜面的机械效率也可能相关。 为了通过实验验证你的猜想,需要补充的额外设备为10。斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关? 小刚猜测,斜面的机械效率可能与斜面的粗糙度和斜面的倾斜度有关。 他将一块木板的一端升起,形成一定长度、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉动同一块木头。 物块沿不同斜面匀速向上运动。 下表是他们实验中记录的相关数据: 斜面材料沿斜面倾斜角度的次数 0.56.03.558.3% 0.56.53.56.553.8% 0.344.92.384.948.6% 实验数据可以得出结论,当其他条件一定时,斜面的机械效率较低。 11. 图A所示是一个研究组探索“斜面机械效率”的实验装置。
小明猜测斜角的机械效率可能与斜角的粗糙度有关,小月猜测斜角的机械效率可能与斜角的倾斜度有关。 表中是一位同学在其他条件不变的情况下的实验数据。 实验时,沿斜面拉动木块时,为了稳定测力计的显示,应尽量移动木块。 通过对比表中“块重”和“”栏对应的数据可以看出,斜面机是一种简单、省力的机器。 实验次数和斜面的倾斜度分别为100.25.5100.47.0100.68.5。 表中的实验数据验证了(小明的猜想。结论是:在其他条件不变的情况下,斜面的机械效率更高。请进一步分析实验数据,并结合运用所学的物理知识解决下列关于斜面的物理问题。图B中,斜面的长度小于斜面(小于/等于)大于/小于/等于) 12. 小刚课题组探究了导致斜面倾斜的因素后影响滑轮组机械效率的因素,他们想象斜面也是一种机器,那么斜面的哪些因素与斜面的机械效率有关呢? 小刚猜测斜角的机械效率可能与斜角的粗糙度有关,小萌猜测可能与斜角的倾斜度有关。 于是,他们将一块长木板的一端升起,形成一个长度固定、高度可调的斜面,并用弹簧测力计将同一块木块沿不同的斜面匀速向上拉动,如图所示。 下表显示了他们实验中记录的相关数据。 实验次数 倾斜角度 沿斜坡倾斜材料张力?/?斜坡长度