为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的朋友借助木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表:
实验
次数
斜面倾
斜程度
木块重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面宽度
S/m
机械
效率
较缓
0.2
1.6
37.5%
较陡
0.3
1.8
最陡
0.4
2.0
60%
请你依照表中的数据解答下述问题:
(1)实验中要求用沿斜面向下的力拉着铁块在斜面上做运动,该过程中铁块的机械能(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)第2次实验中,斜面的机械效率为,斜面对铁块的摩擦力为。
(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是:。
(4)试列出出生活中借助斜面的一个实例:。
答案
匀速直线 变大 50% 0.9 斜面越陡,其机械效率越高 盘山公路
【解析】
解:
(1)实验中要求用沿斜面向下的力拉着铁块在斜面上做匀速直线运动,动能不变,因铁块高度变大,重力势能变大机械效率怎么求摩擦力,该过程中铁块的机械能变大;
(2)第2次实验中,斜面的机械效率:η=
×100%=50%。
在第2次实验中,有用功W有=Gh=3N×0.3m=0.9J,总功W总=Fs=1.8N×1m=1.8J,
额外功:W额=W总-W有=1.8J-0.9J=0.9J,
根据W额=fs可得摩擦力:
f=
=0.9N;
(3)由表中数据可知:斜面越陡,其机械效率越高;
(4)生活中借助斜面的实例:盘山公路。
故答案为:(1)匀速直线;变大;(2)50%;0.9;(3)斜面越陡,其机械效率越高;(4)盘山公路。
(1)实验用沿斜面向下的力拉着铁块在斜面上做匀速直线运动,测力计示数才恒定;
动能大小与物体的质量和速率大小有关机械效率怎么求摩擦力,重力势能大小与物体的质量和举高的高度有关,据此剖析;
(2)根据表中数据,由η=
×100%求出第2次实验中斜面的机械效率;
在第2次实验中,求出额外功,根据W额=fs可得摩擦力:
(3)由表中数据得出结论;
(4)生活中借助斜面的实例:盘山公路。
本题为斜面机械效率的检测实验,考查了斜面摩擦力的估算、机械效率的估算、影响机械能大小的诱因及数据剖析能力。