在码头上,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)根据表格中数据补充完整.
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想________(填写字母)是________(填“正确”或“不正确”);通过对比实验②、③两组数据,可以得出的探究结论是:________.
试题答案
解:(1)只有物体做匀速直线运动时,受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小;
(2)第①次实验斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=60%;
第二次实验中总功:
W总=Fs=2.5N×1.2m=3.0J.
| 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 | 60% |
| 2 | 300 | 3.0 | 0.6 | 2.5 | 1.2 | 1.8 | 3.0 | 60% |
| 3 | 450 | 3.0 | 0.8 | 2.8 | 1.2 | 2.4 | 3.4 | 71% |
对比实验②、③数据,控制的是物体的重力,改变的是斜面的倾角,且倾角越大效率越高,故可得结论:在其它条件相同时,斜面倾角越大,机械效率越高.
故答案为:(1)匀速;(2)如上表所示;(3)A;不正确;在其它条件相同时,斜面倾角越大,机械效率越高.
试题解析
(1)物体做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数和拉力的大小相等;
(2)机械效率等于有用功和总功的比值,即η=;总功等于沿斜面拉力和斜面长度的乘积,即W总=Fs.
(3)对比实验①、②数据发现,控制的是斜面的倾角,改变的是物体的重力;对比实验②、③数据发现,控制的是物体的重力,改变的是斜面的倾角.
点评:解决本题的关键:一是会根据二力平衡的知识解释木块匀速直线运动的原因;二是控制变量法在探究斜面的机械效率实验中的灵活应用.
