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第=page22頁,共=sectionpages22頁第=page11頁,共=sectionpages11頁《實驗:探究斜面機械效率》一、實驗探究題小明利用斜面進行如下的實驗.

為了探究斜面的特點,小明做了三次實驗,實驗數據如下表:編號傾斜角度鐵塊重/N拉力/N斜面高度/cm斜面長度/cm機械效率1較小104.91010020%2較大106.73010045%3更大108.35010060%①分析表中數據可知,沿斜面向上勻速拉動同一物體時,斜面傾斜角度越大,機械效率越______,拉力越______.

②由表中第一行數據可知W有用=______J,W總=______J小紅學習了斜面和機械效率的知識以后,利用彈簧測力計、家中的案板和茶杯等器材進行了以下操作:

A.用彈簧測力計測得杯子的重力G;B.用案板做斜面(如圖所示),用彈簧測力計將杯子沿斜面勻速向上拉至斜面頂端;

C.分別測出拉力F、杯子移動的距離s和上升的高度h;

D.通過改變斜面的墊高高度(即h)從而改變斜面的傾斜程度,做四次實驗,記錄實驗數據如下表所示.

(1)根據第1組數據,計算出該組實驗中的機械效率為__________%;

(2)觀察實驗數據,可以得出一些結論,請寫出兩條:

①_________________________________________________;

②_________________________________________________;

(3)根據第3、4組數據,計算出該組實驗中杯子受到的摩擦力大小分別為_______N、_______N;

(4)小紅還想利用此裝置探究斜面的機械效率與物體重力的關系,請根據此裝置,提出一個實驗方案:______________________.小明同學用如圖所示的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系,他首先測出木塊重,然后用彈簧測力計沿斜面拉動木塊,調節斜面傾斜角度的大小并多次測量,得到下表所示的數據:

(1)實驗中,小明測拉力時要用彈簧測力計平行于斜面拉著木塊做______運動,并讀出彈簧測力計的示數;(2)當斜面傾斜角為30度時,彈簧測力計的示數如圖所示,則此時拉力F=__________N;(3)分析表中的數據,可以得出的探究結論是:斜面傾斜角度越_________(選填“大”或“小”),越省力,斜面的機械效率越_______________(選填“高”或“低”);(4)若想探究斜面的機械效率與物重的關系,則要保持_____不變,斜面的光滑程度不變,只改變物重;(5)實驗完成后,小明沒有進行其他操作,根據表中數據計算出當斜面傾斜角為30度時,木塊與斜面間的滑動摩擦力f=____N.小強同學設計了一個高度可調節的斜面來探究斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系,如圖所示。他首先測出小車重,然后用彈簧測力計沿斜面拉動小車,調節斜面傾斜角θ的大小多次測量,得到下表所示的數據:

斜面傾斜角θ小車重G/N斜面高h/m斜面長S/m拉力F/N有用功W有總功W總機械效率η12°50.212.112.148%30°50.513.62.53.669%45°50.714.33.54.3

⑴請你替小強在上表中的空格處填上適當的數據。

⑵分析上表中的數據,可以得出的探究結論是:斜面傾斜角θ越______,斜面越省力,斜面的機械效率越______。

⑶實驗過程中拉力的方向應與斜面_________。

⑷若想探究斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度的關系,則要保持_________不變、小車的重不變,只改變_____________。

在穗港碼頭,小華看到工人利用斜面把貨物推到車上,聯想到上物理課時老師講過的知識,小華想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關?小華提出了以下的猜想:A.斜面的機械效率可能與放在斜面上的物體的重力有關。B.斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關。小華同學為了證實自己的猜想是否正確,于是他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究,并記錄實驗數據如下表:

實驗次數斜面傾角θ物塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m有用功W有總功W總斜面的機械效率η13005.00.64.21.23.05.0

23003.00.62.51.21.8

60%34503.00.82.81.22.43.471%(1)在實驗操作過程中,應沿斜面向上__________拉動木塊。(2)根據表格中數據可以算出,第1次實驗斜面的機械效率為__________;第2次實驗中總功為__________J。(3)要驗證小華的猜想A,必須對比第__________(填序號)組實驗數據,并得出結論:斜面的機械效率與放在斜面上的物體的重力__________關(選填“有”或“無”)。(4)要驗證小華的猜想B,必須對比第__________(填序號)組實驗數據,并得出結論:其他條件相同時,斜面傾斜角θ越__________(選填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的機械效率越__________(選填“高”或“低”)。(5)除了小華的猜想以外,請你猜想斜面的機械效率還可能與__________(寫出一個)有關。小禮在探究“斜面的機械效率”實驗時,用彈簧測力計沿木質斜面勻速直線向上拉動物塊,讀出彈簧測力計的示數收集了下表中的實驗數據:實驗

次數斜面的傾

斜程度物重

力G/N斜面高

度h/m拉力

F/N斜面長

度S/m機械效

率η1較緩50.22.4141.7%2較陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%(1)分析表中的數據可得出:斜面越緩越______力(選填“省”或“費”)。

(2)小禮又進行了第4次實驗,她在斜面上鋪上棉布使斜面變粗糙,保持斜面高和長分別是0.5m和1m,用同樣的操作讀出此時彈簧測力計的示數為4.5N,她測得這種情況下斜面的機械效率為55.6%,把第4次實驗數據與表中數據綜合分析可得出斜面的機械效率與______和______有關。

(3)當用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動物塊時,物塊所受的拉力______物塊所受的摩擦力(選填“大于”、“小于”或“等于”)。

(4)請用第三次實驗的數據算出木塊在斜面上受到的摩擦力是______N。如圖所示,在“探究斜面”活動中,已知斜面長s=60cm,與之對應的高h=30cm。現用彈簧測力計進行兩次操作:(1)沿豎直方向勻速提升小車;(2)沿斜面方向勻速拉動同一小車。記錄數據如下表:數據

操作測力計示數

(N)移動距離

(cm)豎直提升1030沿斜面拉動5.260(1)沿豎直方向勻速提升小車時,拉力F對小車所做的功為______J,沿斜面方向勻速拉動小車時拉力F對小車所做的功為______J;

(2)分析數據可以發現:利用斜面可以______,但不能______(均選填“省力”或“省功”);

(3)根據以上數據計算此過程中斜面的機械效率為______(結果保留一位小數)。小明發現,沿斜坡向上拉物體時,斜坡越陡,所需拉力越大,那么斜面的機械效率是不是越大呢?為了研究斜面的機械效率與哪些因素有關,小明設計了如下實驗裝置,并用同一塊木板做了三次實驗,數據記錄如表格所示:

實驗

次數斜面的

傾斜程度物塊重

G/N斜面高度

h/m沿斜面拉力

F/N斜面長

s/m機械

效率1較緩100.15.012較陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%

(1)實驗前要理解有用功、總功和額外功的概念,其中總功是指拉力所做的功,而拉力除了要克服物體重力做功外,還需要克服摩擦阻力做功,根據上述概念可知,測量斜面機械效率時的機械效率的表達式是η=____(用表格中的字母表示);

(2)在計算出第一次的機械效率之后,綜合分析三次實驗的數據可以得到的結論是:_____________;

(3)根據“W總=W有+W額實驗小組的同學用如圖甲所示裝置探究“斜面的機械效率與哪些因素有關”改變斜面傾角(斜面與水平面的夾角)和木塊的重力,用彈簧測力計沿斜面向上勻速拉動木塊,記錄的部分實驗數據如表所示。實驗次數斜面

傾角斜面高度h/m斜面長度s/m木塊重力G/N沿斜面拉力F/N機械效率η130°0.61.25.04.260%230°0.61.23.02.5345°0.81.23.02.871%

(1)試驗中調整斜面的傾斜程度時,要使斜面傾角由30°變為45°應將墊塊向______(選填“左”或“右”)移動。

(2)第2次試驗中,斜面的機械效率為______%;木塊和斜面的內能增加了約______J。

(3)第1、2次試驗是為了探究斜面的機械效率與______的關系;分析3次實驗的數據,可知在其他條件一定時,______。

(4)如果對原實驗裝置做如圖乙所示的改進,與原實驗裝置相比,用帶滑輪的斜面做實驗的好處是______。小明在測定斜面的機械效率時,猜想:“斜面坡度越大,斜面的機械效率也越大”.請你設計實驗驗證其猜想,并填寫實驗報告.

(1)實驗目的:___________________(2)實驗器材:除了圖中的器材,你還需要的測量工具有_______(2)實驗步驟(可用畫圖或文字表述):小明用圖甲所示裝置探究“斜面的機械效率”.

實驗前他有如下猜想:

A.斜面的機械效率可能與物體所受的摩擦力有關.

B.斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關.

(1)實驗中,沿斜面向上勻速拉動物體。(2)下表是小明探究過程中記錄的兩次對比實驗數據.次數物體物重G/N拉升高度h/cm拉力F/N拉動距離s/cm機械效率η/%1木塊681.2080502小車6100.75100

①第2次實驗時斜面的機械效率為____________________%.

②進行這兩次對比實驗是為了研究斜面機械效率與_________的關系.

③第1次實驗中,木塊所受摩擦力為___________N.

(3)小明利用該實驗裝置進一步研究發現,將長50cm的木板搭成傾角不同的斜面,用彈簧測力計把5N的物塊從斜面底端拉至頂端的過程中,額外功W額外隨斜面的水平長度L(木板在水平面上的正投影長度)的變化關系圖象如圖乙所示.

①由圖象可知:W額外與L成____________比.

②當斜面的水平長度L=0.4m時,拉力做的總功為_________J.

③若將木板平放在水平桌面上,水平勻速拉動木板上的物塊時,彈簧測力計的數為__________N小明和小華一起探究影響斜面機械效率的因索。

他們認為:機械效率是有用功和總功的比值,用斜面勻速拉動一個物體拉到一定高度時,有用功的大小確定,那影響到總功的就是使用斜面的額外功。使用斜面時,額外功是拉動物體時,克服摩擦力所做的功,所以我們要研究影響斜面機械效率的因素,可以從物體與斜面的摩擦力入手。滑動摩擦力的大小和接觸面粗糙程度、物體對支持面的壓力有關。

(1)他們找了一個斜面,木塊(重2N),木板,棉布,毛巾,彈簧測力計,刻度尺,如圖進行實驗,并記錄下相關數據。

斜面材料物體重力G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面長s/m機械效率η/%木板20.51.2183.3%棉布20.51.4171.4%毛巾20.51.61表格中缺的數據應為______。根據實驗數據,得出結論:在其他條件一定的前提下,斜面越______(選填“粗糙”或“光滑”),斜面的機械效率越高。

(2)小明說:用同一個斜面,物體的重力增加,有用功增大,會增大機械效率。小華說:用同一個斜面,物體的重力增加,會增大對斜面的壓力,會增大摩擦力,增大額外功,減小機械效率。于是他們拿起實驗器材,進行實驗,在以上實驗器材基礎上,他們還需要______(填添加的器材)。斜面材料物體重力G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面長s/m機械效率η/%木板20.51.21木板30.51.81木板40.52.41根據實驗數據,請你通過計算,選出下面正確的說法______

A.小華錯誤

B.小明錯誤

C.小華和小明都錯誤

D.小華和小明都正確

分析,當物體的重力增加幾倍,壓力也會增加幾倍,摩擦力也會增加幾倍,有用功增大和額外功增大倍數相同。若物體為5N時,摩擦力是______N。小明利用斜面搬運物體的過程中,提出了一個問題:“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關系?”針對這個問題,他通過在斜面上拉動物體進行了探究(如圖所示),測得的實驗數據如表中所示:

實驗序號斜面傾斜程度物體重力G/N物體上升高度h/m沿斜面拉力F/N物體移動的距離s/m有用功W有總功W有機械效率η(%)1較緩5.00.101.60.500.500.80632較陡5.00.152.20.500.751.10683最陡5.00.253.10.50

1.55

(1)沿斜面拉動物體時,應使其做_____運動.(2)根據表中的數據可求出第③次實驗中拉力所做的有用功為_____J,機械效率是_____.(3)通過對上述實驗數據的分析可知,斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關系是:斜面越緩,越_____.(4)通過對上述實驗數據的分析,對斜面機械效率的問題可獲得的初步結論是:在其它條件不變的情況下,_____.小明利用斜面搬運物體的過程中,提出了一個問題:“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關系?”針對這個問題,他通過在斜面上拉動物體進行了探究(如圖所示),測得的實驗數據如表中所示:

實驗次數斜面的傾斜程度物體重G/N物體上升高度h/m沿斜面拉力F/N物體移動距離s/m有用功W有總功W總機械效率η1較緩5.00.101.60.500.500.8062.5%2較陡5.00.152.20.500.751.1068.2%3最陡5.00.253.10.50

(1)沿斜面拉動物體時,應使其做_______運動。(2)根據表中的數據可求出第3次實驗中機械效率是_______。(結果精確到0.1%)。(3)通過對上述實驗數據的分析可知,斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關系是:斜面越緩,越_______。斜面是一種簡單機械,生活中人們常常利用它來省力;小明想探究“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度的關系”于是他找來木塊A、長木扳B、三個高度不同的長方體C和一把彈簧測力計進行實驗,實驗裝置如圖所示.

(1)除上述器材外,小明要完成實驗還需要的一種器材是______;

(2)在實驗過程中,應沿斜面向上拉動木塊,使木塊做______運動;

(3)實驗記錄數據如表,則第3次實驗時斜面的機械效率為______;

(4)分析比較表中的實驗數據,可得到的結論是:斜面越陡,機械效率______;(5)除了傾斜程度會影響斜面的機械效率,你還能猜想到斜面的______也會影響到斜面的機械效率,這樣猜想的依據是______.如圖所示,小偉在探究“斜面的機械效率”實驗中,進行了如下操作:A.用彈簧測力計測得小木塊的重力G

B.把小木塊通過細繩與彈簧測力計連接,拉動彈簧測力計,把小木塊勻速拉上斜面

C.分別測出拉力F及小木塊移動的距離S和升高的高度h

D.改變斜面的高度,做了4次實驗。記錄實驗數據如表:

(1)計算并將數據填入表中空格

(2)分析實驗數據,能得出什么結論?1234重力G/N5555升高h/m0.10.150.20.25有用功W/J0.7511.25拉力F/N1.62.22.73.1移動距離S/m0.50.50.50.5總功W/J1.11.351.55機械效率η68.18%80.65%小明在探究“斜面的機械效率”的實驗中,用長度S=0.50m的木板搭成一個斜面,用彈簧測力計將重力G=5.0N的物塊從斜面底端勻速拉至斜面頂端.(1)小明在實驗中,調整斜面的高度為h=0.22m,將物塊從斜面底端勻速拉至頂端的過程中,彈簧測力計的示數F=4.0N,則有用功為

J,機械效率為

.(2)

小明利用上述器材進一步研究發現,木板搭成傾角不同的斜面時,將物塊從斜面底端勻速拉至斜面頂端的過程中,額外功W額外與斜面的水平長度L(木板在水平面上的正投影長度)有如下關系:L(m)0.450.400.350.30W額外(J)0.900.800.700.60通過數據分析,小明得出初步結論:W額外與L成

比,小明查閱資料后證實此結論是正確的.根據此結論,當斜面的水平長度L=0.40m時,斜面的機械效率為

;當木板平放在水平桌面上,水平勻速拉動木板上的物塊時,彈簧測力計的示數為

N.研究性學習中,有一組同學設計了“測定斜面的機械效率”的實驗。如圖所示,用高為30cm的木塊將帶有刻度的平木板墊起,構成一個斜面,并使它固定,把小車放在斜面底端A,用彈簧測力計拉著小車從位置A沿斜面上升到B位置,上升過程中彈簧測力計的示數如圖所示。

小車的重力G/N沿斜面的拉力F/N小車沿斜面上升的距離s/m小車上升高度h/m20.8(1)根據題中提供的信息,在下面的實驗記錄表格中完成相關的內容:

(2)在實驗操作過程中,應沿斜面向上______拉動木塊;此時摩擦力______拉力(填:“等于”、“大于”、“小于”);實驗時要使木板的傾斜角變大,應該把木板下面的木塊向______移動(填“左”或“右”)。

(3)根據表格中數據,斜面的額外功是______J;機械效率為______。

(4)使用斜面時______(填“省功”、“不省功”)。在簡單機械中,把傾斜的坡面稱為斜面,它便于把重物推上某一高處。小明同學在某次課外活動課上想研究斜面的使用特點。他先用彈簧測力計把重為G的物體緩慢提起h高度,此時測力計的示數情況如圖(a)所示。再分別用彈簧測力計把該物體沿著傾角不同的光滑斜面拉到h高度,測力計的示數情況如圖(b)、(c)、(d)所示。請仔細觀察圖1中的操作和測力計的示數變化,然后歸納得出初步結論。

(1)比較圖(a)與(b)[或(a)與(c)或(a)與(d)]兩圖可知:______。

(2)比較圖(b)(c)(d)可知:其他條件相同時,______越省力。

(3)某實驗小組的同學們利用上面的三個斜面探究“斜面的機械效率”實驗,他們在實驗過程中收集的數據如下表:次數傾斜程度物塊重力G/N斜面高h/m拉力F/N斜面長s/m機械效率η1較緩50.22.4141.7%2較陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%①實驗過程中應拉動彈簧測力計沿斜面做______運動。

②分析表中的數據可知:在其它條件一定時,斜面越陡,機械效率越______(高/低)。

③該小組又進行了第4次實驗,他們在斜面上鋪上棉布,使斜面變粗糙,保持斜面高和長分別是0.5m和1m,讀出此時彈簧測力計的示數為4.5N,他們測得這種情況下斜面的機械效率為______(小數點后保留一位小數)。把第4次實驗數據與第______次測量結果相比較,還能得出:在其他條件一定時,斜面越粗糙,斜面的機械效率越______(高/低)。

④實驗小組的同學發現在實驗過程中彈簧測力計很難嚴格地沿斜面方向拉動(如圖2甲所示)。為了解決這個問題,實驗小組的同學經過討論后,決定利用一個合適大小的滑輪來改進實驗。請你在乙圖中畫出使用此滑輪的方法。在探究“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關系”實驗中,所用的實驗器材有:支架、帶有滑輪的長木板(滑輪與木板之間的距離是可調的)、帶掛鉤的木塊、彈簧測力計、棉布、毛巾、刻度尺、細線等.實驗裝置如圖所示.

(1)為保證實驗數據準確,讀數時木塊必須處于______狀態.

(2)通過長木板上的定滑輪拉木塊的優點是______(寫一條).

(3)測得的實驗數據如下表;實驗

次數斜面

傾斜程度接觸面木塊重G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面長S/m機械效率η1最陡木塊與木板5.00.204.50.3074.1%2較陡木塊與木板5.00.203.80.4065.8%3較緩木塊與木板5.00.203.40.5058.9%4較緩木塊與棉布5.00.204.00.50?5較緩木塊與毛巾5.00.204.80.5041.7%①第4次實驗測得的機械效率η=______.

②第5次在毛巾面上運動時,木塊受到摩擦力為______N.

③根據第1、2、3三次實驗的信息,可得出的結論是:______.如圖甲所示是某一學習小組探究“斜面的機械效率”實驗裝置。小名猜想斜面的機械效率可能跟斜面的粗糙程度有關,小悅猜想斜面的機械效率可能跟斜面的傾斜程度有關。表格是其中一位同學在其它條件一定時的實驗數據。

(1)實驗時,沿斜面拉動木塊時,為使測力計的示數穩定,應盡量使木塊做______運動。

(2)通過比較表格中“物塊重”和“______”兩欄對應的數據,可知斜面是一種省力的簡單機械。實驗

次數斜面的傾

斜程度物塊重

力G/N斜面高

度h/m拉力

F/N斜面長

度s/m機械效

率η1較緩100.25.5136.4%2較陡100.47.0157.1%3最陡100.68.5170.6%(3)根據表格實驗數據,結論是:在其它條件一定時,斜面______,機械效率越高。為了探究斜面的機械效率與斜面的傾斜程度及物重的關系,小華在斜面上每次都勻速拉動物塊(如圖),實驗數據記錄如下:實驗次數斜面傾角θ物重G/N物塊上升高度h/m拉力F/N移動距離s/m機械效率η130°5.00.253.40.5073.5%240°5.00.354.20.5083.3%340°10.00.358.40.50

(1)根據表中數據可求出第3次實驗的機械效率為_____.(2)分析表中數據,可以得出的初步結論是:在其他條件不變的情況下,斜面傾角越大,所需的拉力越_____,斜面的機械效率越_____,斜面的機械效率與物重_____?(選填“有關”或“無關”).小李同學用圖示裝置探究“斜面機械效率”,實驗記錄如下表,請幫助他完成以下分析。(數值保留1位小數)實驗次數物體物重G/N斜面高h/cm沿斜面的拉力F/N斜面長s/cm機械效率η/%1木塊4151.19060.62小車415

90

(1)沿斜面拉動物體時,應使其做

________

運動。

(2)根據圖中測力計的示數,可知第2次實驗的機械效率為

__________

%。由實驗可得初步結論:斜面傾斜程度相同時,

____________

越小,機械

效率越大。

(3)第1次實驗中,木塊所受摩擦力為

__________

N。小華想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關?小華提出了以下的猜想:

A.斜面的機械效率可能與物塊的重量有關;

B.斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關;小華同學為了證實自己的猜想是否正確,于是他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究,記錄的實驗數據如表:實驗次數斜面傾角θ物塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長S/m有用功

W總功

W斜面的機械效率①37°5.00.64.01.03.04.075%②37°3.00.62.41.01.82.475%③53°3.00.82.851.02.42.8584.2%(1)在實驗操作過程中,應沿斜面向上______拉動木塊;

(2)比較表中“物塊重量”和“______”兩欄對應的數據,可知斜面是一種______(選填“省力”或“費力”)的簡單機械;

(3)根據表格中數據,第①次實驗斜面的機械效率為______%,第②次實驗中總功為______J.

(4)通過對比實驗①、②數據,可驗證小華的猜想______(填寫字母);通過對比實驗②、③數據,可以得出的探究結論是:______.小雅學過機械效率后,提出一個問題:“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關系?”針對這一問題她做了在斜面(粗糙程度相同)上做勻速直線運動的物體的探究實驗,如圖所示,并記錄實驗數據如下:實驗

次數斜面傾斜程度物重G/N物體上升的高度h/m沿斜面拉力F/N物體移動的距離s/m有用功W總功W機械效率η1較緩5.00.11.60.50.50.867%2較陡5.00.152.20.50.751.168%3最陡5.00.253.10.5(1)請把表格中的第3次實驗數據補充完整.

(2)通過對上述實驗數據的分析,你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系為:斜面越陡,越______.

(3)通過對上述實驗數據的分析,你對斜面的機械效率可獲得的初步結論是______.

答案和解析1.【答案】大

1

4.9

3.9

【解析】解:①分析對比表中三次實驗數據可知,隨著斜面傾斜角度的增大,機械效率也增大,拉力也越大;

②由圖中第1次實驗數據可知,有用功為:W有用=Gh=10N×0.1m=1J;總功為:W總=Fs=4.9N×1m=4.9J;

所以額外功為:W額外=W總?W有用=4.9J?1J=3.9J,

所以物體與斜面之間的摩擦力為:f=W額s=3.9J1m=3.9N.

故答案為:①大;大;②1;4.9;3.9.

①對比表中三次實驗的數據,可以得出斜面傾斜角度對斜面機械效率和拉力的影響;

②根據表中第1次實驗的數據可以求出有用功和總功,額外功等于總功與有用功之差,而克服摩擦力做的功是額外功,根據f=W額s可以求出摩擦力.

對于斜面來說,克服物體重力做的功是有用功,可以用W有用=Gh來計算;拉力做的功是總功,可以用W總=Fs【解析】【分析】

本題主要考查實驗探究斜面的機械效率及相關物理量的計算,實驗探究題是物理學科考查的重點內容,實驗題主要考查:實驗原理、實驗器材選擇、實驗步驟、實驗數據分析、實驗結論、實驗誤差分析等幾方面。

學生要熟練應用機械效率公式η=W有W總×100%,分析實驗數據得到實驗結論,根據要求對實驗裝置進行改進。

【解答】

(1)據η=W有W總×100%,計算得出該組實驗中的機械效率為η=W有W總×100%=0.5J0.8J×100%=62.5%;

(2)分析實驗數據,可以得出:斜面可以省力;斜面(省力)不省功;在斜面粗糙程度相同的情況下,傾斜程度越大,機械效率越高等結論;

(3)額外功是因為物體受到摩擦力產生的,根據:W總=W有+W額,可得:fs=W額=W總?W有,代入數據得f1=0.7N,f2=0.6N;

(4)利用此裝置探究斜面的機械效率與物體重力的關系,需要保持其它因素不變,改變物體的重力,所以需要在杯子中加入不同質量的水或其它物體,多次實驗,需要注意的是此過程不能更換杯子。

故答案為:(1)62.5;(2)【解析】【分析】

本題用斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系,考查注意事項、測力計讀數、機械效率計算、數據分析、控制變量法和功的原理的運用。

(1)利用斜面提升重物,額外功主要是克服摩擦力而做的功,拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上,且勻速拉動物體;

(2)由如圖所示確定測力計分度值讀數;

(3)分析表中的數據,可以得出的探究結論;

根據機械效率分別求出兩次實驗的機械效率,比較大小分析;

(4)若想探究斜面的機械效率與物重的關系,根據控制變量法分析回答。

(5)若斜面光滑,由功的原理求出沿斜面將物體拉上的力:根據f=F′?F求出木塊與斜面間的滑動摩擦力。

【解答】

(1)小明測拉力時要用彈簧測力計平行于斜面拉著木塊做勻速直線運動,并讀出彈簧測力計的示數;

(2)當斜面傾斜角為30度時,彈簧測力計的示數如圖所示,分度值為0.2N,則此時拉力F=6N;

(3)縱向分析表中的數據,可以得出的探究結論是:斜面傾斜角度越小,拉力越小,即斜面越省力,

由表中數據,兩次實驗的機械效率為:

η1=?Gh1?F1s?=?10N×0.1m3.6N×0.4m??×100%≈69.4%,,

η2=?Gh2?F2s?=?10N×0.2m6N×0.4m??×100%≈83.3%;

故得出斜面越省力,斜面的機械效率越低;

(4)若想探究斜面的機械效率與物重的關系,則要保持斜面的傾角(高度)不變,斜面的光滑程不變,只改變物重。

(拓展)

若斜面光滑,由功的原理,沿斜面將物體拉上的力:

F′=?Gh?l?=?10N×0.2m?0.4m?=5N,

故木塊與斜面間的滑動摩擦力:

【解析】【分析】

本題考查了求功、斜面效率、實驗數據分析及歸納結論的能力、實驗注意事項及控制變量法的運用等問題。難度適中。

(1)根據表中數據,根據η=W有3W總3×100%求出斜面的效率;

(2)縱向分析表中實驗數據,找出不變的量和變化的量,分析實驗數得出結論。

(3)利用斜面提升重物,額外功主要是克服摩擦力而做的功,拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上,故拉力的方向應與斜面平行;

(4)根據控制變量法,若想探究斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度的關系,必須控制其它影響機械效率的因素不變,只改變接觸面的粗糙程度。

【解答】

斜面傾

斜角θ小車重

G/N斜面高

h/m斜面長

s/m拉力

F/N有用功

W總功

W機械效

率η12°50.212.11.02.148%30°50.513.62.53.669%45°50.714.33.54.381.4%(2)由表中實驗數據可知:拉動同樣重的小車,斜面傾斜角θ越小,所用的拉力越小,斜面越省力,斜面的機械效率越低;

(3)實驗過程中拉力的方向應與斜面平行;

(4)由(2)知,斜面傾斜角度影響機械效率的大小,若想探究斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度的關系,則要保持斜面傾斜角度不變,小車的重不變,只改變接觸面的粗糙程度進行試驗即可。

故答案為:(1)81.4%;(2)小;低;(3)平行;(4)斜面傾斜角度;接觸面的粗糙程度。

5.【答案】(1)勻速;

(2)60%;3.0;

(3)1和2;無;

(4)2和3;小;低;

(5)斜面的粗糙程度、木板的長度、拉木塊速度、木板的面積等

【解析】【分析】

(1)實驗中應沿斜面勻速拉動彈簧測力計,使示數更穩定;

(2)機械效率等于有用功和總功的比值,即η=W有用W總×100%;總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積,即W總=FS。

(3)要驗證小華的猜想A,應保持傾角相同,物重不同,據此選擇數據;對比數據發現斜面的機械效率與放在斜面上的物體的重力有無關系;

(4)要驗證小華的猜想B,應保持物重相同,傾角不同,據此選擇數據;對比數據發現斜面的機械效率與斜面傾斜角的關系。

(5)影響斜面機械效率的因素很多,主要從有用功和額外功的角度考慮。

本題考查了斜面的機械效率可能與哪些因素,涉及機械效率的計算及分析數據歸納結論的能力。

【解答】

(1)在實驗操作過程中,應沿斜面向上勻速拉動木塊,使示數更穩定,便宜于讀數;

(2)第①次實驗斜面的機械效率η=W有用W總×100%=3.0J5.0J×100%=60%;第二次實驗中總功為W總=Fs=2.5N×1.2m=3.0J。

(3)要驗證小華的猜想A,應保持傾角相同,物重不同,據此可知應選擇數據1和2;

對比數據發現斜面的機械效率不變,所以斜面的機械效率與放在斜面上的物體的重力無關;

(4)要驗證小華的猜想B,應保持物重相同,傾角不同,據此可知應選擇數據2和3;

對比數據發現,物重相同,斜面傾角越小,拉力越小,越省力,斜面機械效率越低;

(5)影響斜面機械效率的因素很多,例如斜面粗糙程度、木板的長度、拉木塊速度、木板的面積等。

故答案為:(1)勻速;(2)60%;3.0;(3)1和2;無;(4)2和【解析】解:

(1)分析表中第二列與第五列的數據,對比斜面的傾斜程度與沿斜面拉力的變化情況可知,斜面越緩越越省力。

(2)分析表格中的第二列和第七列的數據可知,斜面的機械效率與傾斜程度有關;分析低2次和第4次實驗數據可知,斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關;

故斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度有關。

(3)實驗過程中,用彈簧測力計的拉力F要同時克服摩擦力f和物體的一部分重力,所以F>f,即:用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動物塊時,物塊所受的拉力大于物塊所受的摩擦力。

(4)根據第三次實驗數據可知,W有=Gh=5N×0.7m=3.5J,

總功:W總=Fs=4.3N×1m=4.3J,

由W總=W有+W額可得,W額=W總?W有=4.3J?3.5J=0.8J,

由W額=fs可得木塊在斜面上受到的摩擦力:f=W額s=0.8J1m=0.8N。

故答案為:(1)省;(2)斜面傾斜程度;斜面粗糙程度;(3)大于;(4)0.8。

(1)分析表中第二列與第五列對比斜面坡度與沿斜面拉力的變化情況即可得出答案;

(2)根據控制變量法分析四組實驗數據,抓住變量和不變量即可得出結論;

(3)實驗過程中,用彈簧測力計拉物體在斜面上做勻速直線運動時,拉力F除克服摩擦力f外還要克服一部分物體的重力,即可得出答案;【解析】解:(1)由表中數據,豎直勻速提升物體時測力計示數10N,即為物體的重力;

故豎直方向勻速提升小車時,拉力F對小車所做的功即克服重力做的功為;

W1=Gh=10×0.3m=3J;

沿斜面方向勻速拉動小車時拉力F對小車所做的功為;

W2=Fs=5.2N×0.6m=3.12J;

(2)由表中數據,5.2N<10N,故利用斜面可以省力;

因W2>W1,故不能省功;

(3)根據以上數據計算此過程中斜面的機械效率為:

η=W1W2=3J3.12J×100%=96.2%。

故答案為:(1)3;

3.12;

(2)省力;

省功;

(3)96.2%

(1)由表中數據,根據豎直勻速提升物體時測力計示得出物體的重力;

根據W=Gh求拉力F對小車所做;

根據W=Fs求出沿斜面方向勻速拉動小車時拉力F對小車所做的功;

(2)比較表中兩次測力計示數分析斜面能否省力;

比較W2與W1分析能否省功;

(3)【解析】【分析】

本題考查了探究斜面機械效率跟什么因素有關的實驗,涉及到功和機械效率的計算,關鍵是控制變量法的應用以及分析實驗數據得出結論。

(?1?)

斜面的機械效率可以根據η=W有W總×100%計算;

(?2?)分析表格中的數據,看斜面的機械效率隨傾斜程度的增大如何變化,從而得出結論;

(?3?)克服與摩擦所做的功轉化為了物塊和斜面的內能,即額外功:W額=W總?W有用;根據表中實驗數據求出額外功,然后由功的計算公式求出摩擦力。

【解答】

(1)斜面的機械效率η=W有W總×100%=GhFs×100%;

(2)分析表中數據可知:在斜面粗糙程度相同時,斜面的傾斜程度越大,即斜面越陡,斜面的機械效率越高;

(3)

因為W額=W總?W有用,

【解析】解:

(1)斜面的傾角靠長木板下面的木塊左右移動來改變,木塊向左移動傾角變大,木塊向右移動傾角變小;

(2)第2次實驗斜面的機械效率:

η=W有W總=GhFs=3.0N×0.6m2.5N×1.2m×100%=60%;

物塊和斜面增加的內能,即額外功W額=W總?W有=Fs?Gh=2.5N×1.2m?3.0N×0.6m=1.2J;

(3)對比實驗1、2數據,控制的是斜面的傾斜程度(斜面傾角),改變的是物體的重力,因此是研究斜面機械效率與物體重力的關系;

對比3次實驗數據,可以得出的結論是在其它條件相同時,物體重力越大,斜面的傾斜程度越大,斜面的機械效率越高(或大);

(4)利用滑輪改變了一下繩子的方向,使木塊所受拉力的方向與木板的方向始終平行,使示數更加準確穩定,讀數時也更方便。

故答案為:(1)左;(2)60;1.2;(3)物體重力;物體重力越大,斜面的傾斜程度越大,斜面的機械效率越高;(4)能使木塊所受拉力的方向與斜面平行。

(1)斜面的傾角指的是木板與水平面的夾角,斜面傾角變大,就是木板與水平面的夾角變大;

(2)機械效率等于有用功和總功的比值,即η=W有W總=GhFs;克服與摩擦所做的功轉化為了物塊和斜面的內能,即額外功:W額=W總?W有;

(3)對比實驗1、2數據發現,控制的是斜面的傾斜程度(斜面傾角),改變的是物體的重力;對比3次實驗數據發現,控制的是物體的重力,改變的是斜面的傾斜程度,據此得出結論;

(4)用彈簧測力計測拉力時,要其做勻速直線運動,這樣的示數才準確,據此分析滑輪在實驗中的作用。

本題考查影響斜面機械效率的因素、做功改變物體內能、控制變量法的使用、斜面機械效率的計算,是一道綜合題。

【解析】【分析】

本題考查探究斜面的機械效率與哪些因素有關,屬于基礎實驗。

實驗過程中注意控制變量法的使用,探究與斜面坡度的關系,只改變斜面坡度,其他因素不變;根據公式η=W有W總×100%=GhFs×100%確定所需要測量的物理量。

【解答】

(1)猜想:“斜面坡度越大,斜面的機械效率也越大”,則實驗目的是探究斜面的機械效率與斜面坡度是否有關;

(2)實驗中需要用刻度尺測量斜面的高度和斜面的長度;用彈簧測力計測量滑塊的重力和沿斜面勻速直線運動時的拉力;

(3)

1.用彈簧測力計測出滑塊重G;

2.用彈簧測力計勻速拉動滑塊沿斜面向上運動,讀出彈簧測力計讀數F;

3.用刻度尺分別測出滑塊沿斜面運動距離S和斜面高h;

4.調整木塊位置改變斜面坡度,重復以上步驟,記錄數據(至少三組)。

故答案為:(1)探究斜面的機械效率與斜面坡度是否有關;(2)刻度尺;彈簧測力計;(3)

1.用彈簧測力計測出滑塊重G;2.用彈簧測力計勻速拉動滑塊沿斜面向上運動,讀出彈簧測力計讀數F;3.用刻度尺分別測出滑塊沿斜面運動距離S和斜面高h;4.調整木塊位置改變斜面坡度,重復以上步驟,記錄數據(至少三組)。

11.【答案】(2)①80;②斜面的摩擦力;【解析】【分析】

(2)①根據η=W有W總=GhFs求出機械效率;

②根據表格中的相同點和不同點分析;

③求出總功和有用功,然后求出額外功,根據W=fs求出摩擦力;

(3)①分析表中實驗數據,得出額外功與斜面水平長度的關系;

②根據斜面的長度與斜面水平長度,由勾股定理求出斜面的高度,然后由功的公式求出有用功與總功;

③當木板放在水平面上時,克服摩擦力做的功為額外功,根據額外功與斜面水平長度的關系求出斜面水平時的額外功,由功的公式求出摩擦力,然后由平衡條件求出彈簧測力計的拉力.本題考查了求斜面效率、實驗數據分析、求拉力等問題,有一定的難度;掌握功的計算公式、效率公式、總功與有用功與額外功間的關系即可正確解題。

【解答】

解:(2)①斜面的機械效率為:

η=W有W總=GhFs=6N×0.1m0.75N×1m×100%=80%;

②由圖可知,物體的重力是相同的,小車和木塊與斜面的接觸面的粗糙程度是不同的,故探究的是斜面的機械效率與斜面的摩擦力的關系;

③沿斜面拉木塊做的有用功W有=Gh=6N×0.08m=0.48J,

拉力做的總功W總=Fs=1.2N×0.8m=0.96J,

則額外功W額=W總?W有=0.96J?0.48J=0.48J,

由W額=fs得,木塊所受摩擦力為:

f=W額s=0.48J0.8m=0.6N;

(3)①由表中實驗數據可知,W額外與L成正比;

②當斜面的水平長度L=0.40mL=0.40m時,

斜面高度

此時有用功,

總功,

③當木板平放在水平桌面上,斜面的水平長度L=S=0.50m,

設此時的額外功為W,則0.45m0.90J=0.50mW,則W=1J,

由W=fsW=fs得,f=Ws【解析】解:(1)在毛巾上勻速拉動物體斜面的機械效率:

η=W有W總×100%=GhFs×100%=2N×0.5m1.6N×1m=62.5%;

根據實驗數據,斜面傾角相同(即斜面傾斜程度相同),斜面的材料不同(即斜面的光滑程度不同);

得出結論:在其他條件一定的前提下,斜面越光滑,斜面的機械效率越高。

(2)勻速拉動物體重為2N的物體斜面的機械效率:

η1=W有1W總1×100%=G1hF1s×100%=2N×0.5m1.2N×1m≈83.3%;

勻速拉動物體重為3N的物體斜面的機械效率:

η2=W有2W總2×100%=G2hF2s×100%=3N×0.5m1.8×1m≈83.3%;

勻速拉動物體重為4N的物體斜面的機械效率:

η3=W有3W總3×100%=G3hF3s×100%=4N×0.5m2.4N×1m≈83.3%;

通過計算可知,使用同一個斜面勻速拉動物體,物體的重力增加,斜面的機械效率不變,所以小華和小明都錯誤。

故選:C。

分析,當物體的重力增加幾倍,壓力也會增加幾倍,摩擦力也會增加幾倍,有用功增大和額外功增大倍數相同,

則有用功與總功增加倍數相同,其比值不變,即機械效率不變。

若物體為5N【解析】【分析】

本題是對探究影斜面機響械效率的因素實驗的考查,知道影響斜面機響械效率的因素有:提升物體的重力、斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度,以及研究機械效率與其中某個因素的關系,采用控制變量法的思想,是解題的關鍵。

(1)為了使彈簧測力計示數穩定,應沿斜面勻速拉動物體;

(2)根據W有用=Gh算出有用功;由機械效率的計算式η=W有用W總可求得機械效率;

(3)通過分析表格可看出,實驗1中所用的力最小,而實驗1中斜面較緩;

(4)通過比較三次實驗可發現斜率與斜面傾斜程度的關系。

【解答】

解:(1)為了使彈簧測力計示數穩定,應沿斜面勻速拉動物體;

(2)根據表中的可求出有用功:W有=Gh=5N×0.25m=1.25J;機械效率:

η=W有用W總=1.25J1.55J=80.6%;

(3)通過比較發現,實驗1中力最小,實驗3中力最大,而實驗1中斜面最緩,實驗3中斜面最陡,故可得:在粗糙程度一定時,斜面傾斜程度較緩較省力;

(4)由數據分析可知,三次實驗中,斜面越陡,機械效率越高;故斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關,斜面越陡,機械效率越高。

故答案為:(1)勻速;(2)1.25;80.6%;【解析】【分析】

此題主要考查xiemin斜面的機械效率。

影響斜面機械效率的因素有:提升物體的重力、斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度,研究機械效率與其中某個因素的關系,采用控制變量法的思想。

(1)彈簧測力計在使用時必須靜止或勻速拉動;

(2)根據W有用=GH算出有用功;

由機械效率的計算式可求得機械效率;

(3)通過分析表格可看出,實驗1中所用的力最小,而實驗1中斜面較緩,比較分析。

【解答】

(1)彈簧測力計在使用時必須靜止或勻速拉動;

(2)第3次的有用功:W有=Gh=5N×0.25m=1.25J,

機械效率:η=W有用W總=1.25J1.55J×100%≈80.6%;

(2)通過比較發現,實驗1中力最小,實驗3中力最大,而實驗1中斜面最緩,實驗3中斜面最陡,

故可得:在粗糙程度一定時,斜面傾斜程度較緩較省力。

故答案為:(1)勻速直線;(2)80.6%;(3)省力。

15.【解析】【分析】

本題考查探究斜面的機械效率實驗,難度不大。

根據題干中和表中數據分析可得出結論。

【解答】

解:(1)實驗時需測量物體移動距離和高度,需要用刻度尺進行測量;

(2)在實驗過程中,應沿斜面向上拉動木塊,使木塊做勻速直線運動;

(3)η=W有用W總=GhFS=5N×0.3m4.2N×0.5m≈71.4%

(4)分析比較表中的實驗數據,可得到的結論是:斜面越陡,機械效率高;

(5)因為斜面的機械效率跟摩擦力的大小有關,因此可以判斷出斜面的粗糙程度也會影響斜面的機械效率。

故答案為:(1)刻度尺;(2)勻速直線;(3)71.4%;(4)高;(5)粗糙程度;有用功相同時,斜面越粗糙,摩擦力越大,額外功越多,機械效率越低。

16.【答案】解:

(1)第一次實驗的有用功為:W有用=Gh=5N×0.1m=0.5J,

總功為:W總=Fs=1.6N×0.5m=0.8J,

機械效率η1=W有W總1234重力G/N5555升高h/m0.10.150.20.25有用功W/J0.50.7511.25拉力F/N1.62.22.73.1移動距離S/m0.50.50.50.5總功W/J0.81.11.351.55機械效率η62.5%68.18%74.1%

80.65%(2)在斜面長度一定時,斜面越高,拉力越大,機械效率越大。

【解析】(1)表中空格處的有用功、總功、機械效率,分別用公式W有用=Gh、W總=Fs、η=W有W總求出;

(2)分析表中數據,得出在斜面長度相同時,拉力、機械效率與斜面高度的關系。

(1)在機械效率相關的實驗中,主要考查有用功、總功、機械效率的求法,熟練運用公式可順利解決;

(2)采用控制變量法研究的實驗,在歸納結論時,一定要看清相同因素和不同因素,一般是在(相同因素)相同時,物理量與(不同因素)有關。

17.【答案】(1)1.1;55%【解析】【分析】

本題主要考查探究實驗“斜面的機械效率”,屬于基礎題。

解答本題要知道x斜面的有用功、額外功、總功、機械效率、二力平衡的知識,體會控制變量法的運用且有一定的分析歸納能力。

(1)對于斜面,用W有=Gh,W總=Fs,η=W有W總分別求有用功、總功和機械效率;

(2)本實驗用到了控制變量法,只改變斜面傾角,分析表中數據可得初步結論;根據勾股定理,當斜面的水平長度L=0.40m時,斜面長0.5m,可求出此時斜面高,在求出有用功,利用W總=W有+W額求出總功,即可求機械效率;當木板平放在水平桌面上,水平勻速拉動木板上的物塊,彈簧測力計的拉力與摩擦力二力平衡,可求出彈簧測力計示數。

【解答】

解:(1)小明在實驗中,調整斜面的高度為h=0.22m,將物塊從斜面底端勻速拉至頂端的過程中,彈簧測力計的示數F=4.0N,則有用功為:W有=Gh=5.0N×0.22m=1.1J,總功為W總=Fs=4.0N×0.5m=2J,機械效率為η=W有W總=1.1J2J=55%

;

(2)通過數據分析,小明得出初步結論:W額外與L成正比,小明查閱資料后證實此結論是正確的。根據此結論,當斜面的水平長度L=0.40m時,斜面高h=(0.5m)2?(0.4m)2=0.3m【解析】解:(1)由圖知,物體沿斜面運動了80cm=0.8m,測力計分度值為0.1N,示數為1.5N,升高的高度為45cm?5cm=40.0cm=0.4m

(2)物體做勻速直線運動時,受到的力才是平衡力,彈簧測力計的示數穩定;

根據W總=W有+W額,W額小于W總,即fs小于Fs,斜面的長s相同,所以車所受摩擦力f<拉力F;

把木板下面的木塊向左移動可以使實驗時木板的傾斜角變大;

(3)拉力做的有用功為:

W有用=Gh=2N×0.4m=0.8J,

做的總功:

W總=Fs=1.5N×0.8m=1.2J;

額外功:W額=小車的重力G/N沿斜面的拉力F/N小車沿斜面上升的距離s/m小車上升高度h/m21.50.80.4(2)勻速;小于;左;(3)0.4;66.7%;(4)不省功。

(1)根據彈簧測力計的量程和分度值讀出彈簧測力計的示數;根據刻度尺的分度值讀出刻度尺的示數。

(2)物體做勻速直線運動時,受到的力才是平衡力,彈簧測力計的示數穩定;

實驗過程中,用彈簧測力計拉物體在斜面上做勻速直線運動時,克服摩擦力f所做的功是額外功,分析總功和額外功的大小即可得出答案;

把木板下面的木塊向左移動可以使實驗時木板的傾斜角變大;

(3)根據W=Gh算出有用功,根據W=Fs算出做功,總功減去有用功等于額外功;

(4)斜面也是一種常用的機械,使用斜面比較省力,但不能省功。

在解測斜面機械效率的實驗題中,熟練運用求有用功、總功和機械效率的公式是關鍵,但從圖中讀取數據卻要格外細心,因為一旦讀錯數據,后面的計算將會全部受到影響。

19.【答案】使用斜面緩慢提升重物時,可以省力

斜面傾角越小,

勻速直線

55.6%

2

【解析】解:

(1)比較圖(a)與(b)記錄的測力計的數據可以看出利用斜面時拉力變小了,即使用斜面緩慢提升重物時,可以省力。

(2)由記錄的數據可以看出斜面的傾斜程度不同時,拉力也不同,且斜面傾角越大,拉力越大,所以依據控制變量法可得出的結論是:使用斜面緩慢提升相同重物(到同一高度)時,斜面傾角越小,拉力越小。

(3)①沿斜面拉動物體時,為使彈簧測力計的示數穩定,便于讀數,所以應盡量使物體做勻速直線運動;

②分析表中的數據可知:在其它條件一定時,斜面越陡,機械效率越高;

③這種情況下斜面的機械效率:η=W有W總=GhFs=5N×0.5m4.5N×1m×100%≈55.6%;

分析低2次和第4次實驗數據可知斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關,即在其他條件一定時,斜面越粗糙,斜面的機械效率越低;

④為了使拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上,所以應與斜面平行向上,通過使用定滑輪可以解決此問題,如圖所示:

故答案為:

(1)使用斜面緩慢提升重物時,可以省力;

(2)斜面傾角越小;

(3)①勻速直線;②高;③55.6%;2;低;④見上圖。

(1)比較圖(a)與(b)[或(a)與(c)或(a)與(d)]兩圖中的拉力大小即可得出使用斜面的優點;

(2)比較圖(b)與(c)與(d)三圖中可以看出,實驗斜面的材料相同,傾斜程度不同,拉力不同,比較數據可知,拉力與斜面的傾斜程度之間的關系,然后依據控制變量法的來概括得出結論;

(3)①從實驗操作方便的角度考慮,要測量沿斜面的拉力,就要讓木塊做勻速直線運動,因為只有這樣,彈簧測力計的示數穩定,測量才夠準確;

②分析斜面的傾斜程度和拉力的大小,可以得出斜面的機械效率和傾斜程度的關系;

③根據W=Gh求出有用功,根據W=Fs求出總功,利用η=W有W總求出這種情況下斜面的機械效率;

根據控制變量法分析四組實驗數據,抓住變量和不變量即可得出結論;【解析】解:

(1)只有木塊做勻速運動時,彈簧測力計的示數與拉力大小相等,彈簧測力計的示數才更準確;

(2)利用滑輪改變了一下繩子的方向,使木塊所受拉力的方向與木板的方向始終平行,使示數更加準確穩定,讀數時也更方便;

(3)①第4次實驗的機械效率η=W有W總=GhFs=5N×0.2m4N×0.5m=50%;

②因為W總=W有+W額,

W總=Fs,W有=Gh,W額=fs,

所以Fs=Gh+fs,

把第5次實驗數據代入上式得:

4.8N×0.5m=5N×0.2m+f×0.5m,

解得:f=2.8N;

③比較第1、2、3三次實驗可以看出,這是在斜面粗糙程度不變的情況下進行的研究,因此,可得出的結論是:斜面粗糙程度一定時,斜面的傾斜程度越大,機械效率越高.

故答案為:(1)勻速運動;(2)拉物體時,能使木塊所受拉力的方向與木板的方向平行;(3)①50%;②2.8;③斜面粗糙程度一定時,斜面的傾斜程度越大,機械效率越高.

(1)(2)用彈簧測力計測拉力時,要其做勻速直線

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