3.某綜合實踐小組為教學樓一樓的臺階設計了一個無障礙通道,如圖1所示,它似乎就是一個斜面,在設計的過程中,她們對斜面的省力情況與斜面的傾斜程度的關系進行了研究。她們借助重G1的鐵塊1、重G2的鐵塊2、刻度尺、長木板和彈簧測力計進行了如下探究。
(1)為了探究斜面的省力情況與它的傾斜程度的關系,該小組做了如圖2所示的三個實驗,在實驗中她們想讓斜面更陡,將鐵塊向移(填“左”,“右”);
(2)實驗過程中她們要用彈簧測力計沿木板帶動鐵塊,此時的拉力磨擦力(選填“等于”或“不等于”)
(3)小組發覺甲、乙、丙三次實驗的拉力
,所以她們得出了推論:;
(4)在實驗過程中,為了使實驗更嚴謹,通過斜面高和長來確定斜面的傾斜程度,于是用刻度尺檢測了斜面長為s,鐵塊1長為a,三次實驗的斜面高分別為h1、h2、h3,實驗結束后她們發覺,按照這種數據可以得出斜面的機械效率,請用所檢測的數學量表示出乙圖中斜面的機械效率:
(用字母表示);
(5)她們通過估算發覺甲、乙、丙的機械效率依次變小,于是從理論的角度進行了論證:按甲、乙、丙三種情況將鐵塊1拉到頂端時,有用功(選填“變小”、“不變”或“變大”)。斜面越緩,鐵塊對斜面的壓力就越大,當斜面的粗糙程度一定時,滑動磨擦力就越,所以額外功就越,因而斜面的機械效率變小。
3.某綜合實踐小組為教學樓一樓的臺階設計了一個無障礙通道,如圖1所示,它似乎就是一個斜面,在設計的過程中,她們對斜面的省力情況與斜面的傾斜程度的關系進行了研究。她們借助重G1的鐵塊1、重G2的鐵塊2、刻度尺、長木板和彈簧測力計進行了如下探究。
(1)為了探究斜面的省力情況與它的傾斜程度的關系,該小組做了如圖2所示的三個實驗,在實驗中她們想讓斜面更陡,將鐵塊向移(填“左”,“右”);
(2)實驗過程中她們要用彈簧測力計沿木板帶動鐵塊,此時的拉力磨擦力(選填“等于”或“不等于”)
(3)小組發覺甲、乙、丙三次實驗的拉力
,所以她們得出了推論:;
(4)在實驗過程中,為了使實驗更嚴謹,通過斜面高和長來確定斜面的傾斜程度,于是用刻度尺檢測了斜面長為s,鐵塊1長為a,三次實驗的斜面高分別為h1、h2、h3,實驗結束后她們發覺,按照這種數據可以得出斜面的機械效率,請用所檢測的數學量表示出乙圖中斜面的機械效率:
(用字母表示);
(5)她們通過估算發覺甲、乙、丙的機械效率依次變小斜面的機械效率實驗,于是從理論的角度進行了論證:按甲、乙、丙三種情況將鐵塊1拉到頂端時,有用功(選填“變小”、“不變”或“變大”)。斜面越緩,鐵塊對斜面的壓力就越大,當斜面的粗糙程度一定時,滑動磨擦力就越,所以額外功就越,因而斜面的機械效率變小。
5.我們曾多次用斜面探究實驗。圖甲是借助斜面“探究阻力對物體運動的影響”,圖乙是借助斜面“探究動能大小與什么誘因有關”,圖丙是“測定斜面的機械效率”。
(1)在甲、乙探究過程中,都讓貨車或小球從斜面的同一高度自由下降,這樣做的目的是_____;
(2)圖甲實驗中,水平面越光滑,貨車運動距離越_____,因而寒潮天駕駛車輛應適當_____(選填“增大”或“減小”)車輛之間的距離;
(3)圖乙實驗中,速率一定時,小球質量越大,_____越大,由此可知,高速道路上的限速牌同時標有“100km/h”“120km/h”字樣,其中_____的限速為100km/h(選填“小車輛”或者“大貨車”);
(4)圖丙實驗中,物體重力為4.5N,彈簧測力計示數為1.8N,斜面長為1.2m,高為0.3m,則斜面的效率為_____。物體沿斜面勻速上升時,所受拉力與磨擦力_____一對平衡力(選填“是”或者“不是”)。
3.“五一”假期,小明隨父親騎單車環洱海出游。在欣賞沿途美麗風光的同時小明還有了發覺,開車上陡坡要費力些。坡路和斜面相像,這么斜面的省力情況與什么誘因有關呢?
小明做了如下猜測:
推測1:與斜面的表面材料有關;
推測2:與斜面的傾斜程度有關;
推測3:與物體遭到的重力大小有關。
小明為驗證上述猜測,返校后小明借助如圖甲所示的裝置進行了實驗,實驗中所用的物塊材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做勻速直線運動。實驗中相關的記錄如表。(使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判斷,比值越小,越省力)
實驗序號
斜面夾角
θ
θ
θ
θ
θ1(θ1>θ)
θ2(θ2>θ1)
斜面的表面材料
木板
浴巾
木板
木板
木板
木板
物塊重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
回答下述問題:
(1)通過對比(填寫實驗序號)兩次實驗中的數據可知,使用斜面省力的情況與斜面的表面材料有關;
(2)通過對比1、5、6三次實驗中的數據,得出的推論是:在其他條件相同時,越大沿斜面提高物體越吃力;
(3)為驗證推測3,小明做了(填寫實驗序號)三次實驗,剖析實驗數據后,小明覺得這幾次實驗省力情況相同根據是;
(4)以下研究中所采用的方式與本實驗的主要研究方式相同的是
A.探究平面鏡成像的實驗中,用沒有燃起的蠟燭來代替燃起的蠟燭的像
B.探究滑動磨擦力大小與接觸面的粗糙程度的關系時要控制壓力相同
C.為了形象的描述磁場引入磁感線
D.用水流類比電壓來構建電壓的概念
(5)實驗中,當物體在斜面上做勻速直線運動時,物體所遭到的拉力和磨擦力是一對(選填“平衡”或“非平衡”)力;
(6)如圖乙所示,將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC從頂部勻速拉到頂點A,已知AB>AC,施加的力分別為F1、F2,拉力做的功為W1、W2,則力,拉力做的功(均選填“>”、“<”或“=”)。
5.閱讀下邊材料,并回答提出的問題:
(1)車輛順著盤山道路,可以駛上高聳入云的山峰。上山道路為何修得彎彎曲曲如盤龍,而不是從山下直通山頂?于是小雪和小明找來一張直角三角形的紙,根據圖C那樣,模擬一個盤山道路的形狀,可以想像若將盤山道路取直,就相當于將這張紙展開,車輛沿它的底邊爬到山峰的。車輛順著這個邊爬到山峰,比起直通山頂的路走的路程要長的多。接出來斜面的機械效率實驗,她們還收集了一些圖片:
從圖中可見,螺母釘D實質可以看作是我們學過的一種簡單機械,這些機械稱作螺旋。在圓錐體的側表面上刻出螺旋形溝槽的機械就是螺旋;
(2)下邊是小明探究斜面的機械效率的部份數據。
次數
斜面材料
物體重力
斜面高度
斜面寬度
沿斜面拉力
機械效率
較光滑木板
較粗糙木板
鋪有浴巾的木板
①經過估算,在表中填上所缺數據;
②分析表中數據可得推論:在物體重力相同時,斜面越粗糙,機械效率越;
(3)螺旋常和杠桿聯結在一起使用,達到省力的目的。這么螺旋是怎樣省力的呢?下邊以抓舉螺旋千斤頂為例進行剖析。圖中為田徑螺旋的結構示意圖,設斜度為h,旋搖桿末端到螺旋軸線的距離為L,當螺旋旋轉一周時,重物被升高三個斜度。若這個螺旋的機械效率為
,用它將重力為G的物體抬起,須要作用在搖桿上的動力為F為多少?請寫出推論動力F的表達式。