為了探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度之間的關系,探究小組的朋友借助木板、刻度尺、彈簧測力計、木塊等器材設計了如圖所示的實驗裝置。實驗測得的數據如下表:
實驗
次數
斜面傾
斜程度
木塊重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面寬度
S/m
機械
效率
較緩
0.2
1.6
37.5%
較陡
0.3
1.8
最陡
0.4
2.0
60%
請你依照表中的數據解答下述問題:
(1)實驗中要求用沿斜面向下的力拉著鐵塊在斜面上做運動,該過程中鐵塊的機械能(選填“變大”、“不變”或“變小”)。
(2)第2次實驗中,斜面的機械效率為,斜面對鐵塊的摩擦力為。
(3)斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系是:。
(4)試列出出生活中借助斜面的一個實例:。
答案
勻速直線 變大 50% 0.9 斜面越陡,其機械效率越高 盤山公路
【解析】
解:
(1)實驗中要求用沿斜面向下的力拉著鐵塊在斜面上做勻速直線運動,動能不變,因鐵塊高度變大,重力勢能變大機械效率怎么求摩擦力,該過程中鐵塊的機械能變大;
(2)第2次實驗中,斜面的機械效率:η=
×100%=50%。
在第2次實驗中,有用功W有=Gh=3N×0.3m=0.9J,總功W總=Fs=1.8N×1m=1.8J,
額外功:W額=W總-W有=1.8J-0.9J=0.9J,
根據W額=fs可得摩擦力:
f=
=0.9N;
(3)由表中數據可知:斜面越陡,其機械效率越高;
(4)生活中借助斜面的實例:盤山公路。
故答案為:(1)勻速直線;變大;(2)50%;0.9;(3)斜面越陡,其機械效率越高;(4)盤山公路。
(1)實驗用沿斜面向下的力拉著鐵塊在斜面上做勻速直線運動,測力計示數才恒定;
動能大小與物體的質量和速率大小有關機械效率怎么求摩擦力,重力勢能大小與物體的質量和舉高的高度有關,據此剖析;
(2)根據表中數據,由η=
×100%求出第2次實驗中斜面的機械效率;
在第2次實驗中,求出額外功,根據W額=fs可得摩擦力:
(3)由表中數據得出結論;
(4)生活中借助斜面的實例:盤山公路。
本題為斜面機械效率的檢測實驗,考查了斜面摩擦力的估算、機械效率的估算、影響機械能大小的誘因及數據剖析能力。