(2013?廣東模擬)如圖是小明同學(xué)探究斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置.實(shí)驗(yàn)時他用彈簧測力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動.實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下:
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
斜面的
傾斜程度
物塊重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面長
s/m
機(jī)械效率
1 較緩 10 0.1 5.0 1
2 較陡 10 0.3 6.7 1 45%
3 最陡 10 0.5 8.4 1 60%
(1)小明探究的是斜面的機(jī)械效率跟
斜面的傾斜程度
斜面的傾斜程度
關(guān)系.在第1次實(shí)驗(yàn)中,斜面的機(jī)械效率為
20%
20%
,物塊和斜面的內(nèi)能增加了約
4
4
J.
(2)分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:當(dāng)
斜面的粗糙程度相同
斜面的粗糙程度相同
時,斜面的傾斜度越
,機(jī)械效率越高.
(3)若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系,應(yīng)保持
斜面的傾斜程度
斜面的傾斜程度
不變.
分析:(1)斜面的機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度有關(guān).在探究斜面機(jī)械效率跟斜面傾斜程度關(guān)系時,控制斜面的粗糙程度不變;在探究斜面機(jī)械效率跟斜面粗糙程度關(guān)系時,控制斜面的傾斜程度不變.
(2)求出第一次實(shí)驗(yàn)的有用功和總功,根據(jù)機(jī)械效率公式求出斜面的機(jī)械效率,額外功是克服摩擦阻力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
(3)比較三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率,得出當(dāng)斜面粗糙程度一定時,斜面傾斜度越大,斜面機(jī)械效率的大小.
解答:解:(1)斜面的粗糙程度相同,改變斜面的傾斜程度,所以實(shí)驗(yàn)探究斜面機(jī)械效率跟斜面傾斜程度的關(guān)系.
有用功:W=Gh=10N×0.1m=1J,
總功:W=Fs=5N×1m=5J,
機(jī)械效率:η=
W
W
=
1J
5J
=20%.
物塊和斜面的內(nèi)能就是克服摩擦做的額外功:W=W-W=5J-1J=4J.
(2)由三次實(shí)驗(yàn)斜面機(jī)械效率得,當(dāng)斜面的粗糙程度一定時,斜面傾斜度越大,斜面的機(jī)械效率越高.
(3)斜面的機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度有關(guān).在探究斜面機(jī)械效率跟斜面粗糙程度關(guān)系時,控制斜面的傾斜程度不變.
故答案為:(1)斜面的傾斜程度;20%;4;(2)斜面的粗糙程度相同;大;(3)斜面的傾斜程度.
點(diǎn)評:掌握斜面機(jī)械效率的影響因素,利用控制變量法探究斜面機(jī)械效率跟各因素之間的關(guān)系.
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