问题 实验题

小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如下图所示。她首先测出小车重力,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小多次测量,得到下表所示的数据:

斜面倾斜角θ小车重G/N斜面高

h/m

斜面长

S/m

拉力

F/N

有用功

W/J

总功

W/J

机械效率η
12°50.212.1 2.148%
30°50.513.62.5 69%
45°50.714.33.54.381.4%
(1)实验过程中拉力的方向应                  

(2)分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越       ,斜面越省力,斜面的机械效率越         

(3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保

                        不变,只改变                    

答案

(1)平行于斜面向上; 

(2)小;  低;

(3)粗糙程度;  倾斜程度;  物体的重力

析:(1)利用斜面提升重物,额外功主要是克服摩擦力而做的功,拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,且匀速拉动物体.

(2)分析表格数据时,虽然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜度的改变而引起的,但我们先比较省力时,倾斜度是如何变化,然后比较机械效率的变化.

(3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,必须控制其它因素不变,只改变物体的重力.

解答:解:(1)为了使拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,所以应与斜面平行向上.

(2)比较数据:θ3>θ2>θ1时,则拉力F3>F2>F1,机械效率η3>η2>η1

即:斜面倾斜度θ越小时,越省力,斜面机械效率越低.

(3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持粗糙程度和倾斜程度不变,只改变物体的重力进行试验即可.

故答案为:(1)平行于斜面向上;(2)小;低;(3)粗糙程度;倾斜程度;物体的重力.

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