问题 问答题

小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想:

A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关;

B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关.

小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图11所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:

实验

次数

斜面倾角θ物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长S/m有用功

W/J

总 功

W/J

斜面的机械效率
130°5.00.64.21.23.05.0
230°3.00.62.51.21.860%
345°3.00.82.81.22.43.471%
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上______拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向______移动(填“左”或“右”).

(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为______%,第②次实验中总功为______J.

(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想______(填写字母);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论______.

(4)此实验主要用到的研究方法是______.

答案

(1)拉力克服斜面的摩擦力做功,只有物体做匀速直线运动时,根据二力平衡的知识,受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小;

斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变,木块向左移动倾角变大,木块向右移动倾角变小.

(2)第①次实验斜面的机械效率:η=

W
W
×100%=
3.0J
5.0J
×100%=60%;

第二次实验中总功:W=Fs=2.5N×1.2m=3.0J.

(3)对比实验①、②数据,控制的是斜面的斜面倾角,改变的是物体的重力,因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系,即验证的是猜想A;

对比实验②、③数据,控制的是物体的重力,改变的是斜面的倾角,且倾角越大效率越高,

故可得结论:在其它条件相同时,斜面倾角越大,机械效率越高.

(4)本实验应用了控制变量法.

故答案为:(1)匀速;左;(2)60;3.0;(3)A;在其它条件相同时,斜面倾角越大,机械效率越高;(4)控制变量法.

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