斜面是一種簡單機械,在生活和生產中使用斜面的好處是可以省力,如:
問題詳情:
斜面是一種簡單機械,在生活和生產中使用斜面的好處是可以省力,如:______。那麼斜面的省力情況與哪些因素有關呢?(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的比值大小來判定,比值越小,越省力)
小明做了如下猜想:
猜想1:與斜面的表面材料有關;
猜想2:與斜面的傾斜程度有關;
猜想3:與物體受到的重力大小有關。
小明為驗*上述猜想,利用如圖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。
實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
斜面傾角 | θ | θ | θ | θ | θ1(θ1>θ) | θ2(θ2>θ1) |
斜面的表面材料 | 木板 | 毛巾 | 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 |
回答下列問題:
(1)通過對比實驗______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)通過對比實驗1、5、6中的數據,得出的結論是:在其他條件相同時,______;
(3)為驗*猜想3,小明做了實驗______(填寫實驗序號),分析實驗數據後,小明認為這幾次實驗省力情況相同,依據是______。
(拓展)完成實驗後,小明沿斜面用1.8N的拉力,將重為4.5N的物體從斜面底端勻速拉到了頂端。已知斜面長1.2m、高0.3m,則斜面的機械效率是______%。(把重物直接提升0.3m所做的功作為有用功)
【回答】
盤山公路 1和2 其他條件相同時,斜面的傾斜程度越小,提升物體越省力 1、3、4 根據1、3、4的實驗數據可知,物體的重力變為原來的幾倍,拉力會變為原來的幾倍,即沿斜面的拉力F與物體的重力G的比值大小相等 62.5
【解析】
斜面是一種簡單機械,使用斜面可以省力。當斜面的高度一定時,斜面越長,則坡度越緩,則越省力;如:盤山公路。
(1)探究斜面省力的情況與斜面的表面材料有關時,採用的是控制變量法,實驗中需要控制物重、傾角相同,表面材料不同,所以應該對比1和2的數據。
(2)對比實驗1、5、6中的數據可知,在斜面的表面材料、物重相同的情況下,傾角越小,拉力越小,故結論是:在其他條件相同時,斜面的傾斜程度越小,提升物體越省力。
(3)探究斜面省力的情況與重力大小有關時,根據控制變量法可知,實驗中需要控制傾角相同、表面材料相同,物體的重力不同;所以需要對比1、3、4的實驗數據。根據1、3、4的實驗數據可知,物體的重力變為原來的幾倍,拉力會變為原來的幾倍,即沿斜面的拉力與物體的重力G的比值大小相等。
有用功為
W有=Gh=4.5N×0.3m=1.35J
拉力做的總功
W總=Fs=1.8N×1.2m=2.16J
斜面的機械效率
知識點:機械效率
題型:實驗,探究題
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