试题

题目:
青果学院某同学在“探究斜面机械效率”的实验过程中,有以下猜想:
[猜想]
猜想一:斜面的机械效率可能与斜面的坡度有关
猜想二:斜面的机械效率可能与物体和斜面接触
的粗糙程度有关
猜想三:斜面的机械效率可能与物体的重力有关
[实验步骤]
(1)用测力计称出物块重为4N和钩码重为2N;
(2)将物块放在斜面底端,用测力计拉动物块,记下测力计示数F;
(3)用刻度尺测出物体移动距离S和上升高度h;
(4)在物块上添加钩码,重复步骤2和步骤3,再做两次,将数据记入表格.
记录数据如下表所示:
物重
G/N
拉力
F/N
物体移动距离s/cm 物体上升高度h/cm 有用功W/J 总功W/J 机械效率η100%
1 4 2.88 80 40 1.6 2.30 69.57
2 6 4.40 80 40 2.4 3.52 68.19
3 8 5.80 80 40
(1)填入表格中第三次实验所缺的三个数据.
(2)实验过程中,测力计拉物块的方向应与斜面
平行
平行
,并且为了读数方便,测力计拉动物块做
匀速
匀速
运动.
(3)上述实验是用来验证猜想
(选填“一”、“二”、“三”),通过对实验数据的分析,可得出结论:
在斜面的坡度和斜面的光滑程度不变时,斜面的机械效率和物体的重力无关
在斜面的坡度和斜面的光滑程度不变时,斜面的机械效率和物体的重力无关

答案
平行

匀速


在斜面的坡度和斜面的光滑程度不变时,斜面的机械效率和物体的重力无关

解:
(1)由第三次实验可知:
W=Gh=8N×0.4m=3.2J,W=Fs=5.80N×0.8m=4.64J,斜面的机械效率η=
W
W
=
3.2J
4.64J
≈68.97%,表格如下:
  物重
G/N
拉力
F/N
物体移动距离s/cm 物体上升高度h/cm 有用功W/J 总功W/J 机械效率η100%
1 4 2.88 80 40 1.6 2.30 69.57
2 6 4.40 80 40 2.4 3.52 68.19
3 8 5.80 80 40  3.2  4.64 68.97 
(2)实验过程中,测力计拉物块的方向应与斜面平行,并且为了读数方便,测力计拉动物块做匀速运动;
(3)分析表格数据可知,实验时只改变了物体的重力、而其它因素不变,故本实验可以验证猜想三;
在误差范围内,物体的其它条件相同、重力不同时,斜面的机械效率相等,
故可得结论:斜面的机械效率与物体重力无关.
故答案为:
(1)如上表所示;
(2)平行;匀速;
(3)三;在斜面的坡度和斜面的光滑程度不变时,斜面的机械效率和物体的重力无关.
考点梳理
斜面机械效率的测量实验;斜面的机械效率.
(1)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,利用效率公式求出斜面的机械效率;
(2)克服摩擦力做功为额外功,摩擦力方向沿斜面向下,所以拉力方向也必须平行斜面,并且为了读数方便应匀速测力计;
(3)分析表格中数据可知,实验时只改变了物体的重力、而其它因素不变;在误差范围内,物体的重力不同时斜面的机械效率相等,据此进行解答.
本题考查了控制变量法在探究影响斜面机械效率因素实验中的应用,关键是实验数据的处理,即在误差范围内可以把三次实验的机械效率看成相等.
应用题;探究型实验综合题.
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