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在湛江港码头,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...

在湛江港码头,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是:______
(4)此实验主要用到的研究方法是______
(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与______(写出一个)有关.

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(1)物体做匀速直线运动时,受到的力才是平衡力;斜面的倾角指的是木板与水平面的夹角,斜面倾角变大,就是木板与水平面的夹角变大. (2)机械效率等于有用功和总功的比值,即η=×100%;总功等于沿斜面拉力和斜面长度的乘积,即W总=FS. (3)对比实验①、②数据发现,控制的是斜面的倾斜程度(斜面倾角),改变的是物体的重力;对比实验②、③数据发现,控制的是物体的重力,改变的是斜面的倾斜程度. (4)实验中采用了控制某个因素,研究另一个因素与物理量之间的关系. (5)影响斜面机械效率的因素很多,主要从有用功和额外功的角度考虑. 【解析】 (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=×100%=×100%=60%;第二次实验中总功为W总=FS=2.5N×1.2m=3.0J. (3)对比实验①、②数据,控制的是斜面的倾斜程度(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,验证的是猜想A; 对比实验②、③数据,结合控制变量法实验的一般结论形式,可以得出的结论是在其它条件相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高(或大). (4)毫无疑问这是控制变量法思想的典型运用. (5)影响斜面机械效率的因素很多,例如斜面粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等. 故答案为:(1)匀速、左; (2)60、3.0; (3)A、在其它条件相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高(或大);或在其它条件相同时,斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关. (4)控制变量法 (5)斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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