为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表:
实验 | 斜面倾 | 木块重力 | 斜面高度 | 沿斜面拉 | 斜面长度 | 机械 |
1 | 较缓 | 3 | 0.2 | 1.6 | 1 | 37.5% |
2 | 较陡 | 3 | 0.3 | 1.8 | 1 | |
3 | 最陡 | 3 | 0.4 | 2.0 | 1 | 60% |
请你根据表中的数据解答下列问题:
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做______运动,该过程中木块的机械能______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)第2次实验中,斜面的机械效率为______,斜面对木块的摩擦力为______N。
(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是:______。
(4)试列举出生活中利用斜面的一个实例:______。
匀速直线 变大 50% 0.9 斜面越陡,其机械效率越高 盘山公路
【解析】
解:
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动,动能不变,因木块高度变大,重力势能变大,该过程中木块的机械能变大;
(2)第2次实验中,斜面的机械效率:η===×100%=50%。
在第2次实验中,有用功W有=Gh=3N×0.3m=0.9J,总功W总=Fs=1.8N×1m=1.8J,
额外功:W额=W总-W有=1.8J-0.9J=0.9J,
根据W额=fs可得摩擦力:
f===0.9N;
(3)由表中数据可知:斜面越陡,其机械效率越高;
(4)生活中利用斜面的实例:盘山公路。
故答案为:(1)匀速直线;变大;(2)50%;0.9;(3)斜面越陡,其机械效率越高;(4)盘山公路。
(1)实验用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动,测力计示数才恒定;
动能大小与物体的质量和速度大小有关,重力势能大小与物体的质量和举高的高度有关,据此分析;
(2)根据表中数据,由η==×100%求出第2次实验中斜面的机械效率;
在第2次实验中,求出额外功,根据W额=fs可得摩擦力:
(3)由表中数据得出结论;
(4)生活中利用斜面的实例:盘山公路。
本题为斜面机械效率的测量实验,考查了斜面摩擦力的计算、机械效率的计算、影响机械能大小的因素及数据分析能力。