北京课改版物理八年级全册《6.3 功的原理》同步练习
一 、填空题(本大题共7小题,共28分)
1.(4分)如图所示,工人师傅用沿斜面向上的拉力,将重为的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长、高,斜面的机械效率为,则该物体沿斜面上行时所受摩擦力为 ______ 。
2.(4分)如图所示,斜面长,高,工人用沿斜面方向,大小为的推力,把重集装箱匀速推到车上,则在此过程中这个斜面的机械效率是 ______
3.(4分)为了将重为的物体运送到高的楼顶上,建筑工人搭建了如图所示的长、高的斜面。工人沿斜面方向用了的拉力在内,将重物匀速运送到楼顶,该过程中工人所做的有用功为______,总功率为______,斜面的机械效率为______,物体受到的摩擦力为______。
4.(4分)如图所示,将总重为的钩码挂在铁质杠杆上,弹簧测力计作用于点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升的高度为,杠杆的机械效率为;若将弹簧测力计和钩码都移动到点,仍将钩码匀速提升的高度,此时杠杆的机械效率,若不计转轴处的摩擦,则:______ 选填“”、“”或“”。
5.(4分)如图所示,一根均匀的细木棒,,为的中点,在点施力将挂在点的重为的物体匀速提升,木棒的机械效率为,这里的木棒是一种简单机械,称为______,提升该物体做的有用功是______,木棒重为______不计摩擦。
6.(4分)如图所示,一根均匀的细木棒,,为的中点。在点用始终竖直向上的的拉力将挂在点的重为的物体匀速提升提升该物体做的有用功是______,总功是______,木棒的机械效率为______,木棒重为______不计摩擦。
7.(4分)如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的质量分布均匀的杠杆,使重为的物体缓慢升高,拉力大小为,拉力移动的距离为,则:______,从如图位置提升到水平位置的过程中,重物的机械能将 ______,拉力的大小将 ______;若将重物的悬挂点向右移动到点,将重物提升相同的高度,杠杆的机械效率将 ______选填“变大”、“变小”或“不变”。
二 、单选题(本大题共6小题,共18分)
8.(3分)如图所示,用一平行斜面的力将重量为的物体沿斜面的底部匀速拉至顶端,物体移动的距离为,上升的高度为,物体与斜面的摩擦力为,该过程中斜面机械效率为不计空气阻力。则下列说法正确的是
A. 拉力做的功
B. 斜面越光滑,其机械效率越小
C. 物体以不同的速度匀速运动时,拉力的功率相同
D. 物体受到的摩擦力
9.(3分)如图所示,在探究“斜面的机械效率”的实验中,以下说法正确的是
A. 木块所受摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力
B. 用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时,应尽量匀速
C. 木块与斜面间的摩擦对机械效率没有影响
D. 斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
10.(3分)机器甲的效率比机器乙的高,说明( )
A. 甲的有用功多 B. 甲得功率大
C. 甲做的额外功少 D. 甲有用功在总功中所占的比例大
11.(3分)如图所示,在斜面上将一个重的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为,斜面长,高。则下列说法中不正确的是:
A. 该过程中做的有用功为
B. 这个斜面的机械效率为
C. 物体所受到的摩擦力是
D. 减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
12.(3分)小明用如图所示的装置研究“杠杆的机械效率时,将重为的钩码挂在铁质杠杆上点,弹簧测力计作用于点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升高度,杠杆的机械效率为;在小明的装置基础上,小红仅改为将弹簧测力计作用于点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,仍使钩码上升高度,杠杆的机械效率为:在小明的装置基础上,小华仅改为将钩码挂到点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,仍使钩码上升高度,杠杆的机械效率为;则
A. , B. ,
C. , D. ,
13.(3分)在测滑轮组的机械效率的实验中,甲、乙、丙、丁四组同学测得的值分别为:0.7%、72%、100%和113%,这四个结果中可能正确的是( )
A. 甲组 B. 乙组 C. 丙组 D. 丁组
三 、计算题(本大题共2小题,共24分)
14.(12分)如图是为了上山方便而修建的盘山公路。为什么盘山公路要修成形呢?因为盘山公路相当于斜面。若从山底到山顶的盘山公路长,山高,一辆的小型货车从山底开上山顶牵引力保持不变,求
车行驶过程中牵引力所做的功,
该盘山公路的机械效率;
小货车在行驶过程中所受的阻力。
15.(12分)如图实验装置,斜面长,高,重为的木块在沿斜面方向、大小是的拉力作用下,在秒时间内从底端匀速到达顶端,求:
拉力所做的功;
拉力的功率;
斜面的机械效率。
四 、实验题(本大题共5小题,共30分)
16.(6分)在“测滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行三次实验,实验所记录的数据如下表所示。
次数 钩码重力
钩码上升高度
绳子自由端拉力
绳子自由端移动距离
测滑轮组的机械效率时,使用的器材除滑轮组、钩码、铁架台、刻度尺及约长的细绳外,还应有 ______ ;
实验时,动滑轮上承担物重的绳子的段数为 ______ ;
计算第次实验时的机械效率______ 结果保留一位小数。分析比较次数和可得出:滑轮组的机械效率与 ______ 无关。
17.(6分)某小组在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,得到的数据如表所示,实验装置如图所示,各滑轮的重力相同。
实验次数 钩码重
钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
①
实验中应沿竖直方向 ______ 拉动弹簧测力计。
表格中编号①的数据应为 ______ 。
分析表中数据可知,第次实验是用图 ______ 所示装置来完成的。
通过比较数两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物 ______ 无关。
通过比较 ______ 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
18.(6分)在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验中,实验小组用如图甲所示的装置。在其它条件一定时,获取了表格中的实验数据。
实验
次数 斜面倾斜
程度 斜面的物
重 斜面高
度 拉力
斜面长
度 机械
效率
较缓
较陡 ①
最陡
实验时,沿斜面缓慢拉动弹簧测力计,尽量使木块 ______运动。
通过比较表格中 ______和 ______两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械;在第次实验时,如果忽略斜面摩擦,则拉力沿着斜面拉木块移动距离所做的功,等于直接用手把重为的木块提升高度所做的功,这样算出的拉力大小为 ______。对比表格中的拉力,发现实际拉力大于计算值,是因为使用机械,______。
在第次实验时表格中①的数据为 ______;依据完整的数据可得出结论:在其它条件一定时,斜面 ______,机械效率越高。
请你结合所学物理知识,解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面、滑到底端,木块到达斜面、底端时的速度分别为的、,若斜面粗糙程度相同,则______选填“大于”、“等于”或“小于”。
19.(6分)小明同学利用如图所示的实验装置探究杠杆的机械效率。请你回答下列问题。
实验过程中,要竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,这样做的目的是 ______。
为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,小明同学用该实验装置,先后将钩码挂在、两点,测量并计算得到如表所示的两组实验数据。
实验次数 钩码悬挂点 钩码总重 钩码移动距离 拉力 测力计移动距离 机械效率
点
点
根据表格中的实验数据可知:使用该杠杆提升钩码做功时,也存在额外功。不计空气阻力,其额外功的主要来源是:①______;②______。
根据表格中的实验数据不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关,钩码越重其效率越高”的实验结论。理由是:①______;②______。
20.(6分)同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图甲、乙、丙所示,实验数据记录如表所示。
实验次数 钩码重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
实验中应沿竖直方向 ______ 拉动弹簧测力计。
通过比较、两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 ______ 。
通过比较 ______ 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
分析表中数据可知:第次实验是用图 ______ 所示装置来完成的,滑轮组的机械效率是 ______ 。
假如第次实验时,不计绳重和摩擦,钩码重由增加到,滑轮组的效率 ______ 选填“变大”“变小”或“不变”。
答案和解析
1.【答案】;
【解析】解:工人做的有用功:;
由可得,拉力做的总功;
,
工人做的额外功:,
因为,,
所以,物体所受的摩擦力:。
故答案为:。
知道物体重力和斜面的高度,根据求出拉力做的有用功;知道斜面的机械效率,根据求出拉力做的总功;克服摩擦力的功即为额外功,额外功等于总功减去有用功,再利用求摩擦力。
此题主要考查了有用功、总功、额外功的基本计算,解答该题的关键是知道物体在斜面上克服摩擦力做功等于额外功,利用来计算物体所受的摩擦力大小。
2.【答案】80;
【解析】解:
推力对集装箱做的功:
;
推力做的有用功:
;
斜面的机械效率:
;
故答案为:
知道推力和斜面长,利用计算推力所做的功;克服木箱重力所做的功是有用功,利用计算;再利用效率公式求斜面的机械效率.
此题主要考查了使用斜面有用功、总功和斜面的机械效率的计算,明确利用斜面时有用功、总功的含义是关键.
3.【答案】3600;160;75;100;
【解析】解:
工人所做的有用功:;
工人所做的总功:;
总功率:;
斜面的机械效率:
;
工人所做的额外功:;
由得物体所受斜面的摩擦力:
。
故答案为:;;;。
利用求有用功;
利用求人做的总功;再利用求总功率;
斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
人做的额外功是人克服摩擦力做功,等于总功减去额外功,再利用求摩擦力。
该题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率、摩擦力的计算方法,注意摩擦力不等于推力,需要利用计算。
4.【答案】>;
【解析】解:若将弹簧测力计和钩码都移动到点,仍将钩码匀速提升的高度,由,有用功相同,
弹簧测力计竖直移动的距离不同,如下图所示:
钩码悬挂点移动到点时测力计上升的高度变小,则杠杆上升的高度变小,
若不计转轴处摩擦,克服杠杆自身重力做的功为额外功,
根据可知克服杠杆的自重做的额外功变小,
根据,可知,机械效率变大,即。
故答案为:。
不计转轴处的摩擦,克服铁质杠杆重力做的功为额外功,仍将钩码匀速提升的高度,根据额外功不变,根据分析机械效率的变化。
本题研究杠杆的机械效率,考查杠杆的平衡条件、机械效率的测量及其大小的变化,关键是明确题中变化的量和不变化的量,有一定难度。
5.【答案】杠杆 ; 36 ; 10 ;
【解析】解:根据图示可知,木棒可以绕点转动,故该木棒相当于杠杆;
有用功:;
因为,为的中点即点为杠杆的重心,
所以,由相似三角形的知识可知,当物体上升时,重心点将上升;
不计摩擦,由和可得:
,
解得。
故答案为:杠杆;;。
简单机械包括杠杆、斜面等,根据图示可知该机械的名称;
根据可求出有用功;根据和可求出木棒的重力。
该题考查有用功、额外功以及机械效率的计算,关键明确当物体上升的高度与杠杆重心上升高度的关系。
6.【答案】18 20 90% 10;
【解析】解:提升该物体做的有用功:
;
因为,所以;
提升该物体做的总功:
;
由;
因为,
所以,克服木棒重力做的额外功:
,
因为,为的中点,所以;
所以,由相似三角形的知识可知,当物体上升时,点重心将上升;
不计摩擦和绳子重,由可得木棒重力:
。
故答案为:;;;。
根据可求出有用功;
根据算出总功;根据求出机械效率;
根据和可求出木棒的重力。
此题主要考查有用功、总功、额外功以及机械效率的计算,关键是明确当物体上升的高度与杠杆重心上升高度的关系。
7.【答案】2:5 变大 不变 变大;
【解析】解:
如下图所示:
物体缓慢升高时,拉力移动的距离为,
根据相似三角形知识可知:;
重物的机械能等于重物的动能和势能之和,当重物提升到水平位置时,质量、速度一定,高度变大,因此重物的动能不变,重力势能变大,故重物的机械能变大;
由图示可知,当重物被提升的过程中,根据数学知识可知动力臂与阻力臂的比值不变,且重物的重力不变,由杠杆平衡条件可知拉力不变;
杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,并且;
设杠杆重心升高的距离为,所以,,不变,不变,不变,
钩码从点到点,钩码还升高相同的高度,有用功不变;
杠杆上旋的角度减小,杠杆升高的距离变小,克服杠杆重力所做的额外功变小;
则变小,所以也变小;根据可知,总功变小,有用功不变,所以变大。
故答案为::;变大;不变;变大。
物体缓慢升高时,拉力移动的距离为,根据相似三角形知识求出与的比值;
重物的机械能等于重物的动能和势能之和,当重物提升到水平位置时,质量、速度一定,高度变大,据此可知机械能的变化;
由图示可知,当重物被提升的过程中,根据数学知识可知动力臂与阻力臂的关系,再根据杠杆平衡条件可知拉力的变化;
将钩码的悬挂点从点移至点,钩码还升高相同的高度,杠杆上旋的角度减小,克服杠杆重做功减小,有用功不变,额外功减小,总功减小,进而判断机械效率的变化。
此题主要考查了使用杠杆时杠杆平衡条件、有用功、总功和机械效率计算公式的应用,在判断杠杆的机械效率的大小变化时,利用杠杆平衡条件得出动力的大小变化是关键。
8.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了做功公式和功率公式、机械效率公式的应用,物体沿斜面的底部匀速拉至顶端时拉力的大小不变是关键。
A.所做的有用功,由可得,拉力做的总功,故错误;
B.将同一物体沿斜面的底部匀速拉至顶端,所做的有用功不变,斜面越光滑,克服摩擦力做的额外功越少,总功越少,由可知,斜面的机械效率越大,故错误;
C.将同一物体沿斜面的底部匀速拉至顶端,由可知所做的有用功不变,由可知克服摩擦力做的额外功不变,
因,即,所以,物体以不同的速度匀速运动时,弹簧测力计的拉力不变,由可知,物体以不同的速度匀速运动时,拉力的功率不同,故错误;
D.斜面的机械效率,
整理可得物体受到的摩擦力:,故正确。
故选。
9.【答案】B;
【解析】解:
A、木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用,由于重力使物体有下滑的趋势,所以,要使物体上升,拉力应大于摩擦力,拉力和摩擦力不是一对平衡力,故A错;
B、为了保证弹簧测力计的示数稳定,应该让木块做匀速直线运动,故B正确;
C、利用斜面提升物体时,克服摩擦力做的功为额外功,摩擦力越大,额外功越大,在有用功相同时总功越大,则斜面的机械效率越低,故C错;
D、斜面倾斜程度越大越陡,沿斜面所用的拉力越大,越费力,故D错。
故选:。
木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用,由于重力使物体有下滑的趋势,所以要使物体上升,拉力应大于摩擦力,拉力和摩擦力不是一对平衡力;
要测量沿斜面的拉力,就要让木块做匀速直线运动,因为只有这样,弹簧测力计的示数稳定,测量才够准确。
利用斜面时,所作的额外功等于克服摩擦做的功,摩擦力越大,额外功越大;
在物重和斜面的粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越大,越费力,机械效率越高。
在粗糙程度一定时,斜面倾斜程度越大,机械效率越高;在倾斜程度一定时,斜面粗糙程度越大,机械效率越低。
10.【答案】D;
【解析】解:机械效率是有用功与总功的比值,
A、有用功多,总功不确定,机械效率不能确定.此选项错误;
B、机械效率和功率没有关系.此选项错误;
C、额外功确定,有用功不确定,总功无法确定,机械效率不能确定.此选项错误;
D、有用功在总功中所占比例越大,机械效率越高.此选项正确.
故选D.
11.【答案】C;
【解析】
利用求拉力做的有用功;
利用求拉力对物体做的总功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功,利用求摩擦力;
提高斜面的机械效率的方法:减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。
此题主要考查了使用斜面时功、机械效率和摩擦力的计算以及提高机械效率的方法,明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。
已知物重,拉力,斜面长,高,
A.拉力做的有用功为:,故正确;
B.拉力对物体做的总功为:,
斜面的机械效率为:,故正确;
C.克服摩擦力所做的额外功:,由得摩擦力,故错误;
D.减小斜面与物体间的摩擦,可以减小额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值变大,可以提高斜面的机械效率,故正确。
故选。
12.【答案】B;
【解析】解:
原来弹簧测力计作用于点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计时,测得杠杆的机械效率;将弹簧测力计移动到点时,仍将钩码竖直向上匀速提升相同的高度,根据可知有用功不变;
因杠杆的偏转角度不变,则杠杆重心上升的高度不变,根据可知,克服杠杆重和摩擦所做额外功不变;由于有用功和额外功都不变,所以总功也不变,根据可知杠杆的机械效率不变,即;
;
根据图示可知,将钩码移动到点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由可知,动力将增大,即;将钩码移至点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大,即。
故选:。
该实验中克服钩码重力做的功为有用功,克服杠杆重力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功之和;通过分析有用功、额外功和总功的变化得出机械效率的变化。
此题主要考查杠杆机械效率的测量,把握有用功、额外功和总功的计算方法,明确两次实验中杠杆重心上升的高度不变是关键。
13.【答案】B;
【解析】解:在使用滑轮组时,由于必须做额外功,
所以有用功一定小与总功,故机械效率总小于1.
而丙、丁四组同学的机械效率大于1,所以排除C、D选项.
甲组同学的机械效率为0.7%,太低,不符合实际.
故选B.
14.【答案】解:
(1)车行驶过程中牵引力所做的功W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J;
(2)货车重力G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N,
牵引力做的有用功:
W有用=Gh=5×104N×30m=1.5×106J,
该盘山公路的机械效率:
η==×100%=30%;
(3)额外功W额=W总-W有用=5×106J-1.5×106J=3.5×106J,
由W额=fs可得阻力:
f===1.75×104N。
答:(1)车行驶过程中牵引力所做的功为5×106J;
(2)该盘山公路的机械效率为30%;
(3)小货车在行驶过程中所受的阻力为1.75×104N。;
【解析】
利用求车行驶过程中牵引力所做的功;
利用求货车重力,再利用求牵引力做的有用功;该盘山公路的机械效率关于有用功与总功之比;
额外功等于总功减去有用功,再利用求阻力。
该题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率、阻力的计算,明确有用功、总功、额外功的含义是关键。
15.【答案】解:
(1)拉力所做功:
W总=Fs=1N×2m=2J;
(2)拉力做功的功率:
P===0.4W。
(3)有用功:
W有用=Gh=3N×0.5m=1.5J,
斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=75%。
答:(1)拉力所做的功为2J;
(2)拉力的功率为0.4W;
(3)斜面的机械效率为75%。;
【解析】
木块在拉力的作用下从底端匀速到达顶端,从而可知小车在拉力的方向上移动的距离,已知拉力的大小,可利用公式计算拉力所做的功;
利用公式计算拉力的功率;
已知木块的重力和上升的高度,可利用公式计算有用功,最后利用公式计算机械效率。
本题为机械效率的题目,要准确的找到有用功和总功,并可以利用公式进行计算,然后再由时间求出功率,需要注意的是,在计算功率时,要注意所求的为有用功率还是总功率,防止把代错。
16.【答案】;
【解析】解:在测量滑轮组的机械效率时,需要测量物体的重力、物体上升的高度、拉力、绳端移动的距离;因此测滑轮组的机械效率时,使用的器材除滑轮组、钩码、铁架台、刻度尺及约米长的细绳外,还应有弹簧测力计。
动滑轮绕绳子的段数。
第次实验时的机械效率
,
分析比较次数和,物体上升的高度不同,弹簧测力计的示数和物体的重力相同,根据得到机械效率相同,滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
故答案为:弹簧测力计;;;物体上升的高度。
结合实验目的及实验原理得出需要的实验器材;
利用求得动滑轮绕绳子的段数;
根据求出滑轮组的机械效率;结合表格数据得出结论。
此题是“测滑轮组机械效率”实验,考查了实验要求及机械效率的计算。
17.【答案】;
【解析】解:测绳端拉力时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数;
表格中编号①的数据是滑轮组的机械效率:
,
所以,表格中编号①处数据应为;
从第四次表中数据可知:绳端移动的距离是钩码上升的高度的倍,所以可判断出滑轮组承重绳的段数是,故可判断是图丙滑轮组。
比较、两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率不变,故使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升的高度无关。
通过比较、两次实验数据可得出:、两组实验是用的同一个滑轮组拉动不同物重的物体,物重越大的,机械效率越高。
故答案为:匀速;;丙;上升的高度;、。
要正确测量拉力,需竖直向上匀速拉动测力计;
根据求滑轮组的机械效率;
由确定的大小,据此第次实验是用哪个图所示装置来完成的;
根据表格中的数据,利用控制变量法得出结论。
此题主要考查了实验注意事项、实验数据处理、影响滑轮组效率的因素等问题,认真分析实验数据是正确解答该题的关键。
18.【答案】做匀速直线 斜面的物重 拉力 2 都会存在摩擦 57.1% 倾斜程度越大 大于;
【解析】解:实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做匀速直线运动;
比较表中“斜面的物重”和“拉力”两栏对应的数据,由实验数据可知,在同一次实验中,拉力总是小于重力的,由此可知斜面是一种省力的简单机械;
拉力沿着斜面拉木块移动距离所做的功为,直接用手把重为的木块提升高度所做的功为,拉力所做的功等于直接用手把重为的木块提升高度所做的功,即,根据第次实验数据有:
,
解得:;
对比表格中的拉力,发现实际拉力大于计算值,是因为使用机械,都会存在摩擦;
第次实验的机械效率为:
,
由表中实验数据可知:在其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;
木块从同一高度下滑时重力势能相同,下滑过程中重力势能转化为动能和内能;若斜面粗糙程度相同,斜面的倾斜程度小,木块对斜面的压力大在水平面上时,压力大小等于重力大小,压力最大,滑动摩擦力大,且斜面更长,则木块克服摩擦做的功转化为内能多,木块到达斜面底端时动能小,速度小,即大于。
故答案为:做匀速直线;斜面的物重;拉力;;都会存在摩擦;;倾斜程度越大;大于。
为使测力计的示数稳定,实验时,沿斜面匀速拉动木块;
若物体的重力大于利用机械的拉力,则为省力机械;若物体的重力等于利用机械的拉力,则为不省力、也不费力的机械;若物体的重力小于利用机械的拉力,则为费力机械;
拉力沿着斜面拉木块移动距离所做的功为,直接用手把重为的木块提升高度所做的功为,根据第次实验数据结合算出拉力大小;
使用任何机械时都会存在摩擦;
根据得出第次实验的机械效率;分析表中实验数据得出结论;
若斜面粗糙程度相同,斜面的倾斜程度小,分析木块对斜面的压力大小及滑动摩擦力大小,根据克服摩擦所做的额外功多少分析木块到达斜面底端时动能大小,质量相同时,动能越小,速度越小。
本题探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验,考查注意事项、机械效率的计算、数据分析和能量转化的知识。
19.【答案】使杠杆处于平衡状态且使弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力的大小 杠杆自重 杠杆支点处的摩擦 两次实验钩码没有挂在同一位置 一次对比实验所得结论是不可靠的;
【解析】解:实验时,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使杠杆处于平衡状态且使弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力的大小;
在实验中,弹簧测力计向上拉力做的功是总功,克服钩码重力做的功是有用功,克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功,所以额外功产生的原因:克服机械的重做功、克服摩擦做功;
分析机械效率的影响因素要采用控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持悬挂位置不变;
应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论,只凭一次实验数据得出结论是不科学的。
故答案为:使杠杆处于平衡状态且使弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力的大小;①杠杆自重;②杠杆支点处的摩擦;①两次实验钩码没有挂在同一位置;②一次对比实验所得结论是不可靠的。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使杠杆处于平衡状态且使弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力的大小;
在实验中,弹簧测力计向上拉力做的功是总功,克服钩码重力做的功是有用功,克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功;
通过探究实验时,应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论;
分析机械效率的影响因素采取控制变量法。
此题主要考查杠杆机械效率的测量,把握有用功、总功的计算方式,知道提高机械效率的方法。
20.【答案】;
【解析】解:为了准确测出滑轮组的机械效率,应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动;
通过比较、两次实验数据知,滑轮组和提升物体的重力相同,绳子段数相同,重物上升高度不同而机械效率相同,故得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关;
、两次实验,,,由可得,使用同样的滑轮组,即使用的甲、乙两图,通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
在第次实验中,,,由可得,即承担物重的绳子股数,所以第次实验是用丙图所示装置来完成的;
第次实验时所做的有用功为:
;
第次做的总功:
;
滑轮组的机械效率是:
;
第次实验时,不计绳重和摩擦,根据得动滑轮的重力为:
,
钩码重时滑轮组的效率为:
,机械效率变大。
故答案为:匀速;无关;、;丙;;变大。
实验时应沿竖直方向匀速拉动物体;
通过比较、两次实验数据,找出相同量和不同量,分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系;
研究滑轮组机械效率与提升物体重力的关系,要使用同样的滑轮组,改变提升的物体重力,据此选择;
由确定的大小,据此第次实验是用哪个图所示装置来完成的;
根据算出第次实验时所做的有用功;由算出滑轮组的机械效率;
不计绳重和摩擦,根据代入数据计算出,根据算出钩码重时滑轮组的效率。
此题主要考查了实验注意事项、实验数据处理、影响滑轮组效率的因素等问题,认真分析实验数据是正确解答该题的关键。