探究斜面的機(jī)械效率 1.實(shí)驗(yàn)探究題 利用圖解裝置探究“斜面的機(jī)械效率”。 實(shí)驗(yàn)記錄如表所示。 沿斜坡拉動(dòng)物體時(shí)，木塊上的重量為 0.22.50.53.90.74.6。 通過實(shí)驗(yàn)可以得出初步結(jié)論：機(jī)械效率越大； 坡度越陡，物體對(duì)坡度的影響就越大。 木塊上的壓力和摩擦力可以填寫“更大”、“更小”或“不變”。 小明發(fā)現(xiàn)，沿著斜坡向上拉動(dòng)物體時(shí)，斜坡越陡，需要的拉力就越大斜面機(jī)械效率與傾斜程度的關(guān)系，那么斜坡上的機(jī)械效率就越大嗎？ 為了研究哪些因素與斜面的機(jī)械效率有關(guān)，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置，并用同一塊木板進(jìn)行了三個(gè)實(shí)驗(yàn)。 數(shù)據(jù)記錄如表所示。 實(shí)驗(yàn)次數(shù)。 斜面的機(jī)械效率。 100.15.0100.36.7100.58.4 實(shí)驗(yàn)前 了解有用功、總功和額外功的概念。 總功是指拉力所做的功。 拉力除了要克服物體的重力做功外，還需要克服摩擦阻力來做功。 根據(jù)上述概念，可以看出，在測(cè)量斜面的機(jī)械效率時(shí)，機(jī)械效率的表達(dá)是小明利用圖A所示的裝置探索“斜面的機(jī)械效率”。 實(shí)驗(yàn)前，他有如下猜想：在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)一個(gè)物體沿著斜坡被拉動(dòng)時(shí)，它應(yīng)該會(huì)移動(dòng)。 下表是小明探索過程中記錄的兩次對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 物體拉力次數(shù)?/拉距1..75100 這兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)是為了研究斜面與機(jī)械效率之間的關(guān)系。 小明利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)將一塊50厘米長(zhǎng)的木板搭成不同傾斜角度的斜面，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量斜面的附加水平長(zhǎng)度？ （木板在水平面上的正投影長(zhǎng)度變化關(guān)系如圖B所示。如果將一塊木板平放在水平桌面上，木板上的物體板子被水平均勻拉動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)表明在利用斜面運(yùn)輸物體的過程中，小明提出了一個(gè)問題：“斜面的機(jī)械效率和斜面的傾斜度有關(guān)系嗎？”這個(gè)問題，他通過將物體傾斜拉動(dòng)的方式來研究這個(gè)問題，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物體傾斜度 重量 5.00.101.60.500.500.8063 %5.00.152.20.500.751.1068 %5.00.253.10.501.55 當(dāng)物體沿斜面拉動(dòng)時(shí)，應(yīng)使其移動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)中拉力所做的有用功為，機(jī)械效率為當(dāng)物體沿斜面拉動(dòng)時(shí)，應(yīng)讓它動(dòng)起來。 ___ 運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)圖中測(cè)功機(jī)的顯示，從實(shí)驗(yàn)中可以看出，可以得出初步結(jié)論：當(dāng)斜面傾斜度相同時(shí)，___越小，機(jī)械效率越大。 圖為課題組探索的“斜面力學(xué)結(jié)構(gòu)“效率”實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表： 序號(hào) 傾斜度 沿斜面張力 102.40.140.81.332.3202.40.270.81.650.0203.40.270.82.349.9204 .40.270.83.049.5302.40.400.82.060.0452.40.570.82.181.4 比較 為了準(zhǔn)確測(cè)量沿斜面拉力的大小，應(yīng)使用彈簧測(cè)力計(jì)拉起動(dòng)物塊并讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)測(cè)功機(jī)的兩立柱，可見傾斜面是一種類型（可選“不費(fèi)力”或“不費(fèi)力”分析比較 從表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)傾斜度和長(zhǎng)度在斜面的機(jī)械效率不變的情況下，物體的重力對(duì)斜面的機(jī)械效率沒有影響，本實(shí)驗(yàn)還研究了對(duì)斜面的機(jī)械效率的影響，其影響規(guī)律是為了探究斜面的機(jī)械效率。 為了研究效率與斜坡傾角的關(guān)系，課題組學(xué)生利用木板、秤、彈簧測(cè)力計(jì)、木塊等設(shè)備設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 傾斜度 木塊重力 機(jī)械效率 0.21.60.31.80.42.060% 請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題： 實(shí)驗(yàn)中需要使用木塊沿斜坡用向上的力拉動(dòng)。 當(dāng)木塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，過程中的機(jī)械能為： 實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為 ，斜面對(duì)木塊的摩擦力為 進(jìn)行了三個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 斜坡的傾斜度為0.10.60.20.80.40.850% 0.41.20.81.2A。 在物體下方安裝輪子 B. 延長(zhǎng)斜坡上的距離 C. 保持斜坡的長(zhǎng)度。 增加斜面的傾角為了探究斜面機(jī)械效率與斜面傾角之間的關(guān)系斜面機(jī)械效率與傾斜程度的關(guān)系，小龍利用長(zhǎng)木板、秤、彈簧測(cè)力計(jì)、木塊、小車設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和其他設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)、傾斜度、小車重量、機(jī)械效率0.21.60.31.80.42.060%。 請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題： 在實(shí)驗(yàn)中，小龍可以改變斜面的傾斜度數(shù)。 斜面的機(jī)械效率也可能相關(guān)。 為了通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想，需要補(bǔ)充的額外設(shè)備為10。斜面的機(jī)械效率與斜面的哪些因素有關(guān)？ 小剛猜測(cè)，斜面的機(jī)械效率可能與斜面的粗糙度和斜面的傾斜度有關(guān)。 他將一塊木板的一端升起，形成一定長(zhǎng)度、高度可調(diào)的斜面，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)同一塊木頭。 物塊沿不同斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)。 下表是他們實(shí)驗(yàn)中記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)： 斜面材料沿斜面傾斜角度的次數(shù) 0.56.03.558.3% 0.56.53.56.553.8% 0.344.92.384.948.6% 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論，當(dāng)其他條件一定時(shí)，斜面的機(jī)械效率較低。 11. 圖A所示是一個(gè)研究組探索“斜面機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置。
小明猜測(cè)斜角的機(jī)械效率可能與斜角的粗糙度有關(guān)，小月猜測(cè)斜角的機(jī)械效率可能與斜角的傾斜度有關(guān)。 表中是一位同學(xué)在其他條件不變的情況下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，沿斜面拉動(dòng)木塊時(shí)，為了穩(wěn)定測(cè)力計(jì)的顯示，應(yīng)盡量移動(dòng)木塊。 通過對(duì)比表中“塊重”和“”欄對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可以看出，斜面機(jī)是一種簡(jiǎn)單、省力的機(jī)器。 實(shí)驗(yàn)次數(shù)和斜面的傾斜度分別為100.25.5100.47.0100.68.5。 表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了（小明的猜想。結(jié)論是：在其他條件不變的情況下，斜面的機(jī)械效率更高。請(qǐng)進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解決下列關(guān)于斜面的物理問題。圖B中，斜面的長(zhǎng)度小于斜面（小于/等于）大于/小于/等于） 12. 小剛課題組探究了導(dǎo)致斜面傾斜的因素后影響滑輪組機(jī)械效率的因素，他們想象斜面也是一種機(jī)器，那么斜面的哪些因素與斜面的機(jī)械效率有關(guān)呢？ 小剛猜測(cè)斜角的機(jī)械效率可能與斜角的粗糙度有關(guān)，小萌猜測(cè)可能與斜角的傾斜度有關(guān)。 于是，他們將一塊長(zhǎng)木板的一端升起，形成一個(gè)長(zhǎng)度固定、高度可調(diào)的斜面，并用彈簧測(cè)力計(jì)將同一塊木塊沿不同的斜面勻速向上拉動(dòng)，如圖所示。 下表顯示了他們實(shí)驗(yàn)中記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 傾斜角度 沿斜坡傾斜材料張力?/?斜坡長(zhǎng)度
