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小明同学结“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想,斜面...

小明同学结“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想,斜面的机械效率跟:
A.斜面的倾斜程度有关;
B.斜面的粗糙程度有关,
C.斜面的长有关;
D.物体受的重力有关.
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程.
(参看图,表中①③两次实验所用斜面是相同的,设物体在斜面上做匀速直线运动)
实验次数斜面倾角斜面粗糙程度物重G/N斜面高h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W/J总功W/J机械效率η(%)
37°粗糙20.61.711.21.7 
37°较光滑20.61.411.2 86
45°粗糙20.71.811.41.878
(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据.
(2)分析上述实验数据可知:光滑程度相同的斜面,倾角越小,沿斜面的拉力越______,斜面的机械效率越______.实验证明:机械效率的高低与省力______
(3)通过对比实验①、②数据,可验证猜想______(填写字母)
(4)若要验证猜想D,应控制斜面的倾斜程度和______不改变
(5)在第一次试验中若不计摩擦将重G的物体,沿斜面长L拉到高h处,则拉力F=______

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(1)有用功、总功、机械效率,分别用公式W有用=Gh、W总=Fs、η=×100%求出; (2)根据①和③中的倾斜角可知,斜面倾斜角不同,两次实验的拉力和斜面的机械效率也不同,由此即可得出结论; (3)比较①②两次实验可知斜面的粗糙程度不同,两次的机械效率大小不同,从而可知斜面的机械效率大小与斜面的摩擦程度有关; (4)利用控制变量法,若要验证斜面的机械效率跟物体的重力有关,就必须控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度这些量不改变; (5)如不计摩擦,就认为机械效率为1,此时W有用=W总,即Gh=FL. 【解析】 (1)①中的机械效率为 η=×100%=×100%=71%; ②中的总功为;W总=Fs=1.4N×1m=1.4J. (2)由①中的倾斜角30°和③中的倾斜角45°可知,斜面的光滑程度相同,倾斜角越小,所用拉力越小,机械效率越小,说明机械效率的高低与省力无关. (3)对比①②数据得:斜面越光滑,机械效率越大,即摩擦力越小,机械效率越大,故机械效率与斜面的粗糙程度有关,所以验证的是猜想B. (4)通过对比①②数据得机械效率与斜面的粗糙程度有关;通过对比实验①③数据可得斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;因此若要验证猜想D,应控制斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变. (5)不计摩擦,机械效率为1,此时W有用=W总,即Gh=FL ∴拉力F=. 故答案为:(1)①71;②1.4; (2)小、小、无关; (3)B; (4)斜面的粗糙程度(或粗糙程度); (5).
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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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