小刚同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如图所示.她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面倾 斜角θ | 小车重G/N | 斜面高 h/m | 斜面长 s/m | 拉力 F/N | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 机械 效率η |
12° | 5 | 0.2 | 1 | 2.1 | ① | 2.1 | 48% |
30° | 5 | 0.5 | 1 | 3.6 | 2.5 | ② | 69% |
45° | 5 | 0.7 | 1 | 4.3 | 3.5 | 4.3 | ③ |
(1)上表中的空格处①、②、③对应的数据分别是:______、______、______.
(2)分析上表数据,得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越______(选填:大或小),斜面越______(选填:省力或费力),斜面的机械效率越______(选填:高或低).
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面______.
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持______不变,斜面的光滑程度不变,只改变______.
考点分析:
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探究杠杆平衡的条件
(1)请将下列步骤填完整:
a、调节杠杆两端的螺母,使杠杆在 ______位置平衡;
b、改变动力或动力臂的大小;
c、调节 ______的大小,使杠杆重新平衡.
(2)实验获得的数据如下表:
实验次数 | 动力/N | 动力臂/cm | 阻力/N | 阻力臂/cm |
1 | 4 | 5 | 2 | 10 |
2 | 1.5 | 10 | 3 | 5 |
3 | 2 | 15 | 3 | 10 |
4 | 1 | 20 | 1 | 20 |
分析上表,用F
1、F
2、L
1和L
2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为:______.
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(1)如图1所示,杠杆在力F
1、F
2作用下处于平衡状态,L
1为F
1的力臂.请在图中作出F
2的力臂L
2及力F
1.
(2)在图2中,画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图
(3)如图3在杠杆AB上挂了一个重为G 的物体.为使杠杆在图中的位置静止.请在杠杆上画出最小的动力F 和它的方向.
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如图,重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N,为使物体匀速移动,必须在绳端加以60N的水平拉力,则滑轮组的机械效率约为
.若物体移动速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功是
J.
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如图所示的滑轮组,若不计摩擦,同时又忽略滑轮和绳的重力,将重物G提高1m,动力所做的功为450J,则重力G等于
N,拉力F等于
N.如实际拉力为200N,则滑轮组的机械效率是
.
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如图所示,在F作用下,物体A做匀速直线运动,F的功率是0.8W,滑轮的运动速度是20cm/s,则物体A受到的摩擦力是
N,4s内绳对物体A做的功是
J (滑轮的重和摩擦均不计).
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