学习了机械效率知识后,全班同学对“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:
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关;
B.跟斜面的粗糙程度有关;
C.跟斜面的长度有关;
D.跟物体的重力有关.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.
试验 次数 | 斜面 倾角 | 斜面粗 糙程度 | 物重 G/N | 斜面 高度 h/m | 沿斜面 拉力 F/N | 斜面长 s/m | 有用功 W有用/J | 总功 W总/J | 机械 效率 η(%) |
① | 30° | 粗糙 | 1 | 0.5 | 0.7 | 1 | 0.5 | 0.7 | |
② | 30° | 稍光滑 | 1 | 0.5 | 0.6 | 1 | 0.5 | | 83 |
③ | 45° | 粗糙 | 1 | 0.7 | 0.9 | 1 | | 0.9 | 78 |
(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据(小数位参照表中相关数据).
(2)通过对比实验①②数据,可验证猜想______(填写字母).
(3)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越______.
(4)若要验证猜想D,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和______不改变.
答案:
分析:(1)本题求总功,有用功,机械效率,分别用公式W总=Fs、W有用=Gh、η=×100%求出;
(2)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;
(3)根据①和③中的倾斜角可知,斜面倾斜角不同,两次实验的斜面的机械效率也不同,由此即可得出结论;
(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.
解答:解:(1)①中的机械效率为η=×100%=×100%=71%;
②中的总功为;W=Fs=0.6N×1m=0.6J;
③中的有用功为:W有用=Gh=1N×0.7m=0.7J;
(2)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;
(3)由①中的倾斜角30°和③中的倾斜角45°可知,斜面倾斜角不同,所用拉力不同,其机械效率也不同,说明当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;
(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,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变.
故答案为:
(1)表中数据上、中、下三空分别为71、0.6、0.7;
(2)B;
(3)高(或大);
(4)斜面的粗糙程度(或粗糙程度)