16. 如图 9-5-12 所示,在“测量提升物体所做的功”的实验中,小明所在的实验小组利用长木板、木块组装了一个斜面,进行如下实验,记录的实验数据如下表:

(1) 在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动木块至高度 h 处,测量并计算拉力 F 对木块所做的功。
(2) 沿竖直方向提升木块,使之上升高度 h,测量计算拉力 F(克服重力 G)做的功。

(3) 实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向移动(选填“左”或“右”)。
实验中三次改变斜面的倾斜程度,并将实验数据填入表中。
① 将表格补充完整,分析数据能得出结论为:;
② 这个实验装置还可以用来研究斜面的机械效率,表格中的就是总功。根据表格,第 1 次实验斜面的机械效率为%,第 2 次实验中总功为J.机械效率为%。
(1) 在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动木块至高度 h 处,测量并计算拉力 F 对木块所做的功。
(2) 沿竖直方向提升木块,使之上升高度 h,测量计算拉力 F(克服重力 G)做的功。
(3) 实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向移动(选填“左”或“右”)。
实验中三次改变斜面的倾斜程度,并将实验数据填入表中。
① 将表格补充完整,分析数据能得出结论为:;
② 这个实验装置还可以用来研究斜面的机械效率,表格中的就是总功。根据表格,第 1 次实验斜面的机械效率为%,第 2 次实验中总功为J.机械效率为%。
答案
匀速
匀速
左
使用任何机械都不省功
利用斜面做的功
38
0.75
53.3
解析
【解析】
(1) 实验操作中,为保证拉力大小稳定、便于测量,应沿斜面向上匀速拉动木块;
(2) 沿竖直方向匀速提升木块时,拉力等于木块重力,便于计算克服重力做的功;
(3) 要使木板倾斜角变大,需将木板下面的木块向左移动;
① 分析实验数据可得结论:使用任何机械都不省功;
② 利用斜面拉物体时,利用斜面做的功是总功;第1次实验中,有用功$W_{有}=Gh=2N×0.1m=0.2J$,总功$W_{总}=0.52J$,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.2J}{0.52J}×100\%\approx38\%$;第2次实验总功为0.75J,有用功$W_{有}'=2N×0.2m=0.4J$,机械效率$\eta'=\frac{0.4J}{0.75J}×100\%\approx53.3\%$。
【答案】
(1) 匀速
(2) 匀速
(3) 左
① 使用任何机械都不省功
② 利用斜面做的功;38;0.75;53.3
【知识点】
功的原理;斜面实验操作;机械效率计算
【点评】
本题围绕“测量提升物体所做的功”实验,考查实验操作规范、功的原理应用及机械效率计算,需结合实验操作理解数据规律,掌握总功、有用功的区分及机械效率的计算方法。
【难度系数】
0.6
(1) 实验操作中,为保证拉力大小稳定、便于测量,应沿斜面向上匀速拉动木块;
(2) 沿竖直方向匀速提升木块时,拉力等于木块重力,便于计算克服重力做的功;
(3) 要使木板倾斜角变大,需将木板下面的木块向左移动;
① 分析实验数据可得结论:使用任何机械都不省功;
② 利用斜面拉物体时,利用斜面做的功是总功;第1次实验中,有用功$W_{有}=Gh=2N×0.1m=0.2J$,总功$W_{总}=0.52J$,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.2J}{0.52J}×100\%\approx38\%$;第2次实验总功为0.75J,有用功$W_{有}'=2N×0.2m=0.4J$,机械效率$\eta'=\frac{0.4J}{0.75J}×100\%\approx53.3\%$。
【答案】
(1) 匀速
(2) 匀速
(3) 左
① 使用任何机械都不省功
② 利用斜面做的功;38;0.75;53.3
【知识点】
功的原理;斜面实验操作;机械效率计算
【点评】
本题围绕“测量提升物体所做的功”实验,考查实验操作规范、功的原理应用及机械效率计算,需结合实验操作理解数据规律,掌握总功、有用功的区分及机械效率的计算方法。
【难度系数】
0.6
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