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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 斜面的机械效率 控制变量法和科学探究的过程 试题正文
  • 探究题
    在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
    A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
    B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，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；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（填“左”或“右”）。
    （2）根据表格中数据，第1次实验斜面的机械效率为______%，第2次实验中总功为_________J。
    （3）通过对比实验1、2数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）；通过对比实验2、3数据，可以得出的探究结论是：________________。
    （4）此实验主要用到的研究方法是_________________。
    （5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与________（写出一个）有关。

    本题信息：2012年江苏月考题物理探究题难度极难 来源:朱艳杰
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本试题 “在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想...” 主要考查您对

斜面的机械效率

控制变量法和科学探究的过程

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 斜面的机械效率
  • 控制变量法和科学探究的过程
斜面的机械效率：
有用功 W有用=Gh
总功 W总=Fl
W总=Gh+fl
（f为摩擦力)
额外功 W额外=W总-W有用
W额外=fl
机械效率

测量斜面的机械效率：
【实验目的】：测量斜面的机械效率

【器材】斜面，铁架台，小车，弹簧秤，米尺

【操作】

（1）照图那样安装好斜面，将小车放在斜面上。用弹簧秤缓慢地把小车拉上斜面，记下弹簧秤的示数F，测出小车沿斜面通过的距离L，用弹簧秤称得小车重G，并测出小车上升的高度h，算出斜面的效率η1＝Gh／FL。
（2）把小车翻过来（轮子朝上）放在斜面上，重复上述实验，根据实验数据算出此时斜面效率η2。
（3）增大斜面的倾角，小车仍翻着放在斜面上重复实验，算出斜面效率η3。
比较η1、η2、η3的大小，可知η1＞η2，η2＜η3。分析实验结果可得：斜面的效率主要受斜面和小车间的摩擦的影响，在（1）中由于轮子和斜面间的滚动摩擦小，必需做的额外功少，效率就高。在（3）中，当倾角增大，车对斜面的压力减小，从而摩擦也减小，因此效率比（2）时高。比较操作（2）、（3）中的F及η的大小，可知斜面越省力其效率不一定越高。
提高斜面机械效率的方法:
     在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；机械效率与物体重量无关，物体斜面之间接触面大小无关。

例：如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用 400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子拉到汽车上，在这过程中拉力做了______J的功，机械效率为______。要提高该斜面的机械效铝，应该_______。（写出一条措施）

解析：，
提高机械效率的方法是减小总功，以增大有用功在总功中所占的比例。
答案：1200  70%  减小斜面的粗糙度

控制变量法：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验：
探究影响蒸发快慢的因素；
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素；
探究影响压力的作用效果的因素；
探究影响液体压强大小的因素；
探究影响浮力大小的因素；
探究影响动能大小的因素；
探究影响重力势能大小的因素；
验证欧姆定律

科学探究过程：
科学探究过程的一些环节：提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
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