某物理学习小组,针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑,进行了实验探究和理论探究活动.[实验探究]将长度为1m的长木板的一端垫高,构成长度一定高度可调的斜面(如图所

发布时间:2020-08-08 22:27:50

某物理学习小组,针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑,进行了实验探究和理论探究活动.
[实验探究]
将长度为 1m的长木板的一端垫高,构成长度一定高度可调的斜面(如图所示).用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动.完成斜面机械效率测量.表呈现的是部分实验数据:
实验次数1234斜面高度h/m0.150.200.250.30拉力F/N2.73.23.64.1机械效率η0.560.630.690.73(1)疑惑一:“斜面的机械效率越高越省力吗?”
请报据表3中的实验数据,写出正确的结论.______;
(2)疑惑二,“斜面倾斜程度越大拉力越大,滑块受到的摩擦力也一定越大吗?”
请进一步分析表3实验数据,写出正确的结论:______.
简述理由:
[理论探究]
(3)疑惑三.“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’量,能通过‘可测量’量求出摩擦力吗?”
请根据已有的知识推导:对于倾斜程度不同的斜面,在拉力F作用下(拉力方向沿斜面向上)使重为G的滑块沿斜面匀速移动时,滑块受到的摩擦力f的数学表达式(斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量)

网友回答

解:(1)从表中第1到3次实验可以看出,机械效率逐渐增大,拉力也逐渐增大,越来越费力;
(2)斜面倾斜程度通过斜面的高度体现,斜面越高倾斜程度越大,从表中第1到3次实验记录可见斜面越高,拉力越大,机械效率越大;机械效率越大,说明克服摩擦力做的额外功越小,说明摩擦力越小.
(3)分两种情况分析:
①滑块匀速运动的方向向上时,重力做的功和摩擦力做的功方向是一致的,与拉力做的功方向相反,根据功的关系可得FL=Gh+fL,则摩擦力f=F-;
②滑块匀速运动的方向向下时,拉力做的功和摩擦力做的功方向是一致的,与重力做的功方向相反,根据功的关系可得Gh=FL+fL,则摩擦力f=-F.
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