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物理活动课上,同学们骑自行车经过一个斜坡,小明沿直线奔向坡顶,小红则沿着“S”形路线骑向坡顶.到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话,如图所示.
(1)为了验证小明的说法,他们设计实验测量斜面的机械效率:
①如图所示,选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个,还需要的测量工具是刻度尺和______.
②在实验过程中应拉动木块1应做______运动.
③他们进行了甲、乙、丙三次操作:

以上三次操作过程,能验证小明说法的两次操作是______.
④如果小明的说法正确,你选择的两次操作中机械效率的大小关系是______.
(2)小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用,请举出一例:______.

【答案】分析:(1)根据斜面的机械效率实验目的可知,需要测拉力和移动的距离的工具.
(2)利用斜面提升木块,额外功主要是克服摩擦力而做的功,若木块加速运动,会使木块的动能逐渐增加,从而增加拉力所做的额外功,若木块变速运动,弹簧测力计示数不稳定,不便于测量;所以拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,且匀速拉动木块.
(3)小明的说法,可以用探究斜面机械效率与斜面长度的关系来验证,然后根据控制变量法去设计实验.
(4)研究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系,应控制斜面的粗糙程度,斜面的长度,物体的重力不变.
解答:解:(l)①由实验目的知,需要测拉力和移动的距离的工具;测距离的工具刻度尺已选择,还缺少测量力的工具:弹簧测力计.
②为了便于测量拉力和尽量减小不必要的额外功,应保持木块沿斜面向上拉动木块,使其做匀速直线运动.
③要验证小明的说法,可以研究斜面机械效率与斜面长度的关系,这个实验应只改变斜面的倾斜程度,控制其它所有可变的因素,如:木板的粗糙程度,木板的长度,木块的重力,木块提升的高度相同.比较甲、乙、丙三个图可知:甲和丙符合.
④如果小明的说法正确,就是指斜面长度越短,机械效率越高,而甲操作中的斜面比丙中的斜面短,则机械效率的大小关系是η>η
(2)使用斜面的特点是方便省力,如:盘山公路、骑自行车爬坡走S形路线、螺丝钉等,
故答案为(1)①弹簧测力计;②匀速直线;③甲和丙;④η>η
(2)盘山公路(或螺丝钉).
点评:本题考查探究斜面机械效率的实验中需测量的物理量、影响因素、综合分析应用等,必须熟练掌握控制变量法.
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(1)为了验证小明的说法,他们设计实验测量斜面的机械效率:
①如图所示,选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个,还需要的测量工具是刻度尺和
弹簧测力计
弹簧测力计

②在实验过程中应拉动木块1应做
匀速直线
匀速直线
运动.
③他们进行了甲、乙、丙三次操作:

以上三次操作过程,能验证小明说法的两次操作是
甲和丙
甲和丙

④如果小明的说法正确,你选择的两次操作中机械效率的大小关系是
η>η
η>η

(2)小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用,请举出一例:
盘山公路(或螺丝钉)
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(1)为了验证小明的说法,他们设计实验测量斜面的机械效率:
①如图所示,选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个,还需要的测量工具是
刻度尺
刻度尺
弹簧测力计
弹簧测力计

②在实验过程中应拉动木块1应做
匀速直线
匀速直线
运动.

甲:用长木板和木块2搭成图示的斜面.把木块1从斜面底端拉到图示位置,测出机械效率为η
乙:保持长木板和木块2不动,把木块1从斜面底端拉到顶端,测出机械效率为η
丙:把木块2向右移动一段距离,再把木块1从斜面底端拉到顶端,测出机械效率为η
③他们进行了甲、乙、丙三次操作,能验证小明说法的两次操作是
甲和丙
甲和丙

④如果小明的说法正确,你选择的两次操作中机械效率的大小关系是
η>η
η>η

(2)小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用,请举出一例:
盘山公路(或螺丝钉)
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