Question

小剛小組探究了影響滑輪組機(jī)械效率的因素后，聯(lián)想斜面也是一種機(jī)械，那么斜面的機(jī)械效率與斜面的哪些因素有關(guān)呢？小剛猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)，小萌猜想可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)．于是他們將一塊長木板的一端墊高，構(gòu)成長度一定、高度可調(diào)的斜面，用彈簧測力計(jì)拉著同一木塊沿不同的斜面

勻速

向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示．下表是他們實(shí)驗(yàn)記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	斜面粗造程度	斜面傾角θ	物塊重 量G/N	斜面高 度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面 長S/m	有用功 W有/J	總 功 W總/J	斜面的機(jī)械效率%
1	玻璃面	200	2.1	0.09	0.6	0.5	0.189	0.3	63
2	玻璃面	300	2.1	0.21	1.1	0.5	0.441	0.55	80.2
3	玻璃面	450	2.1	0.36	1.8	0.5
4	棉布面	600	2.1	0.4	2.2	0.5	0.84	1.1	76.4

（1）在第③次實(shí)驗(yàn)中，拉力做的有用功是

0.756J

，拉力做的總功是

0.9J

，斜面的機(jī)械效率是

84%

．
（2）分析第①、②、③次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出：

粗糙程度相同時(shí)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高

．
（3）若通過分析第③、④次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越大．你認(rèn)為存在的問題是：

粗糙程度不同，傾斜程度也不同，機(jī)械效率無法比較

．
（4）實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時(shí)，斜面傾角越小，越

省力

（選填“省力”或“費(fèi)力”）．

Answer 1

分析：彈簧測力計(jì)屬于比較靈敏的測量工具，只有勻速拉動(dòng)，才能得到比較準(zhǔn)確的拉力；
（1）使用機(jī)械升高物體時(shí)，克服重力做的功為有用功，拉力做的功為總功，有用功與總功的比值為機(jī)械效率；
（2）分析①、②、③知，斜面傾斜程度不同，斜面的機(jī)械效率不同；
（3）要研究斜面傾斜程度與斜面的機(jī)械效率的關(guān)系，必須保證其它條件一樣；
（4）根據(jù)光滑程度相同，傾斜程度不同時(shí)，所用拉力大小比較．

解答：解：
實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)該保證彈簧測力計(jì)勻速拉動(dòng)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)；
（1）在第三次實(shí)驗(yàn)中
W_有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J
W_總=FS=1.8N×0.5m=0.9J
η=

W有用

W總

=

0.756J

0.9J

=84%；
（2）分析第①、②、③次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出：當(dāng)粗糙程度一定時(shí)，發(fā)現(xiàn)斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高；
（3）③④次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，目的是研究斜面傾斜程度與斜面的機(jī)械效率的關(guān)系，但粗糙程度也不同，所以機(jī)械效率不能比較；
（4）分析①、②、③發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時(shí)，斜面傾角越小，越省力．
故答案為：
勻速；
（1）0.756J；0.9J；0.84%；
（2）粗糙程度相同時(shí)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高；
（3）粗糙程度不同，傾斜程度也不同，機(jī)械效率無法比較；
（4）省力．

點(diǎn)評：本題為斜面機(jī)械效率的測量實(shí)驗(yàn)，考查了測量的方法、機(jī)械效率的計(jì)算、影響機(jī)械效率大小的因素，利用好控制變量法分析是本題的關(guān)鍵．