Question

15．某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了表中的实验数据．       

实验 次数	斜面的倾 斜程度	物块重 力G/N	斜面高 度h/m	拉力 F/N	斜面长 度S/m	机械效 率η/%
1	较缓	5	0.2	2.4	1	41.7
2	较陡	5	0.5	3.2	1	78.1
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4

（1）分析表中的数据可知：斜面的倾斜程度越大，机械效率越高（选填“高”或“低”）．
（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为55.6%．
（3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关．
（4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，根据平衡力知识，可知物块所受的拉力大于物块所受的滑动摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）斜面是一种省力机械，斜面越平缓就越省力（选填“省力”“费力”“等臂”）．

Answer 1

分析 （1）根据表中机械效率与斜面倾斜程度两栏得出相应的结论；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出这种情况下斜面的机械效率；
（3）根据控制变量法分析四组实验数据，抓住变量和不变量即可得出结论；
（4）实验过程中，用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时，拉力F除克服摩擦力f外还要克服一部分物体的重力，根据W=Fs分析总功和额外功的大小即可得出答案；
（5）同一水平面成向上倾斜角度的平面叫斜面，使用斜面可以省力；斜面的省力程度与斜面的光滑程度和倾斜程度有关．

解答 解：（1）分析表中的数据可知：斜面的倾斜程度越大，机械效率越．
（2）这种情况下斜面的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{5N×0.5m}{4.5N×1m}$×100%≈55.6%．
（3）分析表格中的第二列和第七列可知斜面的机械效率与倾斜程度有关，分析低2次和第4次实验数据可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关；
故斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关．
（4）实验过程中，用弹簧测力计的拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力，因此属多力平衡；
根据W_总=W_有+W_额，W_额小于W_总，即fS小于FS，斜面的长S相同，所以f＜F．
（5）斜面是一种省力机械；斜面的坡度越小，省力越多．
故答案为：（1）高；
（2）55.6%；
（3）斜面倾斜程度；斜面粗糙程度；
（4）平衡力；大于；
（5）省力；省力．

点评 本题考查斜面的机械效率的实验，涉及到功的计算、效率的计算，关键是会根据控制变量法分析实验数据总结规律．