Question

5．如图是小明同学探究“斜面的机械效率跟什么因素有关”的实验装置．
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动．实验的部分数据如下：

实验次数	斜面的倾斜程度	物块重G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面长s/m	机械 效率
1	较缓	10	0.1	5.0	1
2	较陡	10	0.3	6.7	1	45%
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60%

（1）小明探究的是斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度的关系．在第1次实验中，斜面的机械效率为20%．
（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高．
（3）第三次实验物块与斜面的摩擦力是3.4N．

Answer 1

分析 （1）影响斜面机械效率的因素有：斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度，利用控制变量法分析小明探究斜面机械效率与什么因素的关系；
斜面的机械效率可以根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算；
（2）分析表格中的数据，看斜面的机械效率随倾斜程度的增大如何变化，从而得出结论；
（3）克服与摩擦所做的功转化为了物块和斜面的内能，即额外功：W_额=W_总-W_有用；根据表中实验数据求出额外功，然后由功的计算公式求出摩擦力．

解答 解：（1）题中保证了斜面的粗糙程度一定，斜面的倾斜程度不同，是探究斜面机械效率和斜面倾斜程度的关系；
第1次实验的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{10N×0.1m}{5N×1m}$×100%=20%；
（2）分析表中数据可知：在斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，即斜面越陡，斜面的机械效率越高；
（3）由表中第3组实验数据可知，W_总=Fs=8.4N×1m=8.4J，
W_有用=Gh=10N×0.5m=5J，额外功：W_额=W_总-W_有用=8.4J-5J=3.4J，
由W_额=fs可得，
摩擦力f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{3.4J}{1m}$=3.4N．
故答案为：
（1）斜面的倾斜程度；20%；
（2）高；
（3）3.4．

点评 本题考查了探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验，涉及到功和机械效率的计算，关键是控制变量法的应用以及分析实验数据得出结论．