Question

下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．

实验次数	斜面与水平夹角	小车的重力C/N	斜面的粗糙程度	斜面的高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长S/m	有用功W有/J	总功W/总/J	机械效率%
1	20°	2.1	玻璃面	0.09	0.6	0.5	0.189	0.30	63
2	30°	2.1	玻璃面	0.21	1.1	0.5	0.441	0.55	80.2
3	45°	2.1	玻璃面	0.36	1.8	0.5
4	45°	2.1	棉布面	0.36	2.0	0.5	0.756	1.00	75.6

（1）请将上表中空格补充完整．第3次有用功

0.756

J，总功

0.9

J，机械效率

84

%．
（2）比较实验次数1，2，3，得到的结论是

斜面的光滑程度相同时，斜面的斜面的倾斜角度越大，机械效率越高

．
（3）把第4次与第

5

次测量结果相比较，还能得出：在物重和斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低．
（4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力

大于

物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）斜面在生产和生活中应用十分广泛，请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例，举例：

盘山公路

．

Answer 1

分析：（1）斜面的有用功是克服小车重力做的功，用公式W_有用=Gh计算，总功是拉力做的功，用公式W_总=FS计算，机械效率等于有用功和总功的比值，用公式η=

W有用

W总

计算；
（2）采用控制变量法思想探究的实验，在得实验结论时，找准变量和不变量；
（3）用弹簧拉着物体沿斜面做匀速向上运动，首先进行受力分析，由运动状态判断物块所受的拉力与物块所受的摩擦力的大小关系；
（4）在实际生活生产中应用了斜面工作原理的实例有盘山公路和螺丝钉的螺纹等，都是为了省力．

解答：解：（1）有用功W_有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J，总功W_总=FS=1.8N×0.5m=0.9J，
机械效率η=

W有用

W总

×100%=

0.756J

0.9J

×100%=84%；
（2）分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的光滑程度相同时，斜面的斜面的倾斜角度越大，机械效率越高；
（3）比较4、5次数据可知，物重和斜面的倾斜程度一样，斜面的粗糙程度不同，因此4、5次数据可以说明在物重和斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低；
（4）当用弹簧拉着物体沿斜面做匀速向上运动时，物体的受力情况如下图：

由图可见，物体受到重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力，因为支持力不变，所以摩擦力的大小也不变．由于物块又做匀速直线运动，则弹簧测力计的拉力大小等于摩擦力和重力在沿斜面方向的分力的和，所以物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力．
（5）实际生活生产中应用斜面工作原理的实例：盘山公路，螺丝钉的螺纹．
故答案为：（1）0.756；0.9；84；（2）斜面的光滑程度相同时，斜面的斜面的倾斜角度越大，机械效率越高； （3）5；（4）大于；（5）盘山公路．

点评：（1）本题考查斜面的机械效率，要会分析实验数据总结规律，关键是找准需要分析的项目．影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度，注意控制变量法，在研究机械效率和某一因素关系时，要说明其他两个因素保持一定．
（2）该题主要考查了计算斜面的有用功、总功、机械效率，以及斜面在生活中的应用．