Question

15．如图所示是某一科学小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：

斜面的倾斜程度	物块重（N）	斜面高（m）	沿斜面拉力（N）	斜面长（m）	机械效率
较缓	10	0.1	5.0	1
较陡	10	0.3	6.7	1	45%
最陡	10	0.5	8.0	1	62.5%

（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动；表格中空缺一项数据为20%．
（2）比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力（选填“省力”或“费力”）的简单机械．
（3）本实验研究了斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响．
（4）表中数据中，斜面最陡时，物块受到斜面的摩擦力是3N．

Answer 1

分析 （1）应沿斜面匀速拉动木块，让木块做匀速直线运动；根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第一次的机械效率；
（2）分析表中实验数据，根据所控制的变量与实验现象分析答题；
（3）分析表中实验数据，根据实验所控制的变量与实验数据，得出实验结论；
（4）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）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动；
第一次的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{10N×0.1m}{50N×1m}$×100%=20%；
（2）比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械；
（3）由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面成像程度对斜面机械效率的影响，由表中实验数据可知：在物体重力与斜面长度不变时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高；
（4）由表中第3组实验数据可知，W_总=Fs=8N×1m=8J，
W_有=Gh=10N×0.5m=5J，额外功：W_额=W_总-W_有=8J-5J=3J，
因为W_额=fs，
所以摩擦力f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{3J}{1m}$=3N．
故答案为：（1）匀速直线；20%；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面的倾斜程度；（4）3．

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据分析、求摩擦力，应用控制变量法、认真分析实验数据、应用功的计算公式即可正确解题．