小明用木板搭成一个长度S=0.5m.高度为h=0.22m的斜面.用弹簧测力计将重力G=0.5N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端.弹簧测力计的示数F=4.0N．(1)小明在实验中.将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中.斜面机械效率为55%．(2)小明利用上述器材进一步研究发现.木板搭成倾角不同的斜面时.将同一物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

4．

小明用木板搭成一个长度S=0.5m、高度为h=0.22m的斜面，用弹簧测力计将重力G=0.5N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端，弹簧测力计的示数F=4.0N．
（1）小明在实验中，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，斜面机械效率为55%．
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将同一物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W_额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：

L（m）	0.45	0.40	0.35	0.30
W_额外（J）	0.90	0.80	0.70	0.60

通过数据分析，小明得出初步结论：W_额外与L成正比，小明查阅资料后证实此结论是正确的．根据此结论，当斜面的水平长度L=0.4m时，斜面的机械效率为65.2%，此时物块受到的摩擦力为2N．

分析（1）由功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出斜面的效率．
（2）分析表中实验数据，得出额外功与斜面水平长度的关系；
根据斜面的长度与斜面水平长度，由勾股定理求出斜面的高度，
然后由功的公式求出有用功与总功，由效率公式求出斜面的效率；
当木板放在水平面上时，克服摩擦力做的功为额外功，
根据额外功与斜面水平长度的关系求出斜面水平时的额外功，
由功的公式求出摩擦力，然后由平衡条件求出弹簧测力计的拉力．
然后由功的计算公式求出．

解答解：（1）有用功：W_有用=Gh=5N×0.22m=1.1J，
总功：W_总=Fs=4N×0.5m=2J，
斜面的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.1J}{2J}$×100%=55%；
（2）由表中实验数据可知，额外功与斜面的长的比值是定值即：
$\frac{0.90J}{0.45m}$=$\frac{0.80J}{0.40m}$=$\frac{0.70J}{0.35m}$=$\frac{0.60J}{0.30m}$，
可得出结论：W_额外与L成正比；
当斜面的水平长度L=0.40m时，
斜面高度h′=$\sqrt{{s}^{2}{-L}^{2}}$=$\sqrt{（0.5m）^{2}-（0.4m）^{2}}$=0.3m，
此时有用功：
W_有用′=Gh′=5N×0.3m=1.5J，
总功：
W_总′=W_有用′+W_额外=1.5J+0.80J=2.3J，
效率η′=$\frac{{W}_{有用}^{′}}{{W}_{总}^{′}}$×100%=$\frac{1.5J}{2.3J}$×100%=65.2%；
当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L=S=0.50m，
设此时的额外功为W，则$\frac{0.45m}{0.90J}$=$\frac{0.50m}{W}$，
解得：W=1J，
因为W=fS，所以f=$\frac{W}{s}$=$\frac{1J}{0.50m}$=2N，
物体做匀速运动，由平衡条件得：
弹簧测力计的拉力F=f=2N；
故答案为：（1）55%；（2）正；65.2%；2．

点评本题考查了求斜面效率、实验数据分析、求拉力等问题，有一定的难度；掌握功的计算公式、效率公式、总功与有用功与额外功间的关系即可正确解题．

练习册系列答案

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实验	G/N	F/N	h/m	s/m	W_有用/J	W_总/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．
（2）第三次实验有机械效率是74.1%；
（3）比较实验1.2，第2次的机械效率较低，主要原因是有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多；
（4）比较实验2.3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是摩擦力不同，使用滑轮组的优点是可以省力和可以改变用力方向．

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（2）利用图乙装置进行以下操作：
①为了使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整三者的位置，使它们的中心在同一高度上；
②当蜡烛距凸透镜的位置如乙图所示时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、放大（选填“放大”或“缩小”）的实像，成像情况与此类似的是投影仪（填照相机、投影仪或放大镜）；
③将蜡烛移到距凸透镜5cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从乙图所示中的右侧透过凸透镜直接观察（选填“左”或“右”）．

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