Question

5．如圖是小明同學(xué)探究“斜面的機械效率跟什么因素有關(guān)”的實驗裝置．
實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動．實驗的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

實驗次數(shù)	斜面的傾斜程度	物塊重G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面長s/m	機械 效率
1	較緩	10	0.1	5.0	1
2	較陡	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機械效率跟斜面的傾斜程度的關(guān)系．在第1次實驗中，斜面的機械效率為20%．
（2）分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越高．
（3）第三次實驗物塊與斜面的摩擦力是3.4N．

Answer 1

分析 （1）影響斜面機械效率的因素有：斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度，利用控制變量法分析小明探究斜面機械效率與什么因素的關(guān)系；
斜面的機械效率可以根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，看斜面的機械效率隨傾斜程度的增大如何變化，從而得出結(jié)論；
（3）克服與摩擦所做的功轉(zhuǎn)化為了物塊和斜面的內(nèi)能，即額外功：W_額=W_總-W_有用；根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出額外功，然后由功的計算公式求出摩擦力．

解答 解：（1）題中保證了斜面的粗糙程度一定，斜面的傾斜程度不同，是探究斜面機械效率和斜面傾斜程度的關(guān)系；
第1次實驗的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{10N×0.1m}{5N×1m}$×100%=20%；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：在斜面粗糙程度相同時，斜面的傾斜程度越大，即斜面越陡，斜面的機械效率越高；
（3）由表中第3組實驗數(shù)據(jù)可知，W_總=Fs=8.4N×1m=8.4J，
W_有用=Gh=10N×0.5m=5J，額外功：W_額=W_總-W_有用=8.4J-5J=3.4J，
由W_額=fs可得，
摩擦力f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{3.4J}{1m}$=3.4N．
故答案為：
（1）斜面的傾斜程度；20%；
（2）高；
（3）3.4．

點評 本題考查了探究斜面機械效率跟什么因素有關(guān)的實驗，涉及到功和機械效率的計算，關(guān)鍵是控制變量法的應(yīng)用以及分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論．