Question

5．一座高達40m的大橋，總長為8350m，其中正橋只有850m，而兩側(cè)引橋卻長達7500m，一座大橋為什么要有這么長的引橋呢？小明很奇怪，請教老師后他明白了引橋相當于一個斜面．
（1）小明用如圖所示的斜面進行模擬實驗，請將第三次實驗數(shù)據(jù)補充完整．

斜面傾斜度	小車重G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長L/m	機械效率η
較緩	4	0.3	1.8	1	67%
較陡	4	0.3	2.0	0.8	75%
最陡	4	0.3	2.8	0.5

（2）通過對上述實驗數(shù)據(jù)分析，在保持斜面高度不變的情況下，改變斜面的長度，發(fā)現(xiàn)斜面越長，斜面的傾斜程度越小，拉動小車勻速上升的力F越�。�由此他明白了很長的引橋在汽車上橋是能起到省力（“省力”或“省功”）的作用．
（3）通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，你對斜面機械效率與傾斜程度的關(guān)系可獲得的初步結(jié)論是：當斜面的粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高．
（4）若小明還想要探究斜面機械效率與物重的關(guān)系，實驗時應(yīng)控制不變的量是：斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度．
（5）若一列長200m的火車以10m/s的速度勻速通過一側(cè)長3750m引橋，需要的時間為395s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第三次實驗的機械效率；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，拉力與斜面傾斜程度的關(guān)系；根據(jù)功的原理可知，使用機械時不可能省功，省力的機械必然要費距離，省距離機械必然要費力；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，斜面機械效率與傾斜程度的關(guān)系；
（4）根據(jù)控制變量法分析可知，探究斜面機械效率與物重的關(guān)系時，需保持斜面的傾斜度相同，物重不同；
（5）由速度的變形公式即可求出需要的時間．

解答 解：（1）第三次實驗的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.3m}{2.8N×0.5m}$×100%=86%；
（2）分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，在保持斜面高度不變的情況下，改變斜面的長度，發(fā)現(xiàn)斜面越長，斜面的傾斜程度越小，拉動小車勻速上升的力F越小．
由此他明白了小車利用斜面上升時，增大了運動的距離，故可以省力，但卻不能省功．
（3）通過對實驗數(shù)據(jù)的分析可知，當斜面的粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高．
（4）探究斜面機械效率與物重的關(guān)系，實驗時應(yīng)控制斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不變．
（5）由v=$\frac{s}{t}$可得，通過橋需要的時間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3750m+200m}{10m/s}$=395s．
故答案為：（1）86%；（2）��；��；省力；
（3）當斜面的粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高；
（4）斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度；（5）395．

點評 此題通過實驗探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度與物重之間的關(guān)系．其中考查了時間和機械效率的計算，并能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論．