Question

7．小聰利用斜面進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)．

（1）圖中的數(shù)據(jù)是在測(cè)量斜面機(jī)械效率時(shí)得到的，由此可知此時(shí)斜面的機(jī)械效率η=45.7%．
（2）為了進(jìn)一步探究斜面的特點(diǎn)，小聰接著做了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	傾斜角度	鐵塊重/N	拉力/N	斜面高/cm	斜面長(zhǎng)/cm	機(jī)械效率
1	較小	10	4.9	10	100	20%
2	較大	10	6.7	30	100	45%
3	更大	10	8.4	50	100	60%

①分析表中數(shù)據(jù)可知，沿斜面向上勻速拉動(dòng)同一物體時(shí)，斜面傾斜角度越大，機(jī)械效率越高，拉力越大．
②由表中第2次數(shù)據(jù)可知，此過(guò)程中鐵塊與斜面之間的摩擦力為3.7N．

Answer 1

分析 （1）對(duì)于斜面來(lái)說(shuō)，克服物體重力做的功是有用功，可以用W_有用=Gh來(lái)計(jì)算；拉力做的功是總功，可以用W_總=Fs來(lái)計(jì)算；斜面的機(jī)械效率可以用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$來(lái)計(jì)算．
（2）對(duì)比表中三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以得出斜面傾斜角度對(duì)斜面機(jī)械效率和拉力的影響；
根據(jù)表中第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以求出有用功和總功，額外功等于總功與有用功之差，而克服摩擦力做的功是額外功，根據(jù)f=$\frac{{W}_{額外}}{s}$可以求出摩擦力，

解答 解：（1）有用功為：W_有用=Gh=10N×0.2m=2J；總功為：W_總=Fs=6.25N×0.7m=4.375J；
所以機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{2J}{4.375J}$×100%≈45.7%．
（2）①分析對(duì)比表中三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨著斜面傾斜角度的增大，機(jī)械效率也增大，拉力也越大；
②由圖中第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，有用功為：W_有用=Gh=10N×0.3m=3J；總功為：W_總=Fs=6.7N×1m=6.7J；
所以額外功為：W_額外=W_總-W_有用=6.7J-3J=3.7J，
所以物體與斜面之間的摩擦力為：f=$\frac{{W}_{額外}}{s}$=$\frac{3.7J}{1m}$=3.7N．
故答案是：（1）45.7%；（2）①高；大；②3.7．

點(diǎn)評(píng) 該題主要考查了三種功及機(jī)械效率的計(jì)算方法，值得注意的是第（1）問(wèn)當(dāng)物體升高20cm時(shí)，拉力通過(guò)距離的確定．