Question

12．某實驗小組的同學(xué)們在探究“斜面的機(jī)械效率”實驗時，用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動物塊，收集了表中的實驗數(shù)據(jù)．

實驗 次數(shù)	斜面傾斜程度	物塊重G/N	斜面高度h/m	拉力 F/N	斜面長度S/m	機(jī)械效率η
1	較緩	5	0.2	2.4	1	41.7%
2	較陡	5	0.5	3.2	1	78.1%
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4%

（1）請在圖中畫出物塊在斜面底端時所受重力的示意圖．
（2）分析表中的數(shù)據(jù)可得出：斜面越緩越省力（選填“省”或“費”）．
（3）該小組又進(jìn)行了第4次實驗，他們在斜面上鋪上棉布，保持斜面高和長分別是0.5m和1m，用彈簧測力計拉動同一物塊沿斜面向上做勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)為4.5N，他們測得這種情況下斜面的機(jī)械效率為55.6%．
（4）把第4次實驗數(shù)據(jù)與表中第2次數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：當(dāng)斜面傾斜程度一定時，斜面的機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低．

Answer 1

分析 （1）物體所受重力豎直向下，據(jù)此作圖．
（2）析表格數(shù)據(jù)時，顯然拉力和機(jī)械效率的變化是因斜面的傾斜程度的改變而引起的．斜面的省力情況通過彈簧測力計測力計的示數(shù)體現(xiàn)，彈簧測力計的示數(shù)越小越省力．
（3）斜面的有用功是克服物塊重力做的功，知道物塊的重力和物塊上升的高度，可利用公式W_有用=Gh進(jìn)行計算；總功是拉力做的功，知道拉力的大小和斜面的長，可利；用公式W_總=FS進(jìn)行計算；最后應(yīng)用效率公式計算出斜面的機(jī)械效率．
（4）探究機(jī)械效率與斜面粗糙程度關(guān)系時，必須控制斜面高度和長度相同，根據(jù)要求進(jìn)行選擇即可．

解答 解：（1）物體受的重力豎直向下，從物體的重心豎直向下作出物體所受的重力，如圖所示：

（2）由記錄的數(shù)據(jù)可以看出斜面的傾斜程度越緩時，沿斜面的拉力F越小，則斜面越省力；
（3）已知：G=5N，h=0.5m，s=1m，F(xiàn)=4.5N，
克服物塊重力做的有用功為：W_有用=Gh=5N×0.5m=2.5J，
拉力做的總功為：W_總=Fs=4.5N×1m=4.5J，
則斜面的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2.5J}{4.5J}$×100%≈55.6%．
（4）第4次和第2次實驗時，斜面的長度和高度相同，物體的重力相同而接觸面的粗糙程度不同，斜面的機(jī)械效率不同，由此可得：當(dāng)斜面傾斜程度一定時，斜面的機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度有關(guān)，斜面越粗糙機(jī)械效率越�。�
故答案為：（1）如圖所示；（2）�。唬�3）55.6%；（4）當(dāng)斜面傾斜程度一定時，斜面的機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低．

點評 本題考查斜面的機(jī)械效率，要會分析實驗數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，關(guān)鍵是找準(zhǔn)需要分析的項目．影響斜面機(jī)械效率的因素有物塊重力、斜面傾斜程度和斜面粗糙程度，注意控制變量法，在研究機(jī)械效率和某一因素關(guān)系時，要說明其他兩個因素保持一定．