Question

3．如圖是小明同學(xué)斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．

實(shí)驗(yàn)時(shí)他用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面的 傾斜程度	物塊重量G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長(zhǎng)s/m	機(jī)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(jī)械效率跟斜面的傾斜程度的關(guān)系．在第1次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為20%，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約4J．
（2）分析表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面越陡，機(jī)械效率越高．若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持斜面的傾斜程度不變．
（3）當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊時(shí)，物塊所受的拉力大于物塊所受的摩擦力（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）影響斜面機(jī)械效率的因素有：斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度，題中保證了粗糙程度一定而傾斜程度不同，當(dāng)然是探究斜面機(jī)械效率和斜面傾斜程度的關(guān)系；
斜面的機(jī)械效率可以根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出；
物塊和斜面增加的內(nèi)能，就等于物塊克服與斜面之間的摩擦力所做的功，即額外功，W_額=W_總-W_有用；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，看斜面的機(jī)械效率隨傾斜程度的增大如何變化，從而得出結(jié)論；要探究斜面機(jī)械效率和傾斜程度的關(guān)系，就要采用控制變量法控制斜面的傾斜程度一定；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用彈簧測(cè)力計(jì)拉物體在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服摩擦力f所做的功是額外功，分析總功和額外功的大小即可得出答案．

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(jī)械效率和斜面傾斜程度的關(guān)系；
第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{10N×0.1m}{5.0N×1m}$×100%=20%；
物塊和斜面增加的內(nèi)能即額外功，W_額=W_總-W_有用=5.0N×1m-10N×0.1m=4J；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：斜面的傾斜程度越大，即斜面越陡，斜面的機(jī)械效率越高；
要探究斜面機(jī)械效率和斜面粗糙程度的關(guān)系，就要控制斜面的傾斜程度一定．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，克服摩擦力f所做的功是額外功，用彈簧測(cè)力計(jì)的拉力所做的功是總功，
根據(jù)W_總=W_有+W_額，W_額小于W_總，即fS小于FS，斜面的長(zhǎng)S相同，所以f＜F．
故答案為：
（1）斜面的傾斜程度；20%；4；
（2）高；斜面的傾斜程度；
（3）大于．

點(diǎn)評(píng) 解答此題我們要知道：影響斜面機(jī)械效率的因素、做功改變物體內(nèi)能、控制變量法的使用、斜面機(jī)械效率的計(jì)算，是一道綜合題．