Question

在探究斜面的機械效率與傾斜程度關系的實驗中，如圖所示，將重為G的鐵塊沿斜面從低端勻速拉到頂端，物體上升的豎直高度為h，移動的距離為s，拉力為F，回答下列問題：
（1）斜面機械效率的表達式為η=    （用已知或測量的物理量符號表示）．
（2）依據(jù)此原理，馬富豪做了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表．

試驗 次數(shù)	傾斜 角度	鐵塊重 力G/N	拉力 F/N	斜面高度 h/cm	斜面長度 s/cm	機械 效率
1	較大	10	4.8	30	100	62.5%
2	較小	10	4.0	20	100	50%
3	更小	10	3.3	10	100	30%

①實驗中應控制斜面的    （選填“傾斜”或“粗糙”）程度相同．
②分析表中數(shù)據(jù)可知，沿斜面向上勻速拉動同一物體時，斜面傾斜角度越大，機械效率    ．
③由表中第一次實驗數(shù)據(jù)可知，此過程中鐵塊與斜面之間的摩擦力為    N．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)所給實驗數(shù)據(jù)，由功的公式求出功，然后由效率公式求出效率．
（2）探究斜面機械效率與斜面傾斜程度的關系，應控制斜面粗糙程度相同而斜面傾角不同；
分析表中實驗數(shù)據(jù)，找出斜面機械效率與斜面傾角的關系；
由表中實驗數(shù)據(jù)，求出有用功與總功，然后求出額外功，根據(jù)功的公式求出摩擦力．
解答：解：（1）斜面的機械效率η==．
（2）①探究斜面機械效率與斜面傾斜程度的關系，應控制斜面的粗糙程度相同．
②由表中實驗數(shù)據(jù)可知，沿斜面向上勻速拉動同一物體時，斜面傾斜角度越大，機械效率大．
③由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第一次實驗時，W_有用=Gh=10N×0.3m=3J，
W_總=Fs=4.8N×1m=4.8J，額外功W_額=W_總-W_有用=4.8J-3J=1.8J，
W_額=fs，則摩擦力f===1.8N．
答：（1）；（2）①粗糙；②大；③1.8．
點評：本題考查了效率表達式、實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)分析、求摩擦力等問題，要掌握效率公式、實驗注意事項、功的計算公式，實驗應用了控制變量法．