Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)斜面來研究斜面省力情況、斜面機(jī)械效率與斜面傾角的關(guān)系，他先測(cè)出了小車的重，然后用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面拉動(dòng)小車，調(diào)節(jié)斜面傾城傾角的大小多次測(cè)量，得到下表所示數(shù)據(jù)：

斜面傾角θ	12°	30°	45°
小車重G/N	5	5	5
斜面高h(yuǎn)/m	0.2	0.5	0.7
斜面長(zhǎng)s/m	1	1	1
拉力F/N	2.1	3.6	4.3
有用功W有用/J	1	2.5	3.5
總功W總/J	2.1	3.6	4.3
機(jī)械效率η	48%	69%	81.4%

（1）請(qǐng)你將表格中空白處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；
（2）分析表中數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：斜面傾角θ越

小

，斜面越省力，斜面的機(jī)械效率越

低

；
（3）實(shí)驗(yàn)過程中拉力的方向應(yīng)與斜面

平行

．

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵赫{(diào)節(jié)斜面高度，探索斜面的省力情況、斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系，采用控制變量法；
（1）克服重力做的功為有用功；拉力做的功為總功；機(jī)械效率等于有用功與總功的比值．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，尋找斜面的省力情況、斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系的規(guī)律．
（3）本題中克服摩擦力做功為額外功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力要克服摩擦力和重力做功，所以拉力的方向必須與斜面平行．

解答：解：（1）斜面傾角為12°時(shí)的有用功：
W_有=Gh=5N×0.2m=1J；
斜面傾角為30°時(shí)的總功：
W_總=Fs=3.6N×1N=3.6J；
斜面傾角為45°時(shí)的機(jī)械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

3.5J

4.3J

×100%≈81.4%；
（2）分析表中第一、二、五、八列可以得出：斜面傾斜角度θ越小，使用斜面越省力，斜面的機(jī)械效率越低．
（3）拉力要克服摩擦力和重力做功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力的方向必須平行于斜面向上．
故答案為：（1）1；3.6；81.4%；（2）小；低；（3）平行．

點(diǎn)評(píng)：考查斜面的機(jī)械效率的計(jì)算，斜面機(jī)械效率與斜面傾角之間的關(guān)系，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)語(yǔ)言表達(dá)要準(zhǔn)確到位．