Question

20．斜面是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，生活中人們常常利用它來省力，小明想探究“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度的關(guān)系”．于是他找來木塊A，長(zhǎng)木板B，三個(gè)高度不同的長(zhǎng)方體C和一把彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示
（1）除上述器材外，小明要完成實(shí)驗(yàn)還需要的一種器材是刻度尺；
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)沿斜面向上拉動(dòng)木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如表，則第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的機(jī)械效率為71.4%；
（4）分析比較表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：斜面越陡，機(jī)械效率越高；
（5）除了傾斜程度會(huì)影響斜面的機(jī)械效率，你還能猜想到斜面的粗糙程度也會(huì)影響到斜面的機(jī)械效率，這樣猜想的依據(jù)是斜面越粗糙、摩擦力越大，做的額外功越多，機(jī)械效率就越低．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面傾斜程度	木塊重G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	木塊沿斜面移動(dòng)的距離s/m	斜面的機(jī)械效率η
1	較緩	5	0.2	3.3	0.5	60.6%
2	較陡	5	0.25	3.8	0.5	65.8%
3	最陡	5	0.3	4.2	0.5

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格可以發(fā)現(xiàn)要測(cè)量斜面的高度和木塊沿斜面移動(dòng)的距離，就要使用長(zhǎng)度的測(cè)量工具---刻度尺；
（2）要測(cè)量沿斜面的拉力，就要讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹挥羞@樣，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，測(cè)量才夠準(zhǔn)確；
（3）使用斜面的目的是使物體的位置提高，需要克服的是物體的重力，所以W_有=Gh；總功就是沿斜面的拉力所做的功，所以W_總=Fs；機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%；
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看隨著傾斜程度的變大，機(jī)械效率是如何變化的，從而得出結(jié)論；
（5）影響滑動(dòng)摩擦力的因素有斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度等，據(jù)此分析．

解答 解：（1）要測(cè)量斜面的高度和木塊沿斜面移動(dòng)的距離就要使用長(zhǎng)度的測(cè)量工具---刻度尺．
（2）為了保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，就要讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)，有用功W_有=Gh=5N×0.3m=1.5J，
總功W_總=Fs=4.2N×0.5m=2.1J，
斜面的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.5J}{2.1J}$×100%≈71.4%．
（4）由圖中數(shù)據(jù)可知：斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高．
（5）除了傾斜程度會(huì)影響斜面的機(jī)械效率，斜面的粗糙程度也會(huì)影響到斜面的機(jī)械效率，因此斜面越粗糙、摩擦力越大，做的額外功越多，機(jī)械效率就越低．
故答案為：（1）刻度尺；
（2）勻速直線；
（3）71.4%；
（4）機(jī)械效率越高；
（5）斜面越粗糙、摩擦力越大，做的額外功越多，機(jī)械效率就越低．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量斜面機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，主要考查的是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理能力、斜面機(jī)械效率的計(jì)算以及影響斜面機(jī)械效率因素的掌握情況，難度不大，是一道好題．