Question

9．如圖所示，某實(shí)驗(yàn)中學(xué)的同學(xué)們在探究“斜面的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊，收集了表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	傾斜程度	物重G/N	斜面高h(yuǎn)/m	拉力F/N	斜面長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）分析表中的數(shù)據(jù)可得出：在其它條件一定時(shí)，斜面越緩越省力（選填“省”或“費(fèi)”）；斜面越陡，機(jī)械效率越高（選填“高”或“低”）．
（2）該小組又進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，他們在斜面上鋪上棉布，使斜面變粗糙，保持斜面高和長分別是0.7m和1m，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)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77.8%．把第4次與第3次測量結(jié)果相比較，還能得出，在其它條件一定時(shí)，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低．
（3）當(dāng)用彈簧測力計(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”）．
（4）斜面在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)你舉出一個(gè)生產(chǎn)或生活中利用斜面的實(shí)例．舉例：盤山公路．

Answer 1

分析 （1）分析表格數(shù)據(jù)時(shí)，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(jì)測力計(jì)的示數(shù)體現(xiàn)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)越小越省力；斜面的機(jī)械效率的大小從表中可以直接看出來；
（2）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(jì)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(jì)算；最后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計(jì)算出斜面的機(jī)械效率．
探究機(jī)械效率與斜面粗糙程度關(guān)系時(shí)，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．
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，用彈簧測力計(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．
（4）在實(shí)際生活生產(chǎn)中應(yīng)用了斜面工作原理的實(shí)例有盤山公路和螺絲釘?shù)穆菁y等，都是為了省力．

解答 解：
（1）由記錄的數(shù)據(jù)可以看出，在其它條件一定時(shí)，斜面的傾斜程度越緩時(shí)，沿斜面的拉力F越小，則斜面越省力；
由記錄的數(shù)據(jù)可以看出斜面傾斜程度越陡時(shí)，斜面的機(jī)械效率越高．
（2）第4次實(shí)驗(yàn)，G=5N，h=0.7m，
克服物塊重力做的有用功為：W_有用=Gh=5N×0.7m=3.5J，
F=4.5N，s=1m，
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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3.5J}{4.5J}$×100%≈77.8%．
要探究機(jī)械效率與斜面粗糙程度關(guān)系，必須保證斜面傾斜程度和長度相同的情況下（即高度相同，斜面長度相同），
第4次和第3次斜面的長度和高度相同，從數(shù)值上可以看出斜面越粗糙機(jī)械效率越�。�
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，克服摩擦力f所做的功是額外功，用彈簧測力計(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s相同，所以f＜F．
（4）實(shí)際生活生產(chǎn)中應(yīng)用斜面工作原理的實(shí)例：盤山公路，螺絲釘?shù)穆菁y．
故答案為：（1）��；高．
（2）77.8%；3．
（3）大于．
（4）盤山公路．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了計(jì)算斜面的有用功、總功、機(jī)械效率，以及斜面在生活中的應(yīng)用．對(duì)于斜面的機(jī)械效率，要會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，關(guān)鍵是找準(zhǔn)需要分析的項(xiàng)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(shí)，要說明其他兩個(gè)因素保持一定．