Question

某物理学习小组，针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了实验探究活动．将长度为l m的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面（如图所示）．用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动．完成斜面机械效率测量．下表中呈现的是部分实验数据，请把表格补充完整．

实验次数	1	2	3	4
斜面高度h/m	0.15	0.20	0.25	0.30
拉力F/N	2.7	3.2	3.6	4.1
机械效率η	0.56	0.63	0.69

在此实验中应拉动小木块作

 

运动，同时应控制

 

等因素不变．
（1）疑惑一：“斜面的机械效率越高越省力吗？”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论

 

（2）疑惑二，“斜面倾斜程度越大，拉动滑块的机械效率也一定越大吗？”
请进一步分析表中实验数据，写出正确的结论：斜面倾斜程度越大，机械效率

 

（3）疑惑三：“斜面倾斜程度越大，拉动滑块的摩擦力也一定越大吗？”
请再分析表中实验数据，写出正确的结论

 

．

Answer 1

分析：（1）斜面机械效率高低跟斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度有关．研究斜面机械效率高低的影响因素采用控制变量法．
（2）相同条件下，斜面越高越费力．
（3）摩擦力的大小跟压力大小、接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（4）先求出有用功，再求出总功，然后根据η=

W有

W总

进行计算．

解答：解：（1）斜面的机械效率为：η=

W有

W总

=

Gh

Fl

=

10N×0.3m

4.1N×1m

≈0.73．
（2）实验过程中保持木块做匀速直线运动，研究斜面机械效率跟斜面倾斜程度的关系时，保持斜面的粗糙程度不变．
（3）从表格分析，斜面的倾斜程度越大，拉力越大，所以斜面的粗糙程度一定时，斜面的机械效率越高越费力．
（4）从表格分析，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，所以斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大机械效率越高．
（5）斜面倾斜程度增大，接触面的粗糙程度不变，压力减小，摩擦力减小．
故答案为：0.73；匀速直线；斜面粗糙程度不变；（1）斜面的粗糙程度一定时，斜面的机械效率越高越费力；（2）越高．（3）斜面粗糙程度不变斜面倾斜程度越大，摩擦力越小．

点评：（1）掌握斜面倾斜程度越高越费力，机械效率越高．
（2）掌握摩擦力大小的影响因素．
（3）根据η=

W有

W总

进行计算．