Question

【题目】小明自己设计了一个高度可以调节的斜面与水平面，来探究斜面的省力情况跟斜面与水平面夹角之间的关系。如图甲是他设计的斜面，他用弹簧测力计测得小车的重力为5N，图乙所示。他将小车放在斜面上，不断调节斜面与水平面的夹角θ，得到一组拉力的数据如表：

⑴在小明设计的斜面的顶端装有一个定滑轮，使用定滑轮的目的是________________________

⑵通过分析实验数据，你能得到什么结论？_________________

⑶如果你是一位建筑设计师，需要设计一栋老年人俱乐部的大楼，受到上述实验的启发，你要怎样设计楼梯？ ________________________

⑷利用以上数据，请你计算出第2次实验时该斜面的机械效率大小约为____________。

Answer 1

【答案】 改变拉力方向，能方便地测量出拉力的大小 斜面与水平面的夹角越小，使用时越省力 将楼梯的坡度设计得平缓一些 92.6％

【解析】解答：（1）因为定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向．所以本实验中利用定滑轮是去改变用力方向，方便地测力，又能保证对小车的拉力不改变．（2）从实验数据看，斜面与水平面的夹角不断增大，拉力也不断增大．（3）根据实验结论可知：斜面与水平面的夹角越小，则拉力就会变小，所以为了方便老人们上下，将楼梯的坡度设计得平缓一些．（4）第2次实验时，θ＝30°，则斜面的高h＝Lsinθ，因为W有用＝Gh，W总＝FL，根据η＝ 得：η＝＝ ＝ ＝＝＝92.6%．