Question

1．某实验小学的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时．用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据．

实验次数	斜面倾斜程度	物块重力G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面长度S/m	机械效率η
1	较缓	5	0.2	2.4	1	41.7%
2	较陡	5	0.5	3.2	1	78.1%
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4%

（1）分析表中的数据可得出：在其它条件一定时，斜面越缓，机械效率越低；
（2）第2次实验中，小木块受到的摩擦力大小为0.7牛；
（3）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，把第4次与第2次测量结果进行计算分析比较，所得结论斜面越粗糙机械效率越小．

Answer 1

分析 （1）分析表格数据时，显然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜程度的改变而引起的．斜面的省力情况通过弹簧测力计测力计的示数体现，弹簧测力计的示数越小越省力；斜面的机械效率的大小从表中可以直接看出来；
（2）根据表格中的数据，求出总功和有用功，从而求出额外功，根据W=fs求出摩擦力；
（3）斜面的有用功是克服物块重力做的功，知道物块的重力和物块上升的高度，可利用公式W_有用=Gh进行计算；总功是拉力做的功，知道拉力的大小和斜面的长，可利；用公式W_总=Fs进行计算；最后根据机械效率的计算公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算出斜面的机械效率．

解答 解：
（1）由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越缓时，沿斜面的拉力F越小，则斜面越省力；由记录的数据可以看出斜面倾斜程度越缓时，斜面的机械效率越低．
（2）则拉力所做的总功为：W_总=Fs=5N×0.5m=2.5J；
根据机械效率公式可知，有用功为：W_有=Gh=3.2N×1m=3.2N；
则额外功为：W_额=W_总-W_有=3.2J-2.5J=0.7J；
克服摩擦力所做的功为额外功，根据W=fs得：摩擦力为：
f=$\frac{{W}_{额}}{l}$=$\frac{0.7J}{1m}$=0.7N．
（3）由题意可知，G=5N，h=0.5m，克服物块重力做的有用功为：W_有用=Gh=5N×0.5m=2.5J，
F=4.5N，s=1m，拉力做的总功为：W_总=Fs=4.5N×1m=4.5J，
则斜面的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{2.5J}{4.5J}$≈55.6%．
要探究机械效率与斜面粗糙程度关系，必须保证斜面倾斜程度和长度相同的情况下（即高度相同，斜面长度相同），
第4次和第2次斜面的长度和高度相同，从数值上可以看出斜面越粗糙机械效率越小．
故答案为：（1）低；（2）0.7；（3）斜面越粗糙机械效率越小．

点评 本题考查斜面的机械效率，要会分析实验数据总结规律，关键是找准需要分析的项目．影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度，注意控制变量法，在研究机械效率和某一因素关系时，要说明其他两个因素保持一定．