Question

13．用如图所示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表．

实验次数	物体种类	物重G/N	斜面高h/cm	沿斜面的拉力F/N	斜面长s/cm	机械效率η/%
1	木块	4	15	1.0	90	66.7
2	小车	4	15		90

（1）沿斜面拉动物体时，应使其做匀速直线运动．
（2）根据图中测力计示数，可知第2次实验时拉力的大小为0.7N，机械效率为95.2%．
由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大．
（3）第1次实验中，木块所受摩擦力为0.33N．

Answer 1

分析 （1）要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
（2）根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小，根据W=Gh求出有用功，利用W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出斜面的机械效率；
利用控制变量法分析表格中数据，然后得出结论；
（3）额外功为克服斜面摩擦力做的功，大小为总功减去有用功，根据W=fs求出摩擦力的大小．

解答 解：（1）为了保证弹簧测力计的示数稳定，便于读数，应让木块做匀速直线运动；
（2）由图可知：弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为0.7N，
有用功为W_有=Gh=4N×0.15m=0.6J，
总功为W_总=Fs=0.7N×0.9m=0.63J，
机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.63J}$×100%≈95.2%；
由表格数据可知，物重、斜面高、斜面长相同，物体的种类即小车和木块的摩擦力不同，滑轮组的机械效率不同，
且摩擦力越小，斜面的机械效率越大，故可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大；
（4）克服斜面摩擦力所做的额外功：
W_额=W_总-W_有=1.0N×0.9m-4N×0.15m=0.9J-0.6J=0.3J，
由W=Fs可得，摩擦力的大小：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{0.3J}{0.9m}$≈0.33N．
故答案为：
（1）匀速直线；
（2）0.7；95.2；摩擦力；
（3）0.33．

点评 本题考查了斜面机械效率的探究实验，涉及到实验的注意事项、弹簧测力计的读数、功和摩擦力的计算，利用好控制变量法分析数据得出结论是关键．