Question

19．用图示装置探究“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	小车	4	15	0.5	90	95.2
2	木块	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次实验的拉力是1.1N，总功是0.99J，机械效率为60.6%．
（3）由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越大，机械效率越小．
（4）第2次实验中，木块所受摩擦力为0.43N．

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；
（3）利用控制变量法分析表格中数据，然后得出结论；
（4）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1.1N，
有用功为W_有=Gh=4N×0.15m=0.6J，
总功为W_总=Fs=1.1N×0.9m=0.99J，
机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.99J}$×100%≈60.6%；
（3）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，
且摩擦力越大，斜面的机械效率越低，故可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越大，机械效率越小；
（4）克服斜面摩擦力所做的额外功：
W_额=W_总-W_有=0.99J-0.6J=0.39J，
由W=Fs可得，摩擦力的大小：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{0.39J}{0.9m}$≈0.43N．
故答案为：
（1）匀速直线；
（2）1.1；0.99；60.6；
（3）摩擦力；
（4）0.43．

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．