Question

5．在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F拉动小车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图所示．多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在如表的表格中，根据表格中数据回答下列问题：

斜面 倾斜度	小车重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长 S/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	斜面的 机械效率
较缓	10	0.1	3	1	1	3	33.3%
较陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.4		1		6

（1）当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为6N；做的有用功为4J；斜面的机械效率为66.7%．
（2）通过数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，需要的拉力越大．

Answer 1

分析 （1）由表格的数据可知，斜面“最陡”时，拉力做的总功和拉力方向移动的距离，利用F=$\frac{W}{s}$求出沿斜面拉力；根据W=Gh求出有用功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出斜面的机械效率；
（2）三次实验中，木块重力一样，那么沿斜面的拉力越小，表明越省力．

解答 解：
（1）当斜面“最陡”时，
沿斜面拉力为F=$\frac{W}{s}$=$\frac{6J}{1m}$=6N；
对木块做的有用功W_有=Gh=10N×0.4m=4J；
斜面的机械效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{4J}{6J}$≈66.7%．
（2）在三次实验中，木块的重力都是10N，其中斜面最陡时，用的拉力最大；即斜面越陡，需要的拉力越大．
故答案为：（1）6；4；66.7；（2）大．

点评 本题考查了影响斜面机械效率的因素、斜面机械效率的计算等，是一道综合题．