Question

摩擦对机械的效率有重要影响．小聪根据摩擦力的有关知识，分析斜面机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．于是他设计实验进行探究，他的实验装置如图所示．
（1）请将下列实验步骤补充完整．
①用弹簧测力计测出木块的重力
②弹簧测力计______拉动木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计示数．
③用刻度尺分别测出木块沿斜面移动的距离s及上升的高度h．
④记录实验数据并填入表格中．
⑤保持斜面的______不变，将棉布铺在木板上，重复上述步骤．

表面材料	木块重力G/N	斜面高度h/m	沿斜面的拉力F/N	斜面长s/m	机械效率η（/%）
木板	2.1	0.4	1.6	0.8	65.6
棉布	2.1	0.4	2.0	0.8

（2）斜面表面为木板时，斜面对木块的摩擦力是______N
（3）斜面表面为棉布时的机械效率为______
（4）分析实验数据得出的实验结论是______．

Answer 1

解：（1）②在实验时应用弹簧测力计匀速拉动木块沿斜面向上运动；
⑤探究斜面机械效率与斜面粗糙程度之间的关系，需保持其它条件不变，根据表格中数据知，保持斜面长度和高度不变；
（2）W_总=Fs=1.6N×0.8m=1.28J
W_有用=Gh=2.1N×0.4m=0.84J
W_额=W_总-W_有用=1.28J-0.84J=0.44J
W_额=F_摩s，所以F_摩===0.55N
（3）η=×100%=×100%=×100%=52.5%
（4）由表格中数据知，其它条件不变，接触面越粗糙，机械效率越低．
故答案为：（1）②匀速；⑤长度和高度（或倾角）；（2）0.55；（3）52.5%；（4）其它条件不变，接触面越粗糙，斜面的机械效率越低．
分析：（1）②在实验中要匀速拉动测力计，此时木块受力平衡，拉力比较稳定，才能正确地测量拉力；
⑤在实验中要保持斜面的长度和高度即倾斜程度不变，斜面的倾斜程度会影响摩擦力的大小；
（2）根据表格中数据计算出总功和有用功，计算出额外功即克服摩擦力做的功，根据公式F_摩=计算出摩擦力；
（3）根据公式η=×100%=×100%计算出机械效率；
（4）根据表格中不变的量和改变的量结合机械效率的变化得出结论．
点评：此题是摩擦对机械的效率有重要影响，考查了机械效率的计算，总功、有用功的计算，同时考查了实验数据的分析．此题中对额外功的理解是非常重要的，额外功是指克服摩擦做的功．