Question

某物理学习小组，针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了实验探究和理论探究活动．

实验探究：

将长度为l m的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面(如图所示)．用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动。完成斜面机械效率测量．下表呈现的是部分实验数据：

实验次数	1	2	3	4
斜面高度h/m	0.15	0.20	0.25	0.30
拉力F/N	2.7	3.2	3.6	4.1
机械效率η	0.56	0.63	0.69	0.73

(1)疑惑一：“斜面的机械效率越高越省力吗?”

请报据表中的实验数据，写出正确的结论。                                   

(2)疑惑二，“斜面倾斜程度越大拉力越大，滑块受到的摩擦力也一定越大吗?”

请进一步分析表实验数据，写出正确的结论：                                 

简述理由：                                                               

[理论探究]

(3)疑惑三。“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’量，能通过‘可测量’量求出摩擦力吗?”

请根据已有的知识推导：对于倾斜程度不同的斜面，在拉力F作用下(拉力方向沿斜面向上)使重为G的滑块沿斜面匀速移动时，滑块受到的摩擦力f的数学表达式（斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量）

Answer 1

（1）机械效率越高的斜面，不一定越省力。（机械效率越高的斜面越费力）

（2）斜面倾斜程度越大拉力越大，但摩擦力不一定越大（摩擦力越小）

理由：因为由实验数据可知斜面倾斜程度变大，斜面的机械效率随之也变大，额外功占总功的比例变小，所以摩擦力不一定变大。（斜面倾斜程度越大，滑块对斜面的压力变小，因此滑块受到的摩擦力变小）

（3）当滑块沿斜面匀速向上运动时：

由功的关系Fl=Gh+fl

可得f=F-Gh/l

当滑块沿斜面匀速向下运动时：

由功的关系Gh=Fl+fl

可得f=Gh/l-F