题目内容

19．某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了如表中的实验数据． 
实验
次数		斜面的倾
斜程度		物块重
力G/N		斜面高
度h/m		拉力
F/N		斜面长
度S/m		机械效
率η
1较缓50.22.4141.7%
2较陡50.53.2178.1%
3最陡50.74.3181.4%
（1）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为55.6%．
（2）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关．
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力大于 物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

分析 （1）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出这种情况下斜面的机械效率；
（2）根据控制变量法分析四组实验数据，抓住变量和不变量即可得出结论；
（3）实验过程中，用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时，拉力F除克服摩擦力f外还要克服一部分物体的重力，根据W=Fs分析总功和额外功的大小即可得出答案．

解答 解：（1）这种情况下斜面的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{5N×0.5m}{4.5N×1m}$×100%≈55.6%．
（2）分析表格中的第二列和第七列可知斜面的机械效率与倾斜程度有关，分析低2次和第4次实验数据可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关；
故斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关．
（3）实验过程中，用弹簧测力计的拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力，因此属多力平衡；
根据W总=W有+W额，W额小于W总，即fS小于FS，斜面的长S相同，所以f＜F．
故答案为：（1）省；
（2）55.6%；
（3）斜面倾斜程度；斜面粗糙程度；
（4）大于．

点评 本题考查斜面的机械效率的实验，涉及到功的计算、效率的计算，关键是会根据控制变量法分析实验数据总结规律．

练习册系列答案
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