Question

某同学设计了一个斜面来研究斜面省力情况、斜面机械效率与斜面倾角的关系，他先测出了小车的重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾城倾角的大小多次测量，得到下表所示数据：

斜面倾角θ	12°	30°	45°
小车重G/N	5	5	5
斜面高h/m	0.2	0.5	0.7
斜面长s/m	1	1	1
拉力F/N	2.1	3.6	4.3
有用功W有用/J	______	2.5	3.5
总功W总/J	2.1	______	4.3
机械效率η	48%	69%	______

（1）请你将表格中空白处填上适当的数据；
（2）分析表中数据，可以得出结论：斜面倾角θ越______，斜面越省力，斜面的机械效率越______；
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面______．

Answer 1

解：（1）斜面倾角为12°时的有用功：
W_有=Gh=5N×0.2m=1J；
斜面倾角为30°时的总功：
W_总=Fs=3.6N×1N=3.6J；
斜面倾角为45°时的机械效率：
η=×100%=×100%≈81.4%；
（2）分析表中第一、二、五、八列可以得出：斜面倾斜角度θ越小，使用斜面越省力，斜面的机械效率越低．
（3）拉力要克服摩擦力和重力做功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力的方向必须平行于斜面向上．
故答案为：（1）1；3.6；81.4%；（2）小；低；（3）平行．
分析：实验目的是：调节斜面高度，探索斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，采用控制变量法；
（1）克服重力做的功为有用功；拉力做的功为总功；机械效率等于有用功与总功的比值．
（2）分析表中数据，寻找斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系的规律．
（3）本题中克服摩擦力做功为额外功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力要克服摩擦力和重力做功，所以拉力的方向必须与斜面平行．
点评：考查斜面的机械效率的计算，斜面机械效率与斜面倾角之间的关系，分析实验数据时语言表达要准确到位．