Question

某實(shí)驗(yàn)小學(xué)的同學(xué)們?cè)谔骄俊靶泵娴臋C(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)．用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊，收集了下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

試驗(yàn)次數(shù)	斜面的傾斜程度	物塊重力G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面長(zhǎng)度S/m	機(jī)械效率η
1	較緩	5	0.2	2.4	1	41.7%
2	較陡	5	0.5	3.2	1	78.1%
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4%

（1）分析表中的數(shù)據(jù)可得出：在其它條件一定時(shí)，斜面越緩越______力（選填“省”或“費(fèi)”）；斜面越陡，機(jī)械效率越______（選填“高”或“低”）．
（2）該小組又進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，他們?cè)谛泵嫔箱伾厦薏�，使斜面變粗糙，保持斜面高和長(zhǎng)分別是0.5m和1m，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5N，他們測(cè)得這種情況下斜面的機(jī)械效率為_(kāi)_____．把第4次與第______次測(cè)量結(jié)果相比較，還能得出，在其它條件一定時(shí)，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低．
（3）當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊時(shí)，物塊所受的拉力______物塊所受的摩擦力（選填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）斜面在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)你舉出一個(gè)生產(chǎn)或生活中利用斜面的實(shí)例．舉例：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）分析表格數(shù)據(jù)時(shí)，顯然拉力和機(jī)械效率的變化是因斜面的傾斜程度的改變而引起的．斜面的省力情況通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力計(jì)的示數(shù)體現(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小越省力；斜面的機(jī)械效率的大小從表中可以直接看出來(lái)；
（2）斜面的有用功是克服物塊重力做的功，知道物塊的重力和物塊上升的高度，可利用公式W_有用=Gh進(jìn)行計(jì)算；總功是拉力做的功，知道拉力的大小和斜面的長(zhǎng)，可利；用公式W_總=FS進(jìn)行計(jì)算；最后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式η=計(jì)算出斜面的機(jī)械效率．
探究機(jī)械效率與斜面粗糙程度關(guān)系時(shí)，必須控制斜面高度和長(zhǎng)度相同，根據(jù)要求進(jìn)行選擇即可．
（3）用彈簧拉著物體沿斜面做勻速向上運(yùn)動(dòng)，首先進(jìn)行受力分析，由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物塊所受的拉力與物塊所受的摩擦力的大小關(guān)系．
（4）在實(shí)際生活生產(chǎn)中應(yīng)用了斜面工作原理的實(shí)例有盤(pán)山公路和螺絲釘?shù)穆菁y等，都是為了省力．
解答：解：
（1）由記錄的數(shù)據(jù)可以看出斜面的傾斜程度越緩時(shí)，沿斜面的拉力F越小，則斜面越省力；
由記錄的數(shù)據(jù)可以看出斜面傾斜程度越陡時(shí)，斜面的機(jī)械效率越高．
（2）∵G=5N，h=0.5m，
∴克服物塊重力做的有用功為：W_有用=Gh=5N×0.5m=2.5J，
又∵F=4.5N，S=1m，
∴拉力做的總功為：W_總=FS=4.5N×1m=4.5J，
則斜面的機(jī)械效率為：η==≈55.6%．
要探究機(jī)械效率與斜面粗糙程度關(guān)系，必須保證斜面傾斜程度和長(zhǎng)度相同的情況下（即高度相同，斜面長(zhǎng)度相同），
第4次和第2次斜面的長(zhǎng)度和高度相同，從數(shù)值上可以看出斜面越粗糙機(jī)械效率越小．
（3）當(dāng)用彈簧拉著物體沿斜面做勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的受力情況如下圖：

由圖可見(jiàn)，物體受到重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力，因?yàn)橹С至Σ蛔儯�所以摩擦力的大小也不變．由于物塊又做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小等于摩擦力和重力在沿斜面方向的分力的和，所以物塊所受的拉力大于物塊所受的摩擦力．
（4）實(shí)際生活生產(chǎn)中應(yīng)用斜面工作原理的實(shí)例：盤(pán)山公路，螺絲釘?shù)穆菁y．
故答案為：（1）省；高．
（2）55.6%；2．
（3）大于．
（4）盤(pán)山公路，螺絲釘?shù)穆菁y．
點(diǎn)評(píng)：①本題考查斜面的機(jī)械效率，要會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，關(guān)鍵是找準(zhǔn)需要分析的項(xiàng)目．影響斜面機(jī)械效率的因素有物塊重力、斜面傾斜程度和斜面粗糙程度，注意控制變量法，在研究機(jī)械效率和某一因素關(guān)系時(shí)，要說(shuō)明其他兩個(gè)因素保持一定．
②該題主要考查了計(jì)算斜面的有用功、總功、機(jī)械效率，以及斜面在生活中的應(yīng)用．