Question

小芳同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)高度可調(diào)節(jié)的斜面來(lái)探究斜面的省力情況、斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系，如圖所示．她首先測(cè)出小車(chē)重，然后用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面拉動(dòng)小車(chē)，調(diào)節(jié)斜面傾斜角θ的大小多次測(cè)量，得下表所示的數(shù)據(jù)：

斜面傾斜角θ	小車(chē)重G/N	斜面高h(yuǎn)/m	斜面長(zhǎng)S/m	拉力F/N	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)械效率η
12°	5	0.2	1	2.1		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

（1）請(qǐng)你替小芳在上表的空格中填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)．
（2）分析上表中的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：斜面傾斜角θ越

小

，斜面越省力，斜面的機(jī)械效率越

低

．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉力的方向應(yīng)與斜面

平行向上

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用W_有=Gh、W_總=FS和η=

W有

W總

求出表格中的所缺的數(shù)據(jù)，完成表格．
（2）分析表格數(shù)據(jù)時(shí)，雖然拉力和機(jī)械效率的變化是因斜面的傾斜度的改變而引起的，但我們先比較省力時(shí)，傾斜度是如何變化，然后比較機(jī)械效率的變化．
（3）利用斜面提升重物，額外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線(xiàn)上，且勻速拉動(dòng)物體．

解答：解：（l）W_有1=Gh₁=5N×0.2m=1J； W_總2=F₂S=3.6N×1m=3.6J；η3=

W有3

W總3

×100% =

3.5J

4.3J

×100%=81%．
（2）比較數(shù)據(jù)：θ₃＞θ₂＞θ₁時(shí)，則拉力F₃＞F₂＞F₁，機(jī)械效率η₃＞η₂＞η₁；
即：斜面傾斜度θ越小時(shí)，越省力，斜面機(jī)械效率越低．
（3）為了使拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線(xiàn)上，所以應(yīng)與斜面平行向上．
故答案為：（1）1，3.6，81%；（2）小，低；（3）平行向上．

點(diǎn)評(píng)：本題考查通過(guò)斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，考查了有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，并會(huì)綜合分析應(yīng)用等．