Question

下面是某同學做探究“斜面的機械效率與斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度的關系”實驗時，得到如下實驗數(shù)據(jù)．

實驗次數(shù)	斜面與水平夾角	小車的重力C/N	斜面的粗糙程度	斜面的高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長S/m	有用功W有/J	總功W/總/J	機械效率%
1	20°	2.1	玻璃面	0.09	0.6	0.5	0.189	0.30	63
2	30°	2.1	玻璃面	0.21	1.1	0.5	0.441	0.55	80.2
3	45°	2.1	玻璃面	0.36	1.8	0.5
4	45°	2.1	棉布面	0.36	2.0	0.5	0.756	1.00	75.6

（1）請將上表中空格補充完整．第3次有用功________J，總功________J，機械效率________%．
（2）比較實驗次數(shù)1，2，3，得到的結論是________．
（3）把第4次與第________次測量結果相比較，還能得出：在物重和斜面的傾斜程度一定時，斜面越粗糙，斜面的機械效率越低．
（4）當用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動物塊時，物塊所受的拉力________物塊所受的摩擦力（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）斜面在生產(chǎn)和生活中應用十分廣泛，請你舉出一個生產(chǎn)或生活中利用斜面的實例，舉例：________．

Answer 1

解：（1）有用功W_有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J，總功W_總=FS=1.8N×0.5m=0.9J，
機械效率η=×100%=×100%=84%；
（2）分析第1、2、3組實驗數(shù)據(jù)可知，斜面的光滑程度相同時，斜面的斜面的傾斜角度越大，機械效率越高；
（3）比較4、5次數(shù)據(jù)可知，物重和斜面的傾斜程度一樣，斜面的粗糙程度不同，因此4、5次數(shù)據(jù)可以說明在物重和斜面的傾斜程度一定時，斜面越粗糙，斜面的機械效率越低；
（4）當用彈簧拉著物體沿斜面做勻速向上運動時，物體的受力情況如下圖：

由圖可見，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，因為支持力不變，所以摩擦力的大小也不變．由于物塊又做勻速直線運動，則彈簧測力計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．
（5）實際生活生產(chǎn)中應用斜面工作原理的實例：盤山公路，螺絲釘?shù)穆菁y．
故答案為：（1）0.756；0.9；84；（2）斜面的光滑程度相同時，斜面的斜面的傾斜角度越大，機械效率越高； （3）5；（4）大于；（5）盤山公路．
分析：（1）斜面的有用功是克服小車重力做的功，用公式W_有用=Gh計算，總功是拉力做的功，用公式W_總=FS計算，機械效率等于有用功和總功的比值，用公式η=計算；
（2）采用控制變量法思想探究的實驗，在得實驗結論時，找準變量和不變量；
（3）用彈簧拉著物體沿斜面做勻速向上運動，首先進行受力分析，由運動狀態(tài)判斷物塊所受的拉力與物塊所受的摩擦力的大小關系；
（4）在實際生活生產(chǎn)中應用了斜面工作原理的實例有盤山公路和螺絲釘?shù)穆菁y等，都是為了省力．
點評：（1）本題考查斜面的機械效率，要會分析實驗數(shù)據(jù)總結規(guī)律，關鍵是找準需要分析的項目．影響斜面機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，在研究機械效率和某一因素關系時，要說明其他兩個因素保持一定．
（2）該題主要考查了計算斜面的有用功、總功、機械效率，以及斜面在生活中的應用．