Question

在探究“斜面的機(jī)械效率高低與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用沿斜面向上的力F拉動(dòng)小車(chē)，使小車(chē)從斜面底端勻速運(yùn)動(dòng)到斜面頂端，如圖所示．多次改變斜面傾斜程度，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：

斜面 傾斜度	小車(chē)重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長(zhǎng) S/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	斜面的 機(jī)械效率
較緩	10	0.1	3	1	1	3	33.3%
較陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.4		1		6

（1）當(dāng)斜面“最陡”時(shí)，沿斜面拉力為_(kāi)_____N；木塊和斜面的內(nèi)能共增加了______J；斜面的機(jī)械效率為_(kāi)_____%．
（2）通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，需要的拉力越______．
（3）根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你可以獲得該實(shí)驗(yàn)探究的初步結(jié)論是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由表格的數(shù)據(jù)可知，斜面“最陡”時(shí)，拉力做的總功和拉力方向移動(dòng)的距離，利用F=求出沿斜面拉力；根據(jù)W=Gh求出有用功，總功和有用功之差即為木塊和斜面內(nèi)能的增加量（額外功），根據(jù)η=求出斜面的機(jī)械效率．
（2）三次實(shí)驗(yàn)中，木塊重力一樣，那么沿斜面的拉力越小，表明越省力；
（3）分析三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在斜面傾斜程度不同的情況下機(jī)械效率的大小關(guān)系得出結(jié)論．
解答：解：（1）當(dāng)斜面“最陡”時(shí)，
沿斜面拉力為F===6N；
對(duì)木塊做的有用功W_有=Gh=10N×0.4m=4J，
木塊和斜面的內(nèi)能共增加了W_內(nèi)=W_總-W_有=6J-4J=2J；
斜面的機(jī)械效率為η==≈66.7%．
（2）在三次實(shí)驗(yàn)中，木塊的重力都是10N，其中斜面最陡時(shí)，用的拉力最大；即斜面越陡，需要的拉力越大．
（3）分析三次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在其它條件一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）6；2；66.7；（2）大；（3）在其它條件一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了影響斜面機(jī)械效率的因素、做功改變物體內(nèi)能、控制變量法的使用、斜面機(jī)械效率的計(jì)算等，是一道綜合題，要注意在任何伴隨摩擦的運(yùn)動(dòng)中，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為摩擦物體的內(nèi)能是一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象．