Question

9．下圖是小明同學(xué)斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實驗裝置．
實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動．實驗的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

實驗 次數(shù)	斜面的 傾斜程度	物塊重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面長 s/m	機(jī)械效率
1	較緩	10	0、1	5、0	1	20%
2	較陡	10	0、3	6、7	1	45%
3	最陡	10	0、5	8、4	1	60%

（1）小明探究的是斜面的機(jī)械效率跟斜面的傾斜程度的關(guān)系．在第1次實驗中，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約4J．
（2）分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機(jī)械效率越高
（3）小明三次實驗中，物塊與斜面間最大的滑動摩擦力大小為4N．

Answer 1

分析 （1）影響斜面機(jī)械效率的因素有：斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度，題中保證了粗糙程度一定而傾斜程度不同，當(dāng)然是探究斜面機(jī)械效率和斜面傾斜程度的關(guān)系；
物塊和斜面增加的內(nèi)能，就等于物塊克服與斜面之間的摩擦力所做的功，即額外功，W_額=W_總-W_有用；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，看斜面的機(jī)械效率隨傾斜程度的增大如何變化，從而得出結(jié)論；
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出額外功，然后由功的計算公式求出摩擦力．

解答 解：
（1）題中保證了斜面的粗糙程度一定，斜面的傾斜程度不同，是探究斜面機(jī)械效率和斜面傾斜程度的關(guān)系；
物塊和斜面增加的內(nèi)能即額外功，W_額=W_總-W_有用=Fs-Gh=5.0N×1m-10N×0.1m=4J；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：斜面的傾斜程度越大，即斜面越陡，斜面的機(jī)械效率越高；
（3）由表中第1組實驗數(shù)據(jù)可知，總功W_總1=F₁s=5N×1m=5J，
有用功W_有用1=Gh₁=10N×0.1m=1J，額外功：W_額1=W_總1-W_有用1=5J-1J=4J，
根據(jù)W_額=fs可得，
摩擦力f₁=$\frac{{W}_{額1}}{s}$=$\frac{4J}{1m}$=4N．
由表中第2組實驗數(shù)據(jù)可知，總功W_總2=F₂s=6.7N×1m=6.7J，
有用功W_有用2=Gh₂=10N×0.3m=3J，額外功：W_額2=W_總2-W_有用2=6.7J-3J=3.7J，
根據(jù)W_額=fs可得，
摩擦力f₂=$\frac{{W}_{額2}}{s}$=$\frac{3.7J}{1m}$=3.7N．
由表中第3組實驗數(shù)據(jù)可知，總功W_總3=F₃s=8.4N×1m=8.4J，
有用功W_有用3=Gh₃=10N×0.5m=5J，額外功：W_額3=W_總3-W_有用3=8.4J-5J=3.4J，
根據(jù)W_額=fs可得，
摩擦力f₃=$\frac{{W}_{額3}}{s}$=$\frac{3.4J}{1m}$=3.4N．
小明三次實驗中，物塊與斜面間最大的滑動摩擦力大小為4N．
故答案為：（1）斜面的傾斜程度；4；（2）高；（3）4．

點評 解答此題我們要知道：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)械效率的計算，是一道綜合題．