Question

某物理課外學習興趣小組的同學，在學過有關“機械效率”的知識后，提出了一個問題：“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關系？”針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗（如圖），并記錄實驗數(shù)據(jù)如下：

實驗次數(shù)	斜面的 傾斜程度	物體重 G/N	物體上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	物體移動距離S/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機械效率η
1	較緩	2.5	0.10	0.8	0.50	0.25	0.40	63%
2	較陡	2.5	0.15	1.1	0.50	0.38	0.55	69%
3	最陡	2.5	0.25	1.5	0.50

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可求出第三次實驗的有用功為______焦，總功為______焦，機械效率是______
（2）通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面傾斜程度越小，越______．
（3）通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你對斜面機械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是：在物重和斜面粗糙程度不變時，______．
（4）根據(jù)第一次實驗的數(shù)據(jù)可求出，第一次時，物塊A沿斜面上升過程中受到的摩擦力是______N．

Answer 1

解：（1）第3次實驗有用功為：W_有=Gh=2.5N×0.25m=0.625J； 總功為：W_總=FS=1.5N×0.50m=0.75J；斜面的機械效率為：η=×100%=×100%≈83%．
（2）由表格可知，當傾斜程度減小時，拉力F也變小，所以斜面傾斜程度越小，越省力．
（3）由數(shù)據(jù)分析可知，三次實驗中，斜面越陡，機械效率越高；故斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關，傾斜程度越大，機械效率越高．
（4）∵實驗1中，W_總=0.40J，W_有用=0.25J，
∴額外功為：W_額外=W_總-W_有用=0.40J-0.25J=0.15J，
則摩擦力的大小為：f===0.3N．
故答案為：（1）0.625；0.75；83%；
（2）省力；
（3）斜面越陡，機械效率越高；
（4）0.3．
分析：（1）有用功等于物重和物體上升高度的乘積，即W_有=Gh；總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積，即W_總=FS；機械效率等于有用功和總功的比值，即η=×100%．
（2）根據(jù)表格中斜面的傾斜程度減小時，拉力F是否增大，來判斷省力還是費力．
（3）通過比較三次實驗可發(fā)現(xiàn)斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系．
（4）知道實驗1中的總功和有用功，可利用公式W_額外=W_總-W_有用計算出額外功，又知道斜面的長度，可利用公式f=計算出摩擦力的大小．
點評：（1）根據(jù)重力、高度、拉力、斜面長能進行有用功、總功、機械效率的簡單計算．
（2）在探究影響斜面機械效率因素的實驗中，要注意控制變量法在實驗設計和實驗結(jié)論中的應用．我們在探究機械效率的大小與多個變量的關系時，應注意控制變量法的運用，在分清變量與控制量的基礎上，分析實驗的結(jié)論．