Question

8．用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表．

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	沿面拉力F/N	斜面长L/m	机械效率η
较缓	5	0.2	2.5	1	40%
较陡	5	0.5	3.9	1	64%
最陡	5	0.7	4.6	1	①

（1）根据表格中的数据可知，斜面倾斜程度最陡时机械效率①为76.1%；由实验可得初步结论：斜面越陡，斜面的机械效率越大；
（2）有同学提出“斜面越陡，拉力越大，则物体受到的摩擦力也越大”．请判断该同学的说法是否正确，并通过计算加以说明斜面程度较缓时：有用功为：W_有=Gh=5N×0.2m=1J；总功为：W_总=Fs=2.5N×1m=2.5J；额外功为：W_额=W_总-W_有=2.5J-1J=1.5J；
摩擦力为：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{1.5J}{1m}$=1.5N；
斜面程度较陡时：有用功为：W_有=Gh=5N×0.5m=2.5J；总功为：W_总=Fs=3.9N×1m=3.9J；额外功为：W_额=W_总-W_有=3.9J-2.5J=1.4J；
摩擦力为：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{1.4J}{1m}$=1.4N；
斜面程度最陡时：有用功为：W_有=Gh=5N×0.7m=3.5J；总功为：W_总=Fs=4.6N×1m=4.6J；额外功为：W_额=W_总-W_有=4.6J-3.5J=1.1J；
摩擦力为：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{1.1J}{1m}$=1.1N；
由此可知，斜面越陡，拉力越大，则物体受到的摩擦力越小．．

Answer 1

分析 （1）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出斜面的机械效率；分析表格中数据，得出斜面倾斜程度与斜面机械效率的关系；
（2）拉动物体在斜面上运动的过程中，克服摩擦力所做的功为额外功，根据公式W=fs分析摩擦力的大小．

解答 解：
（1）斜面倾斜程度最陡时，机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{5N×0.7m}{4.6N×1m}$×100%≈76.1%；
实验中控制了物重、斜面与物体接触面的粗糙程度等因素相同，根据表格中的数据可知：斜面越陡，斜面的机械效率越大；
（2）斜面程度较缓时：有用功为：W_有=Gh=5N×0.2m=1J；总功为：W_总=Fs=2.5N×1m=2.5J；额外功为：W_额=W_总-W_有=2.5J-1J=1.5J；
摩擦力为：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{1.5J}{1m}$=1.5N；
斜面程度较陡时：有用功为：W_有=Gh=5N×0.5m=2.5J；总功为：W_总=Fs=3.9N×1m=3.9J；额外功为：W_额=W_总-W_有=3.9J-2.5J=1.4J；
摩擦力为：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{1.4J}{1m}$=1.4N；
斜面程度最陡时：有用功为：W_有=Gh=5N×0.7m=3.5J；总功为：W_总=Fs=4.6N×1m=4.6J；额外功为：W_额=W_总-W_有=4.6J-3.5J=1.1J；
摩擦力为：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{1.1J}{1m}$=1.1N；
由此可知，斜面越陡，拉力越大，则物体受到的摩擦力越小．
故答案为：（1）76.1%；斜面越陡，斜面的机械效率越大；（2）见解析．

点评 本题考查了斜面机械效率的探究实验，涉及到实验的注意事项、功和摩擦力的计算，利用好公式是关键．