Question

16．某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块（如图），收集了下表中的实验数据．        

实验次数	斜面的倾斜程度	物块重力G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面长度S/m	机械效率η/%
1	较缓	5	0.2	2.4	1	41.7
2	较陡	5	0.5	3.2	1	78.1
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4

（1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越省力（选填“省”或“费”）．
（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为55.6%．
（3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关．
（4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）斜面在生产生活中得到了广泛应用，请任举一例，并说明使用它的好处：盘山公路，可以省力．

Answer 1

分析 （1）分析表中第二列与第五列对比斜面坡度与沿斜面拉力的变化情况即可得出答案；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出这种情况下斜面的机械效率；
（3）根据控制变量法分析四组实验数据，抓住变量和不变量即可得出结论；
（4）实验过程中，用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时，拉力F除克服摩擦力f外还要克服一部分物体的重力，根据W=Fs分析总功和额外功的大小即可得出答案；
（5）在实际生活生产中应用了斜面工作原理的实例有盘山公路和螺丝钉的螺纹等，都是为了省力．

解答 解：
（1）分析表中第二列与第五列对比斜面坡度与沿斜面拉力的变化情况可知，斜面越缓越越省力；
（2）这种情况下斜面的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{5N×0.5m}{4.5N×1m}$×100%≈55.6%；
（3）分析表格中的第二列和第七列可知斜面的机械效率与倾斜程度有关，分析低2次和第4次实验数据可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关；
故斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关；
（4）实验过程中，用弹簧测力计的拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力，因此属多力平衡；
根据W_总=W_有+W_额，W_额小于W_总，即fS小于FS，斜面的长S相同，所以f＜F；
（5）实际生活生产中应用斜面工作原理的实例：盘山公路，螺丝钉的螺纹，都是为了省力．
故答案为：（1）省；（2）55.6%；（3）斜面倾斜程度；斜面粗糙程度；（4）大于；（5）盘山公路，可以省力．

点评 本题考查斜面的机械效率的实验，涉及到功的计算、效率的计算，关键是会根据控制变量法分析实验数据总结规律．