Question

13．用如圖所示裝置探究“斜面機械效率”，實驗記錄如表．

實驗次數(shù)	物體種類	物重G/N	斜面高h/cm	沿斜面的拉力F/N	斜面長s/cm	機械效率η/%
1	木塊	4	15	1.0	90	66.7
2	小車	4	15		90

（1）沿斜面拉動物體時，應(yīng)使其做勻速直線運動．
（2）根據(jù)圖中測力計示數(shù)，可知第2次實驗時拉力的大小為0.7N，機械效率為95.2%．
由實驗可得初步結(jié)論：斜面傾斜程度相同時，摩擦力越小，機械效率越大．
（3）第1次實驗中，木塊所受摩擦力為0.33N．

Answer 1

分析 （1）要測量沿斜面的拉力，就要讓木塊做勻速直線運動，因為只有這樣，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定，測量才夠準(zhǔn)確；
（2）根據(jù)彈簧測力計的分度值讀出拉力的大小，根據(jù)W=Gh求出有用功，利用W=Fs求出總功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出斜面的機械效率；
利用控制變量法分析表格中數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論；
（3）額外功為克服斜面摩擦力做的功，大小為總功減去有用功，根據(jù)W=fs求出摩擦力的大小．

解答 解：（1）為了保證彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)，應(yīng)讓木塊做勻速直線運動；
（2）由圖可知：彈簧測力計的分度值為0.1N，示數(shù)為0.7N，
有用功為W_有=Gh=4N×0.15m=0.6J，
總功為W_總=Fs=0.7N×0.9m=0.63J，
機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.63J}$×100%≈95.2%；
由表格數(shù)據(jù)可知，物重、斜面高、斜面長相同，物體的種類即小車和木塊的摩擦力不同，滑輪組的機械效率不同，
且摩擦力越小，斜面的機械效率越大，故可得結(jié)論：斜面傾斜程度相同時，摩擦力越小，機械效率越大；
（4）克服斜面摩擦力所做的額外功：
W_額=W_總-W_有=1.0N×0.9m-4N×0.15m=0.9J-0.6J=0.3J，
由W=Fs可得，摩擦力的大小：
f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{0.3J}{0.9m}$≈0.33N．
故答案為：
（1）勻速直線；
（2）0.7；95.2；摩擦力；
（3）0.33．

點評 本題考查了斜面機械效率的探究實驗，涉及到實驗的注意事項、彈簧測力計的讀數(shù)、功和摩擦力的計算，利用好控制變量法分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論是關(guān)鍵．