Question

在探究“斜面的機械效率高低與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系”的實驗中，用沿斜面向上的力F拉動小車，使小車從斜面底端勻速運動到斜面頂端，如圖所示．多次改變斜面傾斜程度，部分實驗數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)回答下列問題：

斜面 傾斜度	小車重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長 S/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	斜面的 機械效率
較緩	10	0.1	3	1	1	3	33.3%
較陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.4		1		6

（1）當斜面“最陡”時，沿斜面拉力為______N；木塊和斜面的內(nèi)能共增加了______J；斜面的機械效率為______%．
（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(guān)系是：斜面越陡，需要的拉力越______．
（3）根據(jù)上面實驗數(shù)據(jù)，你可以獲得該實驗探究的初步結(jié)論是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由表格的數(shù)據(jù)可知，斜面“最陡”時，拉力做的總功和拉力方向移動的距離，利用F=求出沿斜面拉力；根據(jù)W=Gh求出有用功，總功和有用功之差即為木塊和斜面內(nèi)能的增加量（額外功），根據(jù)η=求出斜面的機械效率．
（2）三次實驗中，木塊重力一樣，那么沿斜面的拉力越小，表明越省力；
（3）分析三次實驗數(shù)據(jù)，在斜面傾斜程度不同的情況下機械效率的大小關(guān)系得出結(jié)論．
解答：解：（1）當斜面“最陡”時，
沿斜面拉力為F===6N；
對木塊做的有用功W_有=Gh=10N×0.4m=4J，
木塊和斜面的內(nèi)能共增加了W_內(nèi)=W_總-W_有=6J-4J=2J；
斜面的機械效率為η==≈66.7%．
（2）在三次實驗中，木塊的重力都是10N，其中斜面最陡時，用的拉力最大；即斜面越陡，需要的拉力越大．
（3）分析三次的實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在其它條件一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高．
故答案為：（1）6；2；66.7；（2）大；（3）在其它條件一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高．
點評：本題考查了影響斜面機械效率的因素、做功改變物體內(nèi)能、控制變量法的使用、斜面機械效率的計算等，是一道綜合題，要注意在任何伴隨摩擦的運動中，一部分機械能轉(zhuǎn)化為摩擦物體的內(nèi)能是一個非常普遍的現(xiàn)象．