Question

某同學設計了一個斜面來研究斜面省力情況、斜面機械效率與斜面傾角的關系，他先測出了小車的重，然后用彈簧測力計沿斜面拉動小車，調(diào)節(jié)斜面傾城傾角的大小多次測量，得到下表所示數(shù)據(jù)：

斜面傾角θ	12°	30°	45°
小車重G/N	5	5	5
斜面高h/m	0.2	0.5	0.7
斜面長s/m	1	1	1
拉力F/N	2.1	3.6	4.3
有用功W有用/J	1	2.5	3.5
總功W總/J	2.1	3.6	4.3
機械效率η	48%	69%	81.4%

（1）請你將表格中空白處填上適當?shù)臄?shù)據(jù)；
（2）分析表中數(shù)據(jù)，可以得出結論：斜面傾角θ越

小

，斜面越省力，斜面的機械效率越

低

；
（3）實驗過程中拉力的方向應與斜面

平行

．

Answer 1

分析：實驗目的是：調(diào)節(jié)斜面高度，探索斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系，采用控制變量法；
（1）克服重力做的功為有用功；拉力做的功為總功；機械效率等于有用功與總功的比值．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，尋找斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系的規(guī)律．
（3）本題中克服摩擦力做功為額外功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力要克服摩擦力和重力做功，所以拉力的方向必須與斜面平行．

解答：解：（1）斜面傾角為12°時的有用功：
W_有=Gh=5N×0.2m=1J；
斜面傾角為30°時的總功：
W_總=Fs=3.6N×1N=3.6J；
斜面傾角為45°時的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

3.5J

4.3J

×100%≈81.4%；
（2）分析表中第一、二、五、八列可以得出：斜面傾斜角度θ越小，使用斜面越省力，斜面的機械效率越低．
（3）拉力要克服摩擦力和重力做功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力的方向必須平行于斜面向上．
故答案為：（1）1；3.6；81.4%；（2）小；低；（3）平行．

點評：考查斜面的機械效率的計算，斜面機械效率與斜面傾角之間的關系，分析實驗數(shù)據(jù)時語言表達要準確到位．