Question

17．用圖示裝置探究“斜面機械效率”，實驗記錄如表．

實驗次數	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	1.1	90	60.6
2	小車	4	15		90

（1）沿斜面拉動物體時，應使其做勻速直線運動．
（2）根據圖示測力計的示數，拉力為0.7N，可知第2次實驗的機械效率為95.2%．由實驗可得初步結論：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0.43N．

Answer 1

分析 （1）從實驗操作方便的角度考慮，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，彈簧測力計的示數穩定，測量才夠準確；
（2）彈簧測力計讀數時首先認清量程和分度值，然后再根據指針位置讀出拉力示數；然后根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出機械效率；比較兩次機械效率的大小即可判斷；
（3）先根據W_有=Gh和W_總=Fs分別求出有用功和總功，然后根據W_額=W_總-W_有求出額外功，克服摩擦力做功就是額外功，利用f=$\frac{{W}_{額}}{s}$求出摩擦力．

解答 解：
（1）沿斜面拉動物體時，為使彈簧測力計的示數穩定，便于讀數，所以應盡量使物體做勻速直線運動；
（2）由圖可知：彈簧測力計的分度值為0.1N，示數為0.7N，
則斜面的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.15m}{0.7N×0.9m}$×100%=95.2%；
比較兩次的機械效率可知，第2次機械效率大，斜面的傾斜程度相同，小車所受的摩擦力小，由此可得結論：斜面傾斜程度相同時，摩擦力越小，機械效率越大；
（3）由第1次實驗的數據可知，
沿斜面拉木塊做的有用功W_有=Gh=4N×0.15m=0.6J，
拉力做的總功W_總=Fs=1.1N×0.9m=0.99J，
則額外功W_額=W_總-W_有=0.99J-0.6J=0.39J，
由W_額=fs得，木塊所受摩擦力f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{0.39J}{0.9m}$≈0.43N．
故答案為：（1）勻速直線；（2）0.7；95.2；摩擦力；（3）0.43．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數據分析、以及斜面機械效率計算的掌握情況，應用控制變量法、認真分析實驗數據即可正確解答，尤其要注意摩擦力的求法，是最容易出錯的地方．