Question

【題目】某物理學習小組，針對同學中存在的有關斜面問題的一些疑惑，進行了實驗探究和理論探究活動．

（實驗探究）

將長度為的長木板的一端墊高，構成長度一定高度可調的斜面（如圖所示）．用沿斜面向上的拉力使重為的滑塊沿斜面勻速向上運動．完成斜面機械效率測量．下表呈現的是部分實驗數據：

實驗次數
斜面高度
拉力
機械效率

疑惑一：“斜面的機械效率越高越省力嗎？”請根據表中的實驗數據，寫出正確的結論．________

疑惑二，“斜面傾斜程度越大拉力越大，滑塊受到的摩擦力也一定越大嗎？”請進一步分析表實驗數據，寫出正確的結論：________

（理論探究）

疑惑三．“滑塊受到的摩擦力是一個‘不可直接測量’量，能通過‘可測量’量求出摩擦力嗎？”

請根據已有的知識推導：對于傾斜程度不同的斜面，在拉力作用下（拉力方向沿斜面向上）使重為的滑塊沿斜面勻速移動時，滑塊受到的摩擦力的數學表達式（斜面的長和斜面的高均為“可測量”量）________．

Answer 1

【答案】機械效率越高的斜面，不一定越省力斜面傾斜程度越大拉力越大，摩擦力不一定越大．

【解析】

(1)從表中第1到3次實驗可以看出，機械效率逐漸增大，拉力也逐漸增大，越來越費力；(2)斜面傾斜程度通過斜面的高度體現，斜面越高傾斜程度越大，從表中第1到3次實驗記錄可見斜面越高，拉力越大，機械效率越大；機械效率越大，說明克服摩擦力做的額外功越小，說明摩擦力越小。(3)分兩種情況①滑塊勻速運動的方向向上時,重力做的功和摩擦力做的功方向是一致的,與拉力做的功方向相反,根據功的關系可得FL＝Gh+fL,則摩擦力f＝F；②滑塊勻速運動的方向向下時,拉力做的功和摩擦力做的功方向是一致的,與重力做的功方向相反,根據功的關系可得Gh＝FL+fL,則摩擦力f＝ F.