Question

小剛小組探究了影響滑輪組機械效率的因素后，聯想斜面也是一種機械，那么斜面的機械效率與斜面的哪些因素有關呢？小剛猜想斜面的機械效率可能跟斜面的粗糙程度有關，小萌猜想可能跟斜面的傾斜程度有關．于是他們將一塊長木板的一端墊高，構成長度一定、高度可調的斜面，用彈簧測力計拉著同一木塊沿不同的斜面

勻速

向上運動，如圖所示．下表是他們實驗記錄的有關數據．

實驗 次數	斜面粗造程度	斜面傾角θ	物塊重 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%
1	玻璃面	200	2.1	0.09	0.6	0.5	0.189	0.3	63
2	玻璃面	300	2.1	0.21	1.1	0.5	0.441	0.55	80.2
3	玻璃面	450	2.1	0.36	1.8	0.5
4	棉布面	600	2.1	0.4	2.2	0.5	0.84	1.1	76.4

（1）在第③次實驗中，拉力做的有用功是

0.756J

，拉力做的總功是

0.9J

，斜面的機械效率是

84%

．
（2）分析第①、②、③次實驗數據，可以得出：

粗糙程度相同時，傾斜程度越大，機械效率越高

．
（3）若通過分析第③、④次實驗數據，得出斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率越大．你認為存在的問題是：

粗糙程度不同，傾斜程度也不同，機械效率無法比較

．
（4）實驗中還發現，斜面材料相同時，斜面傾角越小，越

省力

（選填“省力”或“費力”）．

Answer 1

分析：彈簧測力計屬于比較靈敏的測量工具，只有勻速拉動，才能得到比較準確的拉力；
（1）使用機械升高物體時，克服重力做的功為有用功，拉力做的功為總功，有用功與總功的比值為機械效率；
（2）分析①、②、③知，斜面傾斜程度不同，斜面的機械效率不同；
（3）要研究斜面傾斜程度與斜面的機械效率的關系，必須保證其它條件一樣；
（4）根據光滑程度相同，傾斜程度不同時，所用拉力大小比較．

解答：解：
實驗過程中，應該保證彈簧測力計勻速拉動物體沿斜面向上運動；
（1）在第三次實驗中
W_有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J
W_總=FS=1.8N×0.5m=0.9J
η=

W有用

W總

=

0.756J

0.9J

=84%；
（2）分析第①、②、③次實驗數據，可以得出：當粗糙程度一定時，發現斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率越高；
（3）③④次實驗數據，目的是研究斜面傾斜程度與斜面的機械效率的關系，但粗糙程度也不同，所以機械效率不能比較；
（4）分析①、②、③發現，斜面材料相同時，斜面傾角越小，越省力．
故答案為：
勻速；
（1）0.756J；0.9J；0.84%；
（2）粗糙程度相同時，傾斜程度越大，機械效率越高；
（3）粗糙程度不同，傾斜程度也不同，機械效率無法比較；
（4）省力．

點評：本題為斜面機械效率的測量實驗，考查了測量的方法、機械效率的計算、影響機械效率大小的因素，利用好控制變量法分析是本題的關鍵．