Question

【題目】小明自己設(shè)計(jì)了一個(gè)高度可以調(diào)節(jié)的斜面與水平面，來(lái)探究斜面的省力情況跟斜面與水平面夾角之間的關(guān)系。如圖甲是他設(shè)計(jì)的斜面，他用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得小車(chē)的重力為5N，圖乙所示。他將小車(chē)放在斜面上，不斷調(diào)節(jié)斜面與水平面的夾角θ，得到一組拉力的數(shù)據(jù)如表：

⑴在小明設(shè)計(jì)的斜面的頂端裝有一個(gè)定滑輪，使用定滑輪的目的是________________________

⑵通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你能得到什么結(jié)論？_________________

⑶如果你是一位建筑設(shè)計(jì)師，需要設(shè)計(jì)一棟老年人俱樂(lè)部的大樓，受到上述實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，你要怎樣設(shè)計(jì)樓梯？ ________________________

⑷利用以上數(shù)據(jù)，請(qǐng)你計(jì)算出第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)該斜面的機(jī)械效率大小約為____________。

Answer 1

【答案】 改變拉力方向，能方便地測(cè)量出拉力的大小 斜面與水平面的夾角越小，使用時(shí)越省力 將樓梯的坡度設(shè)計(jì)得平緩一些 92.6％

【解析】解答：（1）因?yàn)槎ɑ�輪的特點(diǎn)是不省力，但可以改變力的方向．所以本實(shí)驗(yàn)中利用定滑輪是去改變用力方向，方便地測(cè)力，又能保證對(duì)小車(chē)的拉力不改變．（2）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，斜面與水平面的夾角不斷增大，拉力也不斷增大．（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知：斜面與水平面的夾角越小，則拉力就會(huì)變小，所以為了方便老人們上下，將樓梯的坡度設(shè)計(jì)得平緩一些．（4）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)，θ＝30°，則斜面的高h＝Lsinθ，因?yàn)?/span>W有用＝Gh，W總＝FL，根據(jù)η＝ 得：η＝＝ ＝ ＝＝＝92.6%．