Question

（2012?肇慶模擬）在探究“斜面的機械效率高低與斜面的傾斜程度有什么關系”的實驗中，用沿斜面向上的力F拉動小車，使小車從斜面底端勻速運動到斜面頂端，如圖所示．多次改變斜面傾斜程度，部分實驗數據記錄在下面的表格中，根據表格中數據回答下列問題：

斜面 傾斜度	小車重量 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
較緩	10	0.1	3	1	1	3	33.3%
較陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.4		1		6

（1）當斜面“最陡”時，沿斜面拉力為

6

N；木塊和斜面的內能共增加了

2

J；斜面的機械效率為

66.7

%．
（2）通過對上述實驗數據的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面越陡，需要的拉力越

大

．
（3）根據上面實驗數據，你可以獲得該實驗探究的初步結論是：

在其它條件一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高

．

Answer 1

分析：（1）由表格的數據可知，斜面“最陡”時，拉力做的總功和拉力方向移動的距離，利用F=

W

s

求出沿斜面拉力；根據W=Gh求出有用功，總功和有用功之差即為木塊和斜面內能的增加量（額外功），根據η=

W有

W總

求出斜面的機械效率．
（2）三次實驗中，木塊重力一樣，那么沿斜面的拉力越小，表明越省力；
（3）分析三次實驗數據，在斜面傾斜程度不同的情況下機械效率的大小關系得出結論．

解答：解：（1）當斜面“最陡”時，
沿斜面拉力為F=

W

s

=

6J

1m

=6N；
對木塊做的有用功W_有=Gh=10N×0.4m=4J，
木塊和斜面的內能共增加了W_內=W_總-W_有=6J-4J=2J；
斜面的機械效率為η=

W有

W總

=

4J

6J

≈66.7%．
（2）在三次實驗中，木塊的重力都是10N，其中斜面最陡時，用的拉力最大；即斜面越陡，需要的拉力越大．
（3）分析三次的實驗數據可以發現，在其它條件一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高．
故答案為：（1）6；2；66.7；（2）大；（3）在其它條件一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高．

點評：本題考查了影響斜面機械效率的因素、做功改變物體內能、控制變量法的使用、斜面機械效率的計算等，是一道綜合題，要注意在任何伴隨摩擦的運動中，一部分機械能轉化為摩擦物體的內能是一個非常普遍的現象．