Question

小明在探究“斜面的機械效率”的實驗中，用長度S=0.50m的木板搭成一個斜面，用彈簧測力計將重力G=5.0N的物塊從斜面底端勻速拉至斜面頂端．

（1）小明在實驗中，調(diào)整斜面的高度為h=0.22m，將物塊從斜面底端勻速拉至頂端的過程中，彈簧測力計的示數(shù)F=4.0N，則有用功為　   　J，機械效率為　   　．
（2）小明利用上述器材進一步研究發(fā)現(xiàn)，木板搭成傾角不同的斜面時，將物塊從斜面底端勻速拉至斜面頂端的過程中，額外功W額外與斜面的水平長度L（木板在水平面上的正投影長度）有如下關(guān)系：

L（m）	0.45	0.40	0.35	0.30
W額外（J）	0.90	0.80	0.70	0.60

通過數(shù)據(jù)分析，小明得出初步結(jié)論：W_額外與L成　 　比，小明查閱資料后證實此結(jié)論是正確的．根據(jù)此結(jié)論，當斜面的水平長度L=0.40m時，斜面的機械效率為　   　；當木板平放在水平桌面上，水平勻速拉動木板上的物塊時，彈簧測力計的示數(shù)為　   　N．

Answer 1

（1）1.1；55%；（2）正；65.2%；0.2

試題分析：（1）由功的計算公式求出有用功與總功，然后由效率公式求出斜面的效率．
（2）分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出額外功與斜面水平長度的關(guān)系；
根據(jù)斜面的長度與斜面水平長度，由勾股定理求出斜面的高度，
然后由功的公式求出有用功與總功，由效率公式求出斜面的效率；
當木板放在水平面上時，克服摩擦力做的功為額外功，
根據(jù)額外功與斜面水平長度的關(guān)系求出斜面水平時的額外功，
由功的公式求出摩擦力，然后由平衡條件求出彈簧測力計的拉力．
然后由功的計算公式求出．
（1）有用功W_有用=Gh=5N×0.22=1.1J，
總功W_總=Fs=4N×0.5m=2J，
斜面的效率η===55%；
（2）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，W_額外與L成正比；
當斜面的水平長度L=0.40m時，
斜面高度h′===0.3m，
此時有用功W_有用′=Gh′=5N×0.3m=1.5J，
總功W_總′=W_有用′+W_額外=1.5J+0.80J=2.3J，
效率η′===65.2%；
當木板平放在水平桌面上，斜面的水平長度L=S=0.50m，
設(shè)此時的額外功為W，則=，W=1J，
∵W=fS，∴f===2N，
物體做勻速運動，由平衡條件得：
彈簧測力計的拉力F=f=0.2N；
點評：本題考查了求斜面效率、實驗數(shù)據(jù)分析、求拉力等問題，有一定的難度；掌握功的計算公式、效率公式、總功與有用功與額外功間的關(guān)系即可正確解題