Question

【題目】小明自己設計了一個高度可以調節的斜面與水平面，來探究斜面的省力情況跟斜面與水平面夾角之間的關系。如圖甲是他設計的斜面，他用彈簧測力計測得小車的重力為5N，圖乙所示。他將小車放在斜面上，不斷調節斜面與水平面的夾角θ，得到一組拉力的數據如表：

⑴在小明設計的斜面的頂端裝有一個定滑輪，使用定滑輪的目的是________________________

⑵通過分析實驗數據，你能得到什么結論？_________________

⑶如果你是一位建筑設計師，需要設計一棟老年人俱樂部的大樓，受到上述實驗的啟發，你要怎樣設計樓梯？ ________________________

⑷利用以上數據，請你計算出第2次實驗時該斜面的機械效率大小約為____________。

Answer 1

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

【解析】解答：（1）因為定滑輪的特點是不省力，但可以改變力的方向．所以本實驗中利用定滑輪是去改變用力方向，方便地測力，又能保證對小車的拉力不改變．（2）從實驗數據看，斜面與水平面的夾角不斷增大，拉力也不斷增大．（3）根據實驗結論可知：斜面與水平面的夾角越小，則拉力就會變小，所以為了方便老人們上下，將樓梯的坡度設計得平緩一些．（4）第2次實驗時，θ＝30°，則斜面的高h＝Lsinθ，因為W有用＝Gh，W總＝FL，根據η＝ 得：η＝＝ ＝ ＝＝＝92.6%．