Question

某實(shí)驗(yàn)小組探究“拉力的大小與斜面傾斜程度的關(guān)系”，過(guò)程如下：他們首先設(shè)計(jì)了圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，然后用彈簧測(cè)力計(jì)將4N的重物沿斜面勻速向上拉到A點(diǎn)，拉力的大小如圖，再將木塊M分別支在斜面的 B、C兩處，重復(fù)上述步驟，并測(cè)得拉力的大小分別為1N和1.3N．（斜面很光滑，可忽略物體與斜面問(wèn)的摩擦）請(qǐng)你接著解決下列問(wèn)題：
（1）在圖中畫出重物所受重力的示意圖；（如圖所示）
（2）設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格（不必填入數(shù)據(jù)）；
（3）通過(guò)探究得出的結(jié)論是：______；
（4）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，他們又在斜面上鋪上棉布，并測(cè)得圖示情況中將重物勻速拉至A點(diǎn)時(shí)的拉力為1.2N，則此時(shí)斜面的機(jī)械效率η=______．

Answer 1

解：（1）重力的作用點(diǎn)在重物的幾何中心上，方向豎直向下，完成后如下圖；

（2）根據(jù)研究的物理量，實(shí)驗(yàn)表格如下表；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面的傾斜程度	物體重力G/N	拉力F/N
1
2
3

（3）重物的重力4N，木塊M在A點(diǎn)時(shí)拉力為0.8N，在B點(diǎn)時(shí)是1N，C點(diǎn)是1.3N，由A點(diǎn)到C點(diǎn)斜面的傾斜程度逐漸變大，拉力也是逐漸變大的；
故答案為：斜面的傾斜程度越大，拉力越大．
（4）有用功即克服重物重力做功W_有用=Gh=4N×0.2m=0.8J，總功即克服斜面的摩擦力做功W_總=FS=1.2N×1m=1.2J，因此機(jī)械效率η==×100%=66.7%．
故答案為：66.7%．
分析：（1）重力的示意圖就是用一個(gè)帶箭頭的線段把重力的三要素表示出來(lái)，特別注意作用點(diǎn)和方向；
（2）實(shí)驗(yàn)研究拉力和斜面傾斜程度的關(guān)系，需要記錄的物理量有斜面的傾斜程度、物體重力、拉力的大小，根據(jù)物理量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格；
（3）比較木塊M支在A、B、C三點(diǎn)時(shí)拉力的大小，就會(huì)得出拉力與斜面傾斜程度的關(guān)系；
（4）斜面的有用功是克服重物重力做功W_有用=Gh，總功是克服斜面的摩擦力做功W_總=FS，根據(jù)根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式η=計(jì)算該斜面的機(jī)械效率．
點(diǎn)評(píng)：本題中需要注意的地方有：（1）重力的方向始終是豎直向下，而不是垂直于斜面向下；（2）彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)時(shí)，注意分度值和指針的位置；（3）機(jī)械效率的數(shù)值為百分?jǐn)?shù)，而不是小數(shù)．