Question

18．如圖是某小組同學(xué)測量斜面機械效率的實驗裝置．實驗時，用木塊將帶有刻度的平木板墊起，構(gòu)成一個斜面．
（1）用彈簧測力計拉著小車從底端位置A沿斜面勻速運動到位置B，彈簧測力計的示數(shù)為1.1N，此時斜面的機械效率為90.9%．
（2）若將斜面下面的木塊向右移，使木塊左端與長木板90cm處對齊，重復(fù)（1）中的實驗，彈簧測力計的示數(shù)為0.8N，此時斜面的機械效率為83.3%．比較（1）、（2）可知，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)．
（3）若將小車四輪朝上倒置，重復(fù)（2）中的實驗，則彈簧測力計示數(shù)變大，機械效率變小．比較（2）、（3）可知，斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖讀出物體在斜面上運動的距離和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用斜面的機械效率公式求出效率的大�。�
（2）若將木塊向右移，使木塊左端與長木板90cm處對齊時，物體上升的高度和木塊的高度相同，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用斜面的機械效率公式求出效率的大小；比較（1）、（2）的數(shù)據(jù)可知，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)．
（3）在有用功相同的情況下，機械效率的大小與額外功的大小有關(guān)，且由于木塊克服斜面的摩擦所做的功是額外功；當將小車四輪朝上倒置時，即變滾動摩擦為滑動摩擦?xí)r，摩擦力變大，彈簧測力計的示數(shù)變大，做的額外功增多，機械效率降低，從而可知斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關(guān)，據(jù)此進行解答．

解答 解：（1）由圖可知，物體在斜面上移動的距離s₁=80cm=0.8m，上升的高度h=40cm=0.4m；
滑輪組的機械效率η₁=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{總1}}$=$\frac{{G}_{1}{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$=$\frac{2N×0.4m}{1.1N×0.8m}$≈90.9%．
（2）若將木塊向右移，使木塊左端與長木板90cm處對齊時，物體在斜面上移動的距離s₁=0.9m，上升的高度h=30cm=0.3m；
滑輪組的機械效率η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{總2}}$=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$=$\frac{2N×0.3m}{0.8N×0.9m}$≈83.3%，
比較（1）、（2）可知，斜面的傾斜程度不同，斜面的機械效率不同，故斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)．
（3）當將小車四輪朝上倒置時，變滾動摩擦為滑動摩擦，摩擦力變大；根據(jù)二力平衡條件可知，彈簧測力計的示數(shù)變大；摩擦力變大時，木塊克服斜面的摩擦所做的額外功變大，在有用功不變時，斜面的機械效率變��；從而可知斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
故答案為：（1）90.9%；（2）83.3%；傾斜程度；（3）大；小；粗糙程度．

點評 在解測斜面機械效率的實驗題中，熟練運用求有用功、總功和機械效率的公式是關(guān)鍵，但從圖中讀取數(shù)據(jù)卻要格外細心，因為一旦讀錯數(shù)據(jù)，后面的計算將會全部受到影響．