Question

5．一座高達(dá)40m的大橋，總長(zhǎng)為8350m，其中正橋只有850m，而兩側(cè)引橋卻長(zhǎng)達(dá)7500m，一座大橋?yàn)槭裁匆羞@么長(zhǎng)的引橋呢？小明很奇怪，請(qǐng)教老師后他明白了引橋相當(dāng)于一個(gè)斜面．
（1）小明用如圖所示的斜面進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)將第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整．

斜面傾斜度	小車重G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長(zhǎng)L/m	機(jī)械效率η
較緩	4	0.3	1.8	1	67%
較陡	4	0.3	2.0	0.8	75%
最陡	4	0.3	2.8	0.5

（2）通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在保持斜面高度不變的情況下，改變斜面的長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)斜面越長(zhǎng)，斜面的傾斜程度越小，拉動(dòng)小車勻速上升的力F越�。纱怂靼琢撕荛L(zhǎng)的引橋在汽車上橋是能起到省力（“省力”或“省功”）的作用．
（3）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你對(duì)斜面機(jī)械效率與傾斜程度的關(guān)系可獲得的初步結(jié)論是：當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高．
（4）若小明還想要探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制不變的量是：斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度．
（5）若一列長(zhǎng)200m的火車以10m/s的速度勻速通過一側(cè)長(zhǎng)3750m引橋，需要的時(shí)間為395s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，拉力與斜面傾斜程度的關(guān)系；根據(jù)功的原理可知，使用機(jī)械時(shí)不可能省功，省力的機(jī)械必然要費(fèi)距離，省距離機(jī)械必然要費(fèi)力；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，斜面機(jī)械效率與傾斜程度的關(guān)系；
（4）根據(jù)控制變量法分析可知，探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系時(shí)，需保持斜面的傾斜度相同，物重不同；
（5）由速度的變形公式即可求出需要的時(shí)間．

解答 解：（1）第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.3m}{2.8N×0.5m}$×100%=86%；
（2）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在保持斜面高度不變的情況下，改變斜面的長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)斜面越長(zhǎng)，斜面的傾斜程度越小，拉動(dòng)小車勻速上升的力F越小．
由此他明白了小車?yán)眯泵嫔仙龝r(shí)，增大了運(yùn)動(dòng)的距離，故可以省力，但卻不能省功．
（3）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高．
（4）探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不變．
（5）由v=$\frac{s}{t}$可得，通過橋需要的時(shí)間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3750m+200m}{10m/s}$=395s．
故答案為：（1）86%；（2）�。恍�；省力；
（3）當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高；
（4）斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度；（5）395．

點(diǎn)評(píng) 此題通過實(shí)驗(yàn)探究斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度與物重之間的關(guān)系．其中考查了時(shí)間和機(jī)械效率的計(jì)算，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論．