Question

3．某同學(xué)在做探究“斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度、傾斜程度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中得到如表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面與水平面的夾角	物重 （N）	斜面材料	斜面高度 （m）	沿斜面拉力（N）	斜面長(zhǎng) （m）	有用功   （J）	總功   （J）	機(jī)械效率（%）
l	30°	7	玻璃面	0.5	4.9	1	3.5	4.9	71.4
2	30°	7	木板面	0.5	6	1	3.5
3	30°	7	毛巾面	0.5	6.5	1	3.5	6.5	53.8
4	20°	7	木板面	0.34	4.9	1	2.38	4.9	48.6
5	15°	7	毛巾面	0.26	5.1	1	1.82	5.1	35.7

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿斜面向上勻速直線拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）第2次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率是58.3%；
（3）分析第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出：當(dāng)其它條件相同時(shí)，斜面越粗糙，機(jī)械效率越低；
（4）實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面與水平面夾角越小，機(jī)械效率越低．
（5）請(qǐng)你在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)次數(shù)1物體與斜面的摩擦力1.4N．

Answer 1

分析 （1）要測(cè)量沿斜面的拉力，就要讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹挥羞@樣，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，測(cè)量才夠準(zhǔn)確；
（2）總功、機(jī)械效率，分別用公式W_總=Fs、η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出；
（3）分析第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，斜面的粗糙程度不同，機(jī)械效率不同，據(jù)此得出結(jié)論；
（4）分析2、4或3、5實(shí)驗(yàn)中，斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面與水平面夾角不同，機(jī)械效率不同，據(jù)此得出結(jié)論；
（5）知道實(shí)驗(yàn)1中的總功和有用功，可利用公式W_額=W_總-W_有計(jì)算出額外功，又知道斜面的長(zhǎng)度，可利用公式f=$\frac{{W}_{額}}{s}$計(jì)算出摩擦力的大�。�

解答 解：
（1）為了保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，就要讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）第2次實(shí)驗(yàn)中，總功W_總=FS=6N×1m=6J，機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{3.5J}{6J}$×100%≈58.3%；
（3）分析第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，斜面的粗糙程度越大，機(jī)械效率越低，可以得出：當(dāng)其它條件相同時(shí)，斜面的粗糙程度越大，機(jī)械效率越低；
（4）在第2、4或3、5實(shí)驗(yàn)中，斜面與水平面夾角減小，機(jī)械效率降低，據(jù)此得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面與水平面夾角越小，機(jī)械效率越低．
（5）實(shí)驗(yàn)1中，W_總=4.9J，W_有=3.5J，
所以額外功為：W_額=W_總-W_有=4.9J-3.5J=1.4J，
則摩擦力的大小為：f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{1.4J}{1m}$=1.4N．
故答案為：（1）勻速直線；（2）58.3%；（3）斜面越粗糙；（4）機(jī)械效率越低；（5）1.4．

點(diǎn)評(píng) 在探究影響斜面機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)中，要注意控制變量法在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論中的應(yīng)用；我們?cè)谔骄繖C(jī)械效率的大小與多個(gè)變量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)注意控制變量法的運(yùn)用，在分清變量與控制量的基礎(chǔ)上，分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．