(2008,天津)某物理學(xué)習(xí)小組,針對(duì)同學(xué)中存在的有關(guān)斜面問題的一些疑惑,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究和理論探究活動(dòng).

實(shí)驗(yàn)探究:

將長度為1m的長木板的一端墊高,構(gòu)成長度一定高度可調(diào)的斜面(如圖所示).用沿斜面向上的拉力F,使重為10N的滑塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng),完成斜面機(jī)械效率測(cè)量.下表呈現(xiàn)的是部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

(1)疑惑一:“斜面的機(jī)械效率越高越省力嗎?

請(qǐng)根據(jù)表3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫出正確的結(jié)論:_____________________

(2)疑惑二:“斜面傾斜程度越大拉力越大,滑塊受到的摩擦力也一定越大嗎?

請(qǐng)進(jìn)一步分析表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫出正確的結(jié)論:___________________

簡述理由:___________________________________________________

理論探究:

(3)疑惑三:“滑塊受到的摩擦力是一個(gè)‘不可直接測(cè)量’量,能通過‘可測(cè)量’量求出摩擦力嗎?

請(qǐng)根據(jù)已有的知識(shí)推導(dǎo):對(duì)于傾斜程度不同的斜面,在拉力F作用下(拉力方向沿斜面向上)使重為G的滑塊沿斜面勻速移動(dòng)時(shí),滑塊受到的摩擦力f的數(shù)學(xué)表達(dá)式(斜面的長和斜面的高h均為“可測(cè)量”量)

答案:略
解析:

答案:(1)機(jī)械效率越高的斜面,不一定越省力.(機(jī)械效率越高的斜面越費(fèi)力)

(2)斜面傾斜程度越大拉力越大,但摩擦力不一定越大.(摩擦力越小)

理由:因?yàn)橛蓪?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知斜面傾斜程度變大,斜面的機(jī)械效率隨之也變大,額外功占總功的比例變小,所以摩擦力不一定變大.(斜面傾斜程度變大,滑塊對(duì)斜面的壓力變小,因此滑塊受到的摩擦力變小)

(3)當(dāng)滑塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí):

由功的關(guān)系Fl=Ghfl 可得

當(dāng)滑塊沿斜面勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí):

由功的關(guān)系Gh=Flfl 可得


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