Question

在探究斜面的机械效率与倾斜程度关系的实验中，如图所示，将重为G的铁块沿斜面从低端匀速拉到顶端，物体上升的竖直高度为h，移动的距离为s，拉力为F，回答下列问题：
（1）斜面机械效率的表达式为η=    （用已知或测量的物理量符号表示）．
（2）依据此原理，马富豪做了三次实验，实验数据如下表．

试验 次数	倾斜 角度	铁块重 力G/N	拉力 F/N	斜面高度 h/cm	斜面长度 s/cm	机械 效率
1	较大	10	4.8	30	100	62.5%
2	较小	10	4.0	20	100	50%
3	更小	10	3.3	10	100	30%

①实验中应控制斜面的    （选填“倾斜”或“粗糙”）程度相同．
②分析表中数据可知，沿斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面倾斜角度越大，机械效率    ．
③由表中第一次实验数据可知，此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为    N．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据所给实验数据，由功的公式求出功，然后由效率公式求出效率．
（2）探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，应控制斜面粗糙程度相同而斜面倾角不同；
分析表中实验数据，找出斜面机械效率与斜面倾角的关系；
由表中实验数据，求出有用功与总功，然后求出额外功，根据功的公式求出摩擦力．
解答：解：（1）斜面的机械效率η==．
（2）①探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，应控制斜面的粗糙程度相同．
②由表中实验数据可知，沿斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面倾斜角度越大，机械效率大．
③由表中实验数据可知，第一次实验时，W_有用=Gh=10N×0.3m=3J，
W_总=Fs=4.8N×1m=4.8J，额外功W_额=W_总-W_有用=4.8J-3J=1.8J，
W_额=fs，则摩擦力f===1.8N．
答：（1）；（2）①粗糙；②大；③1.8．
点评：本题考查了效率表达式、实验注意事项、实验数据分析、求摩擦力等问题，要掌握效率公式、实验注意事项、功的计算公式，实验应用了控制变量法．