Question

（2013?孝感模擬）摩擦對機械的效率有重要影響．小聰根據摩擦力的有關知識，分析斜面機械效率可能與斜面的粗糙程度有關．于是他設計實驗進行探究，他的實驗裝置如圖所示．
（1）請將下列實驗步驟補充完整．
①用彈簧測力計測出木塊的重力
②彈簧測力計

勻速

拉動木塊沿斜面向上運動，讀出彈簧測力計示數(shù)．
③用刻度尺分別測出木塊沿斜面移動的距離s及上升的高度h．
④記錄實驗數(shù)據并填入表格中．
⑤保持斜面的

長度和高度（或傾角）

不變，將棉布鋪在木板上，重復上述步驟．

表面材料	木塊重力G/N	斜面高度h/m	沿斜面的拉力F/N	斜面長s/m	機械效率η（/%）
木板	2.1	0.4	1.6	0.8	65.6
棉布	2.1	0.4	2.0	0.8

（2）斜面表面為木板時，斜面對木塊的摩擦力是

0.55

N
（3）斜面表面為棉布時的機械效率為

52.5%

（4）分析實驗數(shù)據得出的實驗結論是

其它條件不變，接觸面越粗糙，斜面的機械效率越低

．

Answer 1

分析：（1）②在實驗中要勻速拉動測力計，此時木塊受力平衡，拉力比較穩(wěn)定，才能正確地測量拉力；
⑤在實驗中要保持斜面的長度和高度即傾斜程度不變，斜面的傾斜程度會影響摩擦力的大小；
（2）根據表格中數(shù)據計算出總功和有用功，計算出額外功即克服摩擦力做的功，根據公式F_摩=

W額

s

計算出摩擦力；
（3）根據公式η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%計算出機械效率；
（4）根據表格中不變的量和改變的量結合機械效率的變化得出結論．

解答：解：（1）②在實驗時應用彈簧測力計勻速拉動木塊沿斜面向上運動；
⑤探究斜面機械效率與斜面粗糙程度之間的關系，需保持其它條件不變，根據表格中數(shù)據知，保持斜面長度和高度不變；
（2）W_總=Fs=1.6N×0.8m=1.28J
W_有用=Gh=2.1N×0.4m=0.84J
W_額=W_總-W_有用=1.28J-0.84J=0.44J
W_額=F_摩s，所以F_摩=

W額

s

=

0.44J

0.8m

=0.55N
（3）η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

2.1N×0.4m

2.0N×0.8m

×100%=52.5%
（4）由表格中數(shù)據知，其它條件不變，接觸面越粗糙，機械效率越低．
故答案為：（1）②勻速；⑤長度和高度（或傾角）；（2）0.55；（3）52.5%；（4）其它條件不變，接觸面越粗糙，斜面的機械效率越低．

點評：此題是摩擦對機械的效率有重要影響，考查了機械效率的計算，總功、有用功的計算，同時考查了實驗數(shù)據的分析．此題中對額外功的理解是非常重要的，額外功是指克服摩擦做的功．