Question

小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度S=0.50m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端．

（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h=0.22m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0N，则有用功为　    　J，机械效率为　    　．

（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：

L（m）	0.45	0.40	0.35	0.30
W额外（J）	0.90	0.80	0.70	0.60

通过数据分析，小明得出初步结论：W_额外与L成　  　比，小明查阅资料后证实此结论是正确的．根据此结论，当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面的机械效率为　    　；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为　    　N．

Answer

（1）1.1；55%；（2）正；65.2%；0.2

【解析】

试题分析：（1）由功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出斜面的效率．

（2）分析表中实验数据，得出额外功与斜面水平长度的关系；

根据斜面的长度与斜面水平长度，由勾股定理求出斜面的高度，

然后由功的公式求出有用功与总功，由效率公式求出斜面的效率；

当木板放在水平面上时，克服摩擦力做的功为额外功，

根据额外功与斜面水平长度的关系求出斜面水平时的额外功，

由功的公式求出摩擦力，然后由平衡条件求出弹簧测力计的拉力．

然后由功的计算公式求出．

（1）有用功W有用=Gh=5N×0.22=1.1J，

总功W总=Fs=4N×0.5m=2J，

斜面的效率η===55%；

（2）由表中实验数据可知，W额外与L成正比；

当斜面的水平长度L=0.40m时，

斜面高度h′===0.3m，

此时有用功W有用′=Gh′=5N×0.3m=1.5J，

总功W总′=W有用′+W额外=1.5J+0.80J=2.3J，

效率η′===65.2%；

当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L=S=0.50m，

设此时的额外功为W，则=，W=1J，

∵W=fS，∴f===2N，

物体做匀速运动，由平衡条件得：

弹簧测力计的拉力F=f=0.2N；

考点：斜面机械效率的测量实验