题文

工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图甲所示的方法，而且当高度一定时，采用长度不同的斜面，所用的推力也不同．小胡为了探究推力大小与斜面长度的关系，采用图乙所示方法即用弹簧秤拉动物体，使物体由斜面底部移到顶部来模拟实验．若斜面的高度为0.2m，物体重力为10N，某次实验中弹簧秤的示数和斜面的长度如图乙所示．试求： （1）弹簧秤的拉力做了多少焦耳的功？ （2）该斜面的效率为多大？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）测力计的示数为2N即拉力F=2N；斜面的长度为1.2m，即s=1.2m； 则拉力做的功为W总=Fs=2N×1.2m=2.4J； （2）此实验中，做的有用功为：W有=Gh=10N×0.2m=2J； 则斜面的效率为：η= W有 W总 ×100%= 2J 2.4J ×100%=83.3%； 答：（1）弹簧秤的拉力做了2.4焦耳的功．（2）该斜面的效率为83.3%．

据专家权威分析，试题“工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图甲所示的方法，而且当高度一..”主要考查你对  功的计算，斜面的机械效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算斜面的机械效率

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：斜面的机械效率

• 斜面的机械效率：
  

  有用功	W有用=Gh
  总功	W总=Fl W总=Gh+fl （f为摩擦力)
  额外功	W额外=W总-W有用 W额外=fl
  机械效率

• 测量斜面的机械效率：
  【实验目的】：测量斜面的机械效率
  
  【器材】斜面，铁架台，小车，弹簧秤，米尺
  
  【操作】
  
  （1）照图那样安装好斜面，将小车放在斜面上。用弹簧秤缓慢地把小车拉上斜面，记下弹簧秤的示数F，测出小车沿斜面通过的距离L，用弹簧秤称得小车重G，并测出小车上升的高度h，算出斜面的效率η₁＝Gh／FL。
  （2）把小车翻过来（轮子朝上）放在斜面上，重复上述实验，根据实验数据算出此时斜面效率η₂。
  （3）增大斜面的倾角，小车仍翻着放在斜面上重复实验，算出斜面效率η₃。
  比较η₁、η₂、η₃的大小，可知η₁＞η₂，η₂＜η₃。分析实验结果可得：斜面的效率主要受斜面和小车间的摩擦的影响，在（1）中由于轮子和斜面间的滚动摩擦小，必需做的额外功少，效率就高。在（3）中，当倾角增大，车对斜面的压力减小，从而摩擦也减小，因此效率比（2）时高。比较操作（2）、（3）中的F及η的大小，可知斜面越省力其效率不一定越高。

• 提高斜面机械效率的方法:
       在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；机械效率与物体重量无关，物体斜面之间接触面大小无关。
  
  例：如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用 400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子拉到汽车上，在这过程中拉力做了______J的功，机械效率为______。要提高该斜面的机械效铝，应该_______。（写出一条措施）
  
  解析：，
  提高机械效率的方法是减小总功，以增大有用功在总功中所占的比例。
  答案：1200  70%  减小斜面的粗糙度