题文

某实验小学的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时．用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据． 试验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度S/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% （1）分析表中的数据可得出：在其它条件一定时，斜面越缓越______力（选填“省”或“费”）；斜面越陡，机械效率越______（选填“高”或“低”）． （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为______．把第4次与第______次测量结果相比较，还能得出，在其它条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低． （3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力______物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”） （4）斜面在生产和生活中应用广泛，请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例．举例：______．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越缓时，沿斜面的拉力F越小，则斜面越省力； 由记录的数据可以看出斜面倾斜程度越陡时，斜面的机械效率越高． （2）∵G=5N，h=0.5m， ∴克服物块重力做的有用功为：W有用=Gh=5N×0.5m=2.5J， 又∵F=4.5N，S=1m， ∴拉力做的总功为：W总=FS=4.5N×1m=4.5J， 则斜面的机械效率为：η= W有用 W总 = 2.5J 4.5J ≈55.6%． 要探究机械效率与斜面粗糙程度关系，必须保证斜面倾斜程度和长度相同的情况下（即高度相同，斜面长度相同）， 第4次和第2次斜面的长度和高度相同，从数值上可以看出斜面越粗糙机械效率越小． （3）当用弹簧拉着物体沿斜面做匀速向上运动时，物体的受力情况如下图： 由图可见，物体受到重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力，因为支持力不变，所以摩擦力的大小也不变．由于物块又做匀速直线运动，则弹簧测力计的拉力大小等于摩擦力和重力在沿斜面方向的分力的和，所以物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力． （4）实际生活生产中应用斜面工作原理的实例：盘山公路，螺丝钉的螺纹． 故答案为：（1）省；高． （2）55.6%；2． （3）大于． （4）盘山公路，螺丝钉的螺纹．

据专家权威分析，试题“某实验小学的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时．用弹簧测力计沿..”主要考查你对  功的计算，机械效率的计算，斜面的机械效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算机械效率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：机械效率的计算

• 机械效率的定义：
  有用功跟总功的比值叫做机械效率；
  
  计算公式：
  η=

• 机械效率的意义：
  （1）机械效率的功率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。
  
  （2）机械效率的高度并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功所占的比例；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小。机械效率高不一定省力。

• 功，功率和机械效率的比较：
  

  物理量	物理意义	定义	符号	公式	单位	说明
  功	做功即能量的转化	有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，就说力对物体做了功	W	W=Fs	J	l. 功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的 2．功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之问没有直接关系
  功率	做功快慢	单位时间内完成的功	P		W(国际单位) kW，MW（常用单位）
  机械效率	反映机械性能的物理量	有用功占总功的总值	η		无

• 汽车的机械效率和功率：
      机械效率与功率是两个完全不同的概念。
      这两个物理量是从不同方面反映机械性能的，它们之间没有必然的联系。
      功率大表示机械做功快；机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高。内燃机车功率可以达到几千千瓦，但效率只有30％r～ 40%，反之，机械效率高的机械功率不一定大。安装在儿童玩具汽车里的电动机效率可达80%，但功率却只有凡瓦特。