◎ 题目

小明自己设计了一个高度可以调节的斜面与水平面，来探究斜面的省力情况跟斜面与水平面夹角之间的关系．如图甲是他设计的斜面，他用弹簧测力计测得小车的重力为5N，图乙所示．他将小车放在斜面上，不断调节斜面与水平面的夹角θ，得到一组拉力的数据如表： 实验次数 1 2 3 4 5 夹角θ/度 10 30 50 60 80 拉力F/N 2 2.7 3.4 4 4.8 （1）在小明设计的斜面的顶端装有一个定滑轮，使用定滑轮的目的是______ （2）通过分析实验数据，你能得到什么结论？ （3）如果你是一位建筑设计师，需要设计一栋老年人俱乐部的大楼，受到上述实验的启发，你要怎样设计楼梯？ （4）利用以上数据，请你计算出第2次实验时该斜面的机械效率大小约为______．

◎ 答案

（1）据定滑轮的特点和本次实验的实际情况可知，使用定滑轮的目的是：改变拉力的方向，能方便地测量出拉力的大小； （2）从实验数据看，斜面与水平面的夹角不断增大，拉力也不断增大．即斜面与水平面的夹角越小，使用时越省力；斜面与水平面的夹角越大，使用时越费力； （3）由于斜面与水平面的夹角越小，使用时越省力，所以老年人俱乐部的大楼，应将楼梯的坡度设计得平缓一些，方便老人上下； （4）由于第二次实验中斜面的倾角是30度，所以若斜面的高为h米，则斜面的长就是2h米，故此时的有用功是：W有=Gh=5h焦；同理总功是：W总=Fs=2.7×2h=5.4h焦； 故此时的机械效率是：η= W有 W总 ×100%= 5h 5.4h ×100%≈93%； 故答案为：（1）改变拉力的方向，能方便地测量出拉力的大小；（2）斜面与水平面的夹角越小，使用时越省力；（3）将楼梯的坡度设计得平缓一些，方便老人上下；（4）93%．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“小明自己设计了一个高度可以调节的斜面与水平面，来探究斜面的省力情况跟斜面与水平面夹角之间的关系．如图甲是他设计的斜面，他用弹簧测力计测得小车的重力为5N，图乙所示．他…”主要考查了你对  【控制变量法和科学探究的过程】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。