Question

（2013?武漢模擬）如圖是某小組同學測量斜面機械效率的實驗裝置．實驗時，用木塊將帶有刻度的平木板墊起，構成一個斜面．
（1）用彈簧測力計拉著小車從底端位置A沿斜面勻速運動到位置B，彈簧測力計的示數為1.1N，此時斜面的機械效率為

90.9%

．
（2）若將木塊向右移，使木塊左端與長木板90cm處對齊，重復（1）中的實驗，彈簧測力計的示數為0.8N，此時斜面的機械效率為

83.3%

．比較（1）、（2）可知，斜面的機械效率與斜面的

傾斜程度

有關．
（3）若將小車四輪朝上倒置．重復（2）中的實驗，則彈簧測力計示數變

大

，機械效率變

小

．比較（2）、（3）可知，斜面的機械效率與接觸面的

粗糙程度

有關．

Answer 1

分析：（1）根據圖讀出物體在斜面上運動的距離和上升的高度，根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用斜面的機械效率公式求出效率的大小．
（2）若將木塊向右移，使木塊左端與長木板90cm處對齊時，物體上升的高度和木塊的高度相同，根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用斜面的機械效率公式求出效率的大小；比較（1）、（2）的數據可知，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關．
（3）在有用功相同的情況下，機械效率的大小與額外功的大小有關，且由于木塊克服斜面的摩擦所做的功是額外功；當將小車四輪朝上倒置時，即變滾動摩擦為滑動摩擦時，摩擦力變大，彈簧測力計的示數變大，做的額外功增多，機械效率降低，從而可知斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關，據此進行解答．

解答：解：（1）由圖可知，物體在斜面上移動的距離s₁=80cm=0.8m，上升的高度h=40cm=0.4m；
滑輪組的機械效率η₁=

W有1

W總1

=

G1h1

F1s1

=

2N×0.4m

1.1N×0.8m

≈90.9%．
（2）若將木塊向右移，使木塊左端與長木板90cm處對齊時，
物體在斜面上移動的距離s₁=0.9m，上升的高度h=30cm=0.3m；
滑輪組的機械效率η₂=

W有2

W總2

=

G2h2

F2s2

=

2N×0.3m

0.8N×0.9m

≈83.3%，
比較（1）、（2）可知，斜面的傾斜程度不同，斜面的機械效率不同，故斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關．
（3）當將小車四輪朝上倒置時，變滾動摩擦為滑動摩擦，摩擦力變大；
根據二力平衡條件可知，彈簧測力計的示數變大；
摩擦力變大時，木塊克服斜面的摩擦所做的額外功變大，在有用功不變時，斜面的機械效率變小；
從而可知斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關．
故答案為：（1）90.9%；（2）83.3%；傾斜程度；（3）大；小；粗糙程度．

點評：在解測斜面機械效率的實驗題中，熟練運用求有用功、總功和機械效率的公式是關鍵，但從圖中讀取數據卻要格外細心，因為一旦讀錯數據，后面的計算將會全部受到影響．