小明利用斜面进行如下的实验.
(1)图中的数据是在测量斜面机械效率时得到的,由此可知此时斜面的机械效率η=________.
(2)为了进一步探究斜面的特点,小明接着做了三次实验,实验数据如下表.
编号 | 倾斜角度 | 铁块重/N | 拉力/N | 斜面高度/cm | 斜面长度/cm | 机械效率 |
1 | 较小 | 10 | 4.9 | 10 | 100 | 20% |
2 | 较大 | 10 | 6.7 | 30 | 100 | 45% |
3 | 更大 | 10 | 8.3 | 50 | 100 | 60% |
②由表中第一行数据可知,此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为________N.
解:(1)有用功为:W有用=Gh=10N×0.2m=2J;总功为:W总=Fs=6.25N×(0.7m+0.1m)=5J;
所以机械效率为:η===40%.
(2)①分析对比表中三次实验数据可知,随着斜面倾斜角度的增大,机械效率也增大,拉力也越大;
②由图中第1次实验数据可知,有用功为:W有用=Gh=10N×0.1m=1J;总功为:W总=Fs=4.9N×1m=4.9J;
所以额外功为:W额外=W总-W有用=4.9J-1J=3.9J,
所以物体与斜面之间的摩擦力为:f===3.9N.
故答案是:(1)40%;(2)高(大);大;(3)3.9.
(1)对于斜面来说,克服物体重力做的功是有用功,可以用W有用=Gh来计算;拉力做的功是总功,可以用W总=Fs来计算;斜面的机械效率可以用η=来计算.
(2)对比表中三次实验的数据,可以得出斜面倾斜角度对斜面机械效率和拉力的影响;
根据表中第1次实验的数据可以求出有用功和总功,额外功等于总功与有用功之差,而克服摩擦力做的功是额外功,根据f=可以求出摩擦力.
点评:该题主要考查了三种功及机械效率的计算方法,值得注意的是第(1)问当物体升高20cm时,拉力通过距离的确定.