Question

【題目】某班同學在“測量斜面的機械效率”實驗時，所用實驗器材有長木板、支架、彈簧測力計、刻度尺、重力為5.4N木塊（帶掛鉤）如圖所示，將長木板和支架搭成長1.0m、高0.2m的斜面，用彈資測力計沿斜面向上勻速拉動木塊。

(1)如圖所示，此時彈簧測力計對木塊的拉力為_____N；

(2)將木塊勻速拉到斜面頂端，斜面的機械效率為_____；

(3)木塊與斜面的摩擦力為_____N；

(4)在實驗中若加速拉動木塊到斜面頂端，則測得的機械效率與勻速拉動木塊比較_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”），請分析原因_____。

Answer 1

【答案】1.8 60% 0.72 偏小 重物重力和提升高度不變，有用功不變，加速拉動物體，彈簧測力計的拉力變大，斜面長度不變，拉力所做的總功偏大，機械效率偏小（或：偏小，加速拉動時，彈簧測力計的拉力變大，根據公式η＝Gh/Fs，G、h、s不變，F變大，會使機械效率偏小）

【解析】

(1)[1]如圖所示，彈簧測力計的分度值是0.2N，指針所指位置示數即為彈簧測力計對木塊的拉力為1.8N。

(2)[2]將木塊勻速拉到斜面頂端，物體重力做的功為有用功

拉力做的功為總功

則斜面的機械效率為

(3)[3]將木塊勻速拉到斜面頂端時，木塊需要克服摩擦力做額外功為

根據W=Fs可得木塊與斜面的摩擦力大小

(4)[4][5]物體的重力和提升的高度不變，即有用功不變，若加速拉動木塊，彈簧測力計的的拉力變大，斜面的距離不變，則拉力做的總功會變大，所以測得的機械效率與勻速拉動木塊比較會偏小或者加速拉動時，彈簧測力計的拉力變大，根據公式η＝Gh/Fs，G、h、s不變，F變大，會使機械效率偏小。