物理学习小组,针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑,进行了实验探究和理论探究活动。
[实验探究]将长度为1m的长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面(如图所示),用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动,以此来完成斜面机械效率的测量,下表呈现的是部分实验数据:
![](https://img.ixiawen.com/uploadfile/2017/0723/20170723123835876.gif)
(1)疑惑一:“斜面的机械效率越高越省力吗?”
请根据表中的实验数据,写出正确的结论:__________________________________。
(2)疑惑二:“斜面倾斜程度越大拉力越大,滑块受到的摩擦力也一 定越大吗?”
请进一步分析表中实验数据,写出正确的结论:___________________________。
简述理由:______________________________。
[理论探究]
(3)疑惑三:“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’量,能通过 ‘可测量’量求出摩擦力吗?”
请根据已有的知识推导:对于倾斜程度不同的斜面,在拉力F作用下(拉力方向沿斜面向上)重为G的滑块沿斜面匀速移动时,滑块受到的摩擦力Ff的数学表达式(斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量)。
(1)机械效率越高的斜面,不一定越省力
(2)斜面倾斜程度越大拉力越大,摩擦力不一定越大因为由实验数据可知斜面倾斜程度变大,斜面的机械效率随之也变大,额外功占总功的比例变小,所以摩擦力不一定变大(或斜面倾斜程度变大,滑块对斜面的压力变小,因此滑块受到的摩擦力变小)
(3)当滑块沿斜面匀速向上运动时:
由功的关系得Fl=Gh+Ffl,可得Ff=F-Gh/l
当滑块沿斜面匀速向下运动时:
由功的关系得Gh=Fl+Ffl,可得Ff=Gh/l一F。