Question

某物理學(xué)習(xí)小組，針對(duì)同學(xué)中存在的有關(guān)斜面問題的一些疑惑，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究和理論探究活動(dòng)．

實(shí)驗(yàn)探究：

將長(zhǎng)度為l m的長(zhǎng)木板的一端墊高，構(gòu)成長(zhǎng)度一定高度可調(diào)的斜面(如圖所示)．用沿斜面向上的拉力F使重為10N的滑塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)。完成斜面機(jī)械效率測(cè)量．下表呈現(xiàn)的是部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
斜面高度h/m	0.15	0.20	0.25	0.30
拉力F/N	2.7	3.2	3.6	4.1
機(jī)械效率η	0.56	0.63	0.69	0.73

(1)疑惑一：“斜面的機(jī)械效率越高越省力嗎?”

請(qǐng)報(bào)據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出正確的結(jié)論。                                   

(2)疑惑二，“斜面傾斜程度越大拉力越大，滑塊受到的摩擦力也一定越大嗎?”

請(qǐng)進(jìn)一步分析表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出正確的結(jié)論：                                 

簡(jiǎn)述理由：                                                               

[理論探究]

(3)疑惑三。“滑塊受到的摩擦力是一個(gè)‘不可直接測(cè)量’量，能通過‘可測(cè)量’量求出摩擦力嗎?”

請(qǐng)根據(jù)已有的知識(shí)推導(dǎo)：對(duì)于傾斜程度不同的斜面，在拉力F作用下(拉力方向沿斜面向上)使重為G的滑塊沿斜面勻速移動(dòng)時(shí)，滑塊受到的摩擦力f的數(shù)學(xué)表達(dá)式（斜面的長(zhǎng)L和斜面的高h(yuǎn)均為“可測(cè)量”量）

Answer 1

（1）機(jī)械效率越高的斜面，不一定越省力。（機(jī)械效率越高的斜面越費(fèi)力）

（2）斜面傾斜程度越大拉力越大，但摩擦力不一定越大（摩擦力越�。�

理由：因?yàn)橛蓪?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知斜面傾斜程度變大，斜面的機(jī)械效率隨之也變大，額外功占總功的比例變小，所以摩擦力不一定變大。（斜面傾斜程度越大，滑塊對(duì)斜面的壓力變小，因此滑塊受到的摩擦力變�。�

（3）當(dāng)滑塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：

由功的關(guān)系Fl=Gh+fl

可得f=F-Gh/l

當(dāng)滑塊沿斜面勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)：

由功的關(guān)系Gh=Fl+fl

可得f=Gh/l-F