Question

小明为了测斜面的机械效率，设计和组装了如图所示的实验装置．
（1）实验时，他需要测量的物理量有________，最后由表达式________计算斜面的效率．
（2）小明在实验时想到，斜面的倾斜程度决定着省力的多少，那么斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系呢？你的猜想是________．
（3）如果要验证这一猜想是否正确，该怎样进行实验呢？请你简要做出说明________．

Answer 1

解：（1）利用斜面做功时，克服重力做功为有用功，利用W_有=Gh计算，沿斜面拉力做功为总功，利用W_总=Fs计算，所以需要测量的物理量有：物体的重力G，沿斜面向上匀速拉动物体的拉力F；斜面的长度L，斜面的高度h，最后由表达式η==×100%．
故答案为：斜面长L、高h、物重G和拉力F；η=×100%．
（2）斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系进行猜想：倾斜程度越大，机械效率越高（或低）．
（3）实验方法：改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论．
分析：（1）用刻度尺测出斜面高h和斜面长s，用弹簧测力计测量物体重G，沿斜面匀速拉动物体，用弹簧测力计测出拉力大小F，克服重力做功为有用功，利用W=Gh计算，沿斜面拉力做功为总功，利用W=Fs计算，再利用效率公式计算斜面的机械效率．
（2）根据斜面的倾斜程度决定着省力的多少，对斜面的机械效率与它的倾斜程度的关系进行猜想．
（3）除了改变斜面的倾斜程度以外，要控制斜面和物体不变．
点评：此题考查了测斜面机械效率的猜想和设计实验；斜面是省力的机械，能够分清哪是有用功，哪是总功是解题的关键，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积W_有=Gh，总功等于拉力和斜面长度的乘积W_总=FS．