Question

小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示．她首先测出小车重力，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

斜面倾斜角θ	小车重G/N	斜面高 h/m	斜面长 S/m	拉力 F/N	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
12°	5	0.2	1	2.1	1	2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	3.6	69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	81.4%

（1）实验过程中拉力的方向应

平行于斜面向上

．
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越

小

，斜面越省力，斜面的机械效率越

低

．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持

粗糙程度

、

倾斜程度

不变，只改变

物体的重力

．

Answer 1

分析：（1）利用斜面提升重物，额外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，且匀速拉动物体．
（2）分析表格数据时，虽然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜度的改变而引起的，但我们先比较省力时，倾斜度是如何变化，然后比较机械效率的变化．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，必须控制其它因素不变，只改变物体的重力．

解答：解：（1）为了使拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，所以应与斜面平行向上．
（2）比较数据：θ₃＞θ₂＞θ₁时，则拉力F₃＞F₂＞F₁，机械效率η₃＞η₂＞η₁；
即：斜面倾斜度θ越小时，越省力，斜面机械效率越低．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持粗糙程度和倾斜程度不变，只改变物体的重力进行试验即可．
故答案为：（1）平行于斜面向上；（2）小；低；（3）粗糙程度；倾斜程度；物体的重力．

点评：本题目的是探究影响斜面机械效率的因素有哪些，考查了实验设计、数据的综合分析等，必须熟练掌握控制变量法．