Question

4．如图所示，小明在探究机械效率与什么因素有关时．设计用光滑程度一样的木板作斜面，当两斜面倾斜程度不同时，先后沿斜面拉同一滑块使它升高相同高度h．

（1）小明实验的目的是探究机械效率与斜面的倾斜程度的关系．
（2）做这组实验还需要提供两个工具，它们是弹簧测力计、刻度尺．
（3）请描述小明做“实验一”的过程，要求写出简要实验步骤、用符合表示所要物理量，并用所测物理量写出表达式．
实验步骤：①用测力计测量小车的重力G；
②用测力计沿斜面方向匀速拉动小车，读出测力计的示数F；
③用刻度尺测量斜面高度h；
④用刻度尺测量（底部到高度h处的）斜面长度s；．
表达式：η=$\frac{Gh}{Fs}$．

Answer 1

分析 （1）控制斜面的光滑程度相同，同一辆小车升高相同的高度h，两斜面的倾斜程度不同，可以探究斜面的效率与斜面倾斜程度间的关系．
（2）实验中，需要用弹簧测力计测拉力大小，用刻度尺测斜面的高度与斜面的长度．
（3）根据实验原理、实验需要测量的量设计实验步骤，根据所处数据求出有用功、总功，最后由效率公式求出斜面的机械效率．

解答 解：（1）由实验中控制：斜面光滑程度、物体上升的高度相同而斜面的倾斜程度不同，
由此可知，该实验探究的是：斜面的倾斜程度与与斜面机械效率的关系．
（2）实验需要的测量工具是：弹簧测力计与刻度尺．
（3）实验步骤：①用测力计测量小车的重力G；
②用测力计沿斜面方向匀速拉动小车，读出测力计的示数F；
③用刻度尺测量斜面高度h；
④用刻度尺测量（底部到高度h处的）斜面长度s；
总功W_总=Fs，有用功W_有=Gh，斜面的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$．
故答案为：（1）斜面的倾斜程度；（2）弹簧测力计、刻度尺；（3）实验步骤如上所述；η=$\frac{Gh}{Fs}$．

点评 本题是测量斜面机械效率的实验，本题考查了实验目的、实验器材、设计实验步骤等问题，实验步骤的设计是本题的难点，解题时要注意控制变量法的应用．