Question

小军同学设计如下图所示的一个高度可调节的斜面，来探索斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系．他首先用弹簧测力计测出小车的重量，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节小车倾斜角θ的大小进行了多次测量，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		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

（1）实验过程中拉力的方向应与斜面

 

．
（2）请你在上表的空格中填上适当的数据．
（3）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角度θ越

 

，使用斜面越省力，斜面的机械效率越

 

．
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持

 

不变，斜面的光滑程度不变，只改变

 

，这种研究问题的方法我们称之为

 

法．

Answer 1

分析：实验目的是：调节斜面高度，探索斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，采用控制变量法；
（1）本题中克服摩擦力做功为额外功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力要克服摩擦力和重力做功，所以拉力的方向必须与斜面平行．
（2）克服重力做的功为有用功；拉力做的功为总功；机械效率等于有用功与总功的比值．
（3）分析表中数据，寻找规律．
（4）控制变量．

解答：解：（1）拉力要克服摩擦力和重力做功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力的方向必须与斜面平行．
（2）W_有=Gh=5N×0.2m=1J；W_总=Fs=3.6N×1N=3.6J；η=

W有

W总

=

3.5J

4.3J

=81%
（3）分析表中第一、二、五、八列可以得出：斜面倾斜角度θ越小，使用斜面越省力，斜面的机械效率越 低．
（4）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．
故答案为：
（1）平行
（2）

（3）小，低
（4）斜面的倾斜角度，物重（车重），控制变量法

点评：考查斜面的机械效率，分析实验数据时语言表达要准确到位．