Question

小明同学结“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：
A．斜面的倾斜程度有关；
B．斜面的粗糙程度有关；
C．斜面的长有关；
D．物体受的重力有关．
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程．

实验次数	斜面倾角	斜面粗糙程度	物重G/N	斜面高h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η（%）
①	37°	粗糙	2	0.6	1.7	1	1.2	1.7
②	37°	较光滑	2	0.6	1.4	1	1.2		86
③	45°	粗糙	2	0.7	1.8	1	1.4	1.8	78

（参看图，表中①③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）
（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据．
（2）通过对比实验①、②数据，可验证猜想______（填写字母）
（3）通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越______．
（4）分析上述实验数据可知：光滑程度相同的斜面，倾角越小，沿斜面的拉力越______，斜面的机械效率越______．实验证明：机械效率的高低与省力______．
（5）若不计摩擦将重G的物体，沿斜面长L拉到高h处，则拉力F=______．
（6）若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和______不改变．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用W_总=Fs可求出表格中的总功，利用η=可求出机械效率；
（2）（3）（4）分析实验数据时，要注意明确其变量与不变量，再分析在不同实验条件下，对拉力、机械效率大小的影响；
（5）在不计摩擦时，根据使用任何机械都不省力的原理，可利用Gh求出功的大小，再除以斜面的长，可得出沿斜面的拉力；
（6）根据控制变量法的要求，确定在研究机械效率是否跟重力有关时需要控制的量．
解答：解：（1）表中的η===71%；表中的总功W_总=Fs=1.4N×1m=1.4J；
（2）实验①、②是在斜面倾角不变的情况下，改变斜面的粗糙程度，因此，可验证机械效率与斜面的粗糙程度的关系，即选项B；
（3）实验①、③中，当斜面的粗糙程度一定，③斜面的倾斜程度大，其机械效率也高于①；
（4）通过分析数据可以得出，光滑程度相同的斜面，倾角越小，沿斜面的拉力越小，斜面的机械效率越低．实验证明，机械效率的高低与省力跟斜面的倾斜程度有关．
（5）因为使用任何机械都不能省功，所以其所做的功为Gh，沿斜面的拉力F=；
（6）猜想D是探究机械效率与重力的关系，因此要控制斜面的倾斜程度和粗糙程度不变．
故答案为：（1）71%，1.4；（2）B；（3）高；（4）小，低，跟斜面的倾斜程度有关；（5）；（6）粗糙程度．
点评：本实验中数据的计算，主要用到的功和公式和机械效率的公式．我们在探究机械效率的大小与多个变量的关系时，应注意控制变量法的运用，在分清变量与控制量的基础上，分析实验的结论．