Question

3．如图所示是小明探究“斜面的机械效率”实验装置图．实验前他做了如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时，首先在倾斜的木板上，用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上做匀速直线运动，并记录实验数据．后保持斜面倾角不变，在木板上分别垫棉布、玻璃的方法又做了二次实验，每次实验中弹簧测力计都拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动．实验数据如下：

实验 次数	斜面材料	木块重 G/N	斜面高 h/m	拉力 F/N	斜面长 s/m	机械效率 μ
1	木板	2	0.1	0.50	0.5	80%
2	棉布	2	0.1	0.60	0.5	67%
3	玻璃	2	0.1	0.45	0.5	89%

（1）第1次实验，斜面机械效率是80%；
（2）根据小明的实验操作，猜想A是正确的．根据获得的实验数据，可得到的较完整的结论是：在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（3）为了验证另一个猜想是否正确，小明应该如何进行实验？写出他的实验方案．需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，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．

Answer 1

分析 （1）根据表中实验数据，应用效率公式求出斜面的机械效率；
（2）斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，在斜面粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高；在斜面倾斜程度一定时，斜面越光滑，斜面机械效率越高；
（3）斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关，除了改变斜面的倾斜程度以外，要控制斜面和物体不变．

解答 解：
（1）第一次实验的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.5N×0.5m}$×100%=80%；
（2）根据表中实验数据可知，斜面的倾斜程度相同，斜面越光滑，斜面的机械效率越高，说明猜想A是正确的；通过实验可得结论：在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（3）要斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度的关系，需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，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．
故答案为：（1）80%；（2）A；在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（3）需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，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．

点评 通过探究斜面的机械效率的实验考查了机械效率的计算，关键是根据控制变量法分析实验数据得出结论．