Question

小明认为“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度没有关系”．针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，如图，并记录实验数据如下：

实验 次数	斜面的倾 斜程度	物体重G/N	物体上 升高度 h/m	沿斜面 拉力 F/N	物体移 动距离 S/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机 械 效 率
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.5	0.50	0.8	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5

（1）将表格中的空白数据填上．
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越________．
（3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：________．
（4）如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你来完成实验：
①实验时需要的器材有：一块长木板、弹簧测力计、刻度尺各一把和________．
②实验时应控制不变的条件是：接触面的粗糙和________．

Answer 1

解：（1）第3次实验：
W_有=Gh=5.0N×0.25m=1.25J，
W_总=Fs=3.1N×0.5m=1.55J，
η==≈81%；如下表所示：

实验 次数	斜面的倾 斜程度	物体重G/N	物体上 升高度 h/m	沿斜面 拉力 F/N	物体移 动距离 S/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机 械 效 率
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.5	0.50	0.8	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5	1.25	1.55	81%

（2）从表中数据知：斜面倾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越费力；
（3）实验中在控制了物重、斜面与物体接触面的粗糙程度等相同的情况下，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高；
（4）①要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，除所给器材，还需要重力不同、其它方面都相同的几个木块；
②若要探究机械效率与物体重力的关系，需要控制斜面粗糙程度、斜面倾斜程度不变，只改变物体重力．
故答案为：（1）如上表所示；
（2）费力；
（3）斜面越陡，机械效率越高
（4）①重力不同、其它方面都相同的几个木块；②斜面倾斜程度．
分析：（1）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=求出第三组斜面的机械效率．
（2）分析表中第二列与第五列，斜面越陡越费力，斜面越缓越省力．
（3）分析表中第二列与第九列，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高．
（4）如果要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，必须控制其它变量相同，还需要重力不同、其它方面都相同的几个木块．
点评：本题通过实验探究了斜面的机械效率、省力与斜面倾斜程度的关系以及机械效率与物体重力的关系，还涉及到了有用功、总功、机械效率的计算，对这几个概念一定要做到真正理解，同时要会根据控制变量法分析实验数得出结论和设计实验．