Question

小明同学想通过实验来探究斜面的机械效率和什么因素有关．他猜想斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度及斜面的倾斜度有关．他设计了如图所示的实验装置，实验中保持木块的拉力与斜面平行，并且匀速拉动木块．
（1）下面是马峰在实验中得到的数据，请你将表中未完成的空格填写完整．

实验次数	斜面倾斜程度	斜面粗糙程度	物重 G/N	斜面高度 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	30°	粗糙	0.5	0.20	0.35	0.4	0.1	0.14	71
②	30°	稍光滑	0.5	0.20	0.30	0.4
③	60°	粗糙	0.5	0.28	0.45	0.4	0.14	0.18	78

（2）根据上表的数据，请你帮马峰同学总结得到的实验结论：
结论1：通过对比实验1和2，在斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低．
结论2：通过对比实验1和3，______．
（3）你认为该实验中较难控制的操作是______．
小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与斜面的高度有关；
⑤斜面的机械效率与拉力的速度无关；
⑥斜面的机械效率与物体的重力无关．
给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
（4）下图装置设计是研究以上______猜想
（5）你选择的猜想是______，在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：______（填写序号）．

Answer 1

解：（1）W_有=Gh=0.5N×0.2m=0.1J，
W_总=Fs=0.3N×0.4m=0.12J，
η===83%．
（2）实验1和3，斜面的粗糙程度一定，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高．
（3）实验过程中要匀速拉动物体沿斜面上升，弹簧测力计示数才稳定，读数才能准确，但是很难做到匀速拉动物体沿斜面上升．
故答案为：（1）0.1；0.12；83；（2）在斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越高；（3）匀速拉物体在斜面上运动．
分析：（1）知道物重、物体升高的距离、拉力、拉力移动的距离，求出有用功、总功、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）实验中很难保持拉动物体匀速直线运动．
点评：通过探究斜面的机械效率的实验，让学生掌握如何用控制变量法探究物理问题，并考查了有用功、总功、机械效率的计算等．