Question

9．马峰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．
下面是马峰在实验中得到的数据．

实验次数	斜面坡度	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	①	②	③
③	60°	粗糙	0.5	0.28	0.45	0.4	0.14	0.18	78%

（1）请你将表中未完成的空格填写完整，①0.1J，②0.12J，③83.3%．
（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，斜面的坡度和物重一定时，斜面越粗糙机械效率越低．
结论2：通过对比实验1和3，在斜面的粗糙程度和物重一定时，斜面的坡度越大机械效率越高．
（3）你认为该实验中较难控制的操作是保持匀速拉动木块．

Answer 1

分析 （1）根据表中实验数据，应用功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出斜面的效率；
（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．

解答 解：
（1）在第2次实验中，根据功的计算公式和机械效率的计算公式，求出几个量：
W_有=Gh=0.5N×0.2m=0.1J；
W_总=FS=0.3N×0.4m=0.12J；
η=$\frac{{W}_{有}}{W总}$=$\frac{0.1J}{0.12J}$×100%=83%；
（2）对照①和③可以发现，实验的相同条件是接触面粗糙程度和物重，不同的是斜面的倾斜度，分析数据可得到坡度越大，机械效率越高；
（3）因为此实验要得到对木块的拉力，而要想让拉力稳度方便读数，就必须保证拉动木块做匀速直线运动，这一点较难控制．
故答案为：（1）0.1；0.12；83.3%；（2）在斜面的粗糙程度和物重一定时，斜面的坡度越大机械效率越高；（3）保持匀速拉动木块．

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．