Question

小兰在探究斜面的机械效率时，在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物块，（如图所示）并设计表格记录实验数据如下：

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η	机械效率平均值
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.50	0.50	0.80	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.50	0.75	1.10	68%
3	最陡	5.0	0.25		0.50	1.25

（1）如图所示第三次实验弹簧测力计的示数为

 

N，机械效率约为

 

（精确到百分位）．
（2）小兰在对实验数据处理的过程中出现的错误之处是：

 

．
（3）改正错误后，对实验数据进行分析，你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是

 

．

Answer 1

分析：（1）①弹簧测力计读数时要看清量程和分度值，然后根据指针指示的位置读数；
②斜面做的总功为弹簧测力计拉力做的功，等于拉力与物体移动距离的乘积，即W_总=FS；
③机械效率等于有用功和总功的比值，即η=

W有用

W总

×100%．
（2）斜面的机械效率不是固定不变的，它和斜面的倾斜程度、粗糙程度、拉动物体的重力都有关系，因此不能求取平均值．
（3）根据实验记录，找出相同因素和不同因素，运用控制变量法的思想得出正确的结论．

解答：解：（1）①图示弹簧测力计的量程为5N，分度值是0.2N，指针指在3N下面第1个小格上，所以弹簧测力计的示数为3N+0.2N=3.2N；
②第3次实验中，总功为W_总=FS=3.2N×0.5m=1.6J，有用功为W_有用=1.25J，
∴斜面的机械效率η=

W有用

W总

×100%=

1.25J

1.6J

×100%=78%
（2）影响斜面机械效率的因素有斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度，同一斜面机械效率也不是固定不变的，拉动的物体重力越大，斜面的机械效率越大，因此斜面机械效率是变化的，不应计算平均值．
（3）观察表中数据，相同因素是斜面的粗糙程度，不同因素是斜面的倾斜程度，根据机械效率的大小，得出的结论是：接触面粗糙程度相同（或光滑程度相同）时，斜面越陡（或缓），机械效率越高（或低）．
故答案为：（1）3.2、78%
（2）斜面的机械效率是变化的，不应计算平均值（或表格中不应该有“机械效率平均值”这一项）．
（3）接触面粗糙程度相同（或光滑程度相同）时，斜面越陡（或缓），机械效率越高（或低）．

点评：（1）影响斜面机械效率的因素有：提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度，研究机械效率与其中某个因素的关系，采用控制变量法的思想；
（2）采用控制变量法研究的实验，在归纳结论时，一定要看清相同因素和不同因素，一般是在（相同因素）相同时，物理量与（不同因素）有关．