Question

某同学在“探究斜面机械效率”的实验过程中，有以下猜想：
[猜想]
猜想一：斜面的机械效率可能与斜面的坡度有关
猜想二：斜面的机械效率可能与物体和斜面接触
的粗糙程度有关
猜想三：斜面的机械效率可能与物体的重力有关
[实验步骤]
（1）用测力计称出物块重为4N和钩码重为2N；
（2）将物块放在斜面底端，用测力计拉动物块，记下测力计示数F；
（3）用刻度尺测出物体移动距离S和上升高度h；
（4）在物块上添加钩码，重复步骤2和步骤3，再做两次，将数据记入表格．
记录数据如下表所示：

	物重 G/N	拉力 F/N	物体移动距离s/cm	物体上升高度h/cm	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η100%
1	4	2.88	80	40	1.6	2.30	69.57
2	6	4.40	80	40	2.4	3.52	68.19
3	8	5.80	80	40

（1）填入表格中第三次实验所缺的三个数据．
（2）实验过程中，测力计拉物块的方向应与斜面

平行

，并且为了读数方便，测力计拉动物块做

匀速

运动．
（3）上述实验是用来验证猜想

三

（选填“一”、“二”、“三”），通过对实验数据的分析，可得出结论：

在斜面的坡度和斜面的光滑程度不变时，斜面的机械效率和物体的重力无关

．

Answer 1

分析：（1）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用效率公式求出斜面的机械效率；
（2）克服摩擦力做功为额外功，摩擦力方向沿斜面向下，所以拉力方向也必须平行斜面，并且为了读数方便应匀速测力计；
（3）分析表格中数据可知，实验时只改变了物体的重力、而其它因素不变；在误差范围内，物体的重力不同时斜面的机械效率相等，据此进行解答．

解答：解：
（1）由第三次实验可知：
W_有=Gh=8N×0.4m=3.2J，W_总=Fs=5.80N×0.8m=4.64J，斜面的机械效率η=

W有

W总

=

3.2J

4.64J

≈68.97%，表格如下：

	物重 G/N	拉力 F/N	物体移动距离s/cm	物体上升高度h/cm	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η100%
1	4	2.88	80	40	1.6	2.30	69.57
2	6	4.40	80	40	2.4	3.52	68.19
3	8	5.80	80	40	3.2	4.64	68.97

（2）实验过程中，测力计拉物块的方向应与斜面平行，并且为了读数方便，测力计拉动物块做匀速运动；
（3）分析表格数据可知，实验时只改变了物体的重力、而其它因素不变，故本实验可以验证猜想三；
在误差范围内，物体的其它条件相同、重力不同时，斜面的机械效率相等，
故可得结论：斜面的机械效率与物体重力无关．
故答案为：
（1）如上表所示；
（2）平行；匀速；
（3）三；在斜面的坡度和斜面的光滑程度不变时，斜面的机械效率和物体的重力无关．

点评：本题考查了控制变量法在探究影响斜面机械效率因素实验中的应用，关键是实验数据的处理，即在误差范围内可以把三次实验的机械效率看成相等．