Question

在探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”的实验中，将一条长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，还有毛巾、棉布．用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速拉动，记录的数据如下表：

实验次数	斜面材料	斜面的倾斜角度	木块重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%
1	木板	30°	2	0.50	1.50	1.00	1.00	1.50	66.7
2	棉布	30°	2	0.50	1.70	1.00	1.00	1.70	58.8
3	毛巾	30°	2	0.50	1.85	1.00
4	毛巾	20°	2	0.34	1.75	1.00	0.68	1.75	38.9

（1）请计算第3次实验的机械效率是______．
（2）分析第______次实验数据，得出的结论是：在其它条件相同时，斜面越粗糙，机械效率越低．
（3）分析第3、4次实验数据，得出的结论是：______．
（4）分析实验数据还发现，在其它条件相同时，斜面倾角______（填“越大”或“越小”）越费力．

Answer 1

【答案】分析：（1）对于斜面来说，克服木块重力所做的功是有用功，沿斜面的拉力对木块所做的功是总功，故再据公式η=×100%即可求得机械效率；
（2）研究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度是否有关，即必须控制其他的量不变，即在保持斜面的倾角、木块的重力、斜面的长度、高度等不变的情况下分析即可；
（3）在3、4实验中，木块的重力、斜面的高度、长度都是相同的，但是由于斜面的倾角不同，导致两实验中的机械效率不同，故在控制变量的思维下分析即可得出结论；
（4）分析斜面的粗糙程度和其他因素相同的两组实验，即3、4两次实验的数据，观察斜面的倾角的大小与所用拉力大小的关系即可．
解答：解：（1）在该次实验中，所做的有用功是W=Gh=2N×0.50m=1J；该过程中所做的总功是W=FS=1.85N×1.00m=1.85J；故该斜面的机械效率是η=×100%=×100%≈54.1%；
（2）在其他条件不变的情况下，1、2或1、3或2、3或1、2、3次实验都能说明斜面越粗糙，机械效率越低；
（3）比较3、4两次实验不难看出，在其它的条件不变的情况下，斜面的倾角越大，其机械效率越高；
（4）要想比较斜面在不同倾角时的费力情况，即需要保持其他的条件不变，改变倾角大小，观察沿斜面的拉力的大小即可，故符合上述条件的只有3、4两次实验，故分析这两次的实验数据不难看出，在其它条件相同时，斜面倾角越大越费力．
故答案为：（1）54.1%；（2）1、2或1、3或2、3或1、2、3；（3）在其它条件相同时，斜面倾角越大（或陡）机械效率越高；（4）越大
点评：关于斜面的功、效率的公式要掌握清楚：W_总=W_有+W_额，η=，W_总=Fs，W_有=Gh，据上面的公式正确分析即可解决该类问题．