Question

小明同學結(jié)“斜面的機械效率跟什么因素有關”這一課題提出了一些值得探究的猜想，斜面的機械效率跟：
A．斜面的傾斜程度有關；
B．斜面的粗糙程度有關，
C．斜面的長有關；
D．物體受的重力有關．
小剛同學為了證實其中的部分猜想是否正確，設計方案并進行了探究，下表反映了他的探究過程．
（參看圖，表中①③兩次實驗所用斜面是相同的，設物體在斜面上做勻速直線運動）

實驗次數(shù)	斜面傾角	斜面粗糙程度	物重G/N	斜面高h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長s/m	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率η（%）
①	37°	粗糙	2	0.6	1.7	1	1.2	1.7
②	37°	較光滑	2	0.6	1.4	1	1.2		86
③	45°	粗糙	2	0.7	1.8	1	1.4	1.8	78

（1）請你替小剛在上表中的空格處填上適當?shù)臄?shù)據(jù)．
（2）分析上述實驗數(shù)據(jù)可知：光滑程度相同的斜面，傾角越小，沿斜面的拉力越

小

，斜面的機械效率越

小

．實驗證明：機械效率的高低與省力

無關

．
（3）通過對比實驗①、②數(shù)據(jù)，可驗證猜想

B

（填寫字母）
（4）若要驗證猜想D，應控制斜面的傾斜程度和

斜面的粗糙程度（或粗糙程度）

不改變
（5）在第一次試驗中若不計摩擦將重G的物體，沿斜面長L拉到高h處，則拉力F=

Gh

L

．

Answer 1

分析：（1）有用功、總功、機械效率，分別用公式W_有用=Gh、W_總=Fs、η=

W有用

W總

×100%求出；
（2）根據(jù)①和③中的傾斜角可知，斜面傾斜角不同，兩次實驗的拉力和斜面的機械效率也不同，由此即可得出結(jié)論；
（3）比較①②兩次實驗可知斜面的粗糙程度不同，兩次的機械效率大小不同，從而可知斜面的機械效率大小與斜面的摩擦程度有關；
（4）利用控制變量法，若要驗證斜面的機械效率跟物體的重力有關，就必須控制斜面的長、斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度這些量不改變；
（5）如不計摩擦，就認為機械效率為1，此時W_有用=W_總，即Gh=FL．

解答：解：（1）①中的機械效率為 η=

W有用

W總

×100%=

1.2J

1.7J

×100%=71%；
②中的總功為；W_總=Fs=1.4N×1m=1.4J．
（2）由①中的傾斜角30°和③中的傾斜角45°可知，斜面的光滑程度相同，傾斜角越小，所用拉力越小，機械效率越小，說明機械效率的高低與省力無關．
（3）對比①②數(shù)據(jù)得：斜面越光滑，機械效率越大，即摩擦力越小，機械效率越大，故機械效率與斜面的粗糙程度有關，所以驗證的是猜想B．
（4）通過對比①②數(shù)據(jù)得機械效率與斜面的粗糙程度有關；通過對比實驗①③數(shù)據(jù)可得斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率越高；因此若要驗證猜想D，應控制斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不改變．
（5）不計摩擦，機械效率為1，此時W_有用=W_總，即Gh=FL
∴拉力F=

Gh

L

．
故答案為：（1）①71；②1.4；
（2）小、小、無關；
（3）B；
（4）斜面的粗糙程度（或粗糙程度）；
（5）

Gh

L

．

點評：（1）根據(jù)重力、高度、拉力、斜面長能進行有用功、總功、機械效率的簡單計算；
（2）斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度影響斜面的機械效率，本題為運用所學知識解決實際問題的題目，應通過分析找出相應的物理規(guī)律加以應用．