Question

10．在物流運輸公司門口，小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯(lián)想到上科學課時老師講過的知識，小華想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關？小華提出了以下的猜想：
A．斜面的機械效率可能與物體的重力有關．
B．斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關．
小華同學為了證實自己的猜想是否正確，于是他用
同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究，記錄的實驗數據如下表：

實驗 次數	斜面傾角θ	物塊重量 G/N	斜面高度 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	斜面的機械效率
1	30°	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0	5.0
2	30°	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8		60%
3	45°	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%

（1）實驗器材有木塊、墊塊、長木板、彈簧測力計，為了完成實驗還需要的測量工具是刻度尺．
（2）根據表格中數據，第①次實驗斜面的機械效率 為60%，第②次實驗中總功為3.0J．
（3）通過對比實驗①、②數據，可驗證小華的猜想A（填寫字母）；通過對比實驗②、③數據，可以得出的探究結論是：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．
（4）除了小華的猜想以外，請你猜想斜面的機械效率還可能與斜面的粗糙程度（寫出一個）有關．

Answer 1

分析 （1）分析表中需要測量的物理量，從而知道需要的測量工具；
（2）機械效率等于有用功和總功的比值，即η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$；總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積，即W_總=Fs．
（3）對比實驗①、②數據發(fā)現(xiàn)，控制的是斜面的傾角，改變的是物體的重力；對比實驗②、③數據發(fā)現(xiàn)，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角．
（4）影響斜面機械效率的因素很多，主要從有用功和額外功的角度考慮．

解答 解：
（1）由表中數據可見需要測量的物理量有四個：物塊的重力、沿斜面的拉力、物塊上升的高度、物塊移動的距離，其中前兩個由彈簧測力計完成，后兩個由刻度尺來完成測量，因此還需要補充的器材是：刻度尺．
（2）第①次實驗斜面的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{3.0J}{5.0J}$=60%；
第二次實驗中總功：
W_總=Fs=2.5N×1.2m=3.0J．
（3）對比實驗①、②數據，控制的是斜面的斜面傾角，改變的是物體的重力，
因此是研究斜面機械效率與物體重力的關系，即驗證的是猜想A；
對比實驗②、③數據，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角，且傾角越大效率越高，
故可得結論：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．
（4）影響斜面機械效率的因素很多，例如斜面粗糙程度、木板的長度、拉木塊速度、木板的面積等．
故答案為：（1）刻度尺；（2）60%；3.0J；（3）A；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高；（4）斜面的粗糙程度．

點評 解決本題的關鍵：一是會根據二力平衡的知識解釋木塊勻速直線運動的原因；二是控制變量法在探究斜面的機械效率實驗中的靈活應用．