Question

小明同學(xué)結(jié)“斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)”這一課題提出了一些值得探究的猜想，斜面的機(jī)械效率跟：
A．斜面的傾斜程度有關(guān)；
B．斜面的粗糙程度有關(guān)；
C．斜面的長有關(guān)；
D．物體受的重力有關(guān)．
小剛同學(xué)為了證實(shí)其中的部分猜想是否正確，設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了探究，下表反映了他的探究過程．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面傾角	斜面粗糙程度	物重G/N	斜面高h(yuǎn)/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(jī)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

（參看圖，表中①③兩次實(shí)驗(yàn)所用斜面是相同的，設(shè)物體在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)）
（1）請(qǐng)你替小剛在上表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)．
（2）通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想

B

（填寫字母）
（3）通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率的值越

高

．
（4）分析上述實(shí)驗(yàn)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(jī)械效率越

低

．實(shí)驗(yàn)證明：機(jī)械效率的高低與省力

跟斜面的傾斜程度有關(guān)

．
（5）若不計(jì)摩擦將重G的物體，沿斜面長L拉到高h(yuǎn)處，則拉力F=

Gh/L

．
（6）若要驗(yàn)證猜想D，應(yīng)控制斜面的傾斜程度和

粗糙程度

不改變．

Answer 1

分析：（1）利用W_總=Fs可求出表格中的總功，利用η=

W有

W總

可求出機(jī)械效率；
（2）（3）（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要注意明確其變量與不變量，再分析在不同實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)拉力、機(jī)械效率大小的影響；
（5）在不計(jì)摩擦?xí)r，根據(jù)使用任何機(jī)械都不省力的原理，可利用Gh求出功的大小，再除以斜面的長，可得出沿斜面的拉力；
（6）根據(jù)控制變量法的要求，確定在研究機(jī)械效率是否跟重力有關(guān)時(shí)需要控制的量．

解答：解：（1）表中的η=

W有

W總

=

1.2J

1.7J

=71%；表中的總功W_總=Fs=1.4N×1m=1.4J；
（2）實(shí)驗(yàn)①、②是在斜面傾角不變的情況下，改變斜面的粗糙程度，因此，可驗(yàn)證機(jī)械效率與斜面的粗糙程度的關(guān)系，即選項(xiàng)B；
（3）實(shí)驗(yàn)①、③中，當(dāng)斜面的粗糙程度一定，③斜面的傾斜程度大，其機(jī)械效率也高于①；
（4）通過分析數(shù)據(jù)可以得出，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(jī)械效率越低．實(shí)驗(yàn)證明，機(jī)械效率的高低與省力跟斜面的傾斜程度有關(guān)．
（5）因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功，所以其所做的功為Gh，沿斜面的拉力F=

Gh

L

；
（6）猜想D是探究機(jī)械效率與重力的關(guān)系，因此要控制斜面的傾斜程度和粗糙程度不變．
故答案為：（1）71%，1.4；（2）B；（3）高；（4）小，低，跟斜面的傾斜程度有關(guān)；（5）

Gh

L

；（6）粗糙程度．

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的計(jì)算，主要用到的功和公式和機(jī)械效率的公式．我們?cè)谔骄繖C(jī)械效率的大小與多個(gè)變量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)注意控制變量法的運(yùn)用，在分清變量與控制量的基礎(chǔ)上，分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．