Question

小芳同學設計了一個高度可調節的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系，如下圖所示．她首先測出小車重力，然后用彈簧測力計沿斜面拉動小車，調節斜面傾斜角θ的大小多次測量，得到下表所示的數據：

斜面傾斜角θ	小車重G/N	斜面高 h/m	斜面長 S/m	拉力 F/N	有用功 W有/J	總功 W總/J	機械效率η
12°	5	0.2	1	2.1	1	2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	3.6	69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	81.4%

（1）實驗過程中拉力的方向應

平行于斜面向上

．
（2）分析上表中的數據，可以得出的探究結論是：斜面傾斜角θ越

小

，斜面越省力，斜面的機械效率越

低

．
（3）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持

粗糙程度

、

傾斜程度

不變，只改變

物體的重力

．

Answer 1

分析：（1）利用斜面提升重物，額外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上，且勻速拉動物體．
（2）分析表格數據時，雖然拉力和機械效率的變化是因斜面的傾斜度的改變而引起的，但我們先比較省力時，傾斜度是如何變化，然后比較機械效率的變化．
（3）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，必須控制其它因素不變，只改變物體的重力．

解答：解：（1）為了使拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上，所以應與斜面平行向上．
（2）比較數據：θ₃＞θ₂＞θ₁時，則拉力F₃＞F₂＞F₁，機械效率η₃＞η₂＞η₁；
即：斜面傾斜度θ越小時，越省力，斜面機械效率越低．
（3）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持粗糙程度和傾斜程度不變，只改變物體的重力進行試驗即可．
故答案為：（1）平行于斜面向上；（2）小；低；（3）粗糙程度；傾斜程度；物體的重力．

點評：本題目的是探究影響斜面機械效率的因素有哪些，考查了實驗設計、數據的綜合分析等，必須熟練掌握控制變量法．