Question

（2011?淮北模擬）學習了機械效率知識后，全班同學對“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：
A．斜面的機械效率跟斜面的傾斜程度有關；
B．跟斜面的粗糙程度有關；
C．跟斜面的長度有關；
D．跟物體的重力有關．
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，每次都勻速將物體從斜面底部拉到了斜面的頂部．下表記錄了他的探究過程和數據．

實驗次數	斜面傾角	斜面材料	物重 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	機械效率η（%）
1	300	木板	1.0	0.5	0.7	1.0	0.5	0.7	71.4
2	300	玻璃	1.0	0.5	0.6	1.0	0.5	0.6	83.3
3	450	木板	1.0	0.7	0.9	1.0	0.7	0.9

（1）根據表中數據，補充完成表格中實驗3的機械效率

78%

．
（2）通過對比實驗1、2數據，可初步驗證猜想

B

（填寫字母）．
（3）通過對比實驗1、3數據，可初步得出的探究結論是：當其它條件一定時，斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率

越高

．
（4）若要驗證猜想D，應控制斜面的長、斜面的傾斜程度和

斜面的粗躁程度

不改變．
（5）小剛同學知道額外功是因為摩擦引起的，他根據第2次數據又算出了物體在玻璃上拉動時的摩擦力為

0.1

 N．

Answer 1

分析：（1）根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用η=

W有

W總

求出實驗3的機械效率；
（2）通過分析表格中的內容，按照控制變量法的要求，猜想斜面的機械效率跟斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度、長度、物體重力有關，探究斜面機械效率跟其中一個因素之間的關系時，控制其它因素不變．比較實驗1、2數據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．
（3）通過對比實驗1、3數據可知，斜面傾斜角不同，兩次實驗的斜面的機械效率也不同，由此即可得出結論．
（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）知道實驗2中的總功和有用功，可利用公式W_額外=W_總-W_有計算出額外功，又知道斜面的長度，可利用公式W=fs求出摩擦力的大小．

解答：解：
（1）表格中實驗3的機械效率：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

1N×0.7m

0.9N×1m

≈78%；
（2）通過對比實驗1、2數據可知，斜面的傾斜程度相同、長度相同、物重相同，斜面越光滑，斜面的機械效率越高．所以實驗1、2數據能驗證斜面機械效果跟斜面的粗糙程度有關．
（3）通過對比實驗1、3數據可知，斜面傾斜角不同，所用拉力不同，其機械效率也不同，說明當其它條件一定時，斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率越高．
（4）通過對比實驗1、實驗2數據得機械效率與斜面的粗糙程度有關；
通過對比實驗1、實驗2據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，應控制斜面的長度、斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不改變．
（5）實驗2中，W_總=0.6J，W_有=0.5J，則
W_額=W_總-W_有=0.6J-0.5J=0.1J，
摩擦力的大小為：
f=

W額

s

=

0.1J

1m

=0.1N．
故答案為：
（1）78%；
（2）B；  
（3）越高； 
（4）斜面的粗躁程度； 
（5）0.1．

點評：在探究影響斜面機械效率因素的實驗中，要注意控制變量法在實驗設計和實驗結論中的應用．我們在探究機械效率的大小與多個變量的關系時，應注意控制變量法的運用，在分清變量與控制量的基礎上，分析實驗的結論．