Question

小明認為“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度沒有關系”．針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗，如圖，并記錄實驗數據如下：

實驗 次數	斜面的傾 斜程度	物體重G/N	物體上 升高度 h/m	沿斜面 拉力 F/N	物體移 動距離 S/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機 械 效 率
1	較緩	5.0	0.10	1.6	0.5	0.50	0.8	63%
2	較陡	5.0	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5

（1）將表格中的空白數據填上．
（2）通過對上述實驗數據的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面越陡，越________．
（3）通過對上述實驗數據的分析，你對斜面機械效率的問題可獲得的初步結論是：________．
（4）如果小明還想要探究斜面的機械效率與物體重力的關系，請你來完成實驗：
①實驗時需要的器材有：一塊長木板、彈簧測力計、刻度尺各一把和________．
②實驗時應控制不變的條件是：接觸面的粗糙和________．

Answer 1

解：（1）第3次實驗：
W_有=Gh=5.0N×0.25m=1.25J，
W_總=Fs=3.1N×0.5m=1.55J，
η==≈81%；如下表所示：

實驗 次數	斜面的傾 斜程度	物體重G/N	物體上 升高度 h/m	沿斜面 拉力 F/N	物體移 動距離 S/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機 械 效 率
1	較緩	5.0	0.10	1.6	0.5	0.50	0.8	63%
2	較陡	5.0	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5	1.25	1.55	81%

（2）從表中數據知：斜面傾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越費力；
（3）實驗中在控制了物重、斜面與物體接觸面的粗糙程度等相同的情況下，斜面傾斜程度越大斜面機械效率越高；
（4）①要探究斜面的機械效率與物體重力的關系，除所給器材，還需要重力不同、其它方面都相同的幾個木塊；
②若要探究機械效率與物體重力的關系，需要控制斜面粗糙程度、斜面傾斜程度不變，只改變物體重力．
故答案為：（1）如上表所示；
（2）費力；
（3）斜面越陡，機械效率越高
（4）①重力不同、其它方面都相同的幾個木塊；②斜面傾斜程度．
分析：（1）根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用η=求出第三組斜面的機械效率．
（2）分析表中第二列與第五列，斜面越陡越費力，斜面越緩越省力．
（3）分析表中第二列與第九列，斜面傾斜程度越大斜面機械效率越高．
（4）如果要探究斜面的機械效率與物體重力的關系，必須控制其它變量相同，還需要重力不同、其它方面都相同的幾個木塊．
點評：本題通過實驗探究了斜面的機械效率、省力與斜面傾斜程度的關系以及機械效率與物體重力的關系，還涉及到了有用功、總功、機械效率的計算，對這幾個概念一定要做到真正理解，同時要會根據控制變量法分析實驗數得出結論和設計實驗．