Question

小剛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，如圖所示．她首先測出小車重，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	②	69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	③

（1）上表中的空格處①、②、③對應的數據分別是：______、______、______．
（2）分析上表數據，得出的探究結論是：斜面傾斜角θ越______（選填：大或小），斜面越______（選填：省力或費力），斜面的機械效率越______（選填：高或低）．
（3）實驗過程中拉力的方向應與斜面______．
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持______不變，斜面的光滑程度不變，只改變______．

Answer 1

【答案】分析：（1）克服重力做的功為有用功，拉力做的功為總功，機械效率是有用功與總功的比值；
（2）分析表中第1、5、8列數據，可知：隨斜面傾斜角θ的改變，拉力F與機械效率在改變；
（3）克服摩擦力做功為額外功，摩擦力方向沿斜面向下，所以拉力方向也必須平行斜面；
（4）采用控制變量法：在研究某一物理量對另一物理的影響時，必須保證其它量不變．
解答：解：
（1）①W_有=Gh=5N×0.2m=1J；
②W_總=Fs=3.6N×1m=3.6J
③η=
（2）分析表中數據得：斜面傾斜角θ越大，斜面越費力，斜面的機械效率越高；或者說：斜面傾斜角θ越小，斜面越省力，斜面的機械效率越低．
（3）拉力要克服摩擦力做功，摩擦力方向沿斜面向下，所以拉力方向必須平行斜面；
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持其它量不變，只改變小車的重力或質量．
故答案為：
（1）1；3.6；81.4%；
（2）大，費力，高； 或者說：小，省力，低；
（3）保持平行．
（4）斜面傾斜角θ，小車重力或質量．
點評：本題目的是探究影響斜面機械效率的因素有哪些，考查了有用功、總功、機械效率的計算，數據的綜合分析等，必須熟練掌握控制變量法．