Question

小華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，他首先測出小車重，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		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

（1）請你替小華在上表中的空格處填上適當的數據．
（2）分析上表中的數據，可以得出的探究結論是：斜面傾角θ越

小

，斜面越省力，斜面的機械效率越

低

．
（3）實驗過程中拉力的方向應與斜面

平行

．
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持

斜面傾角

不變，斜面的光滑程不變，只改變

小車重力

，這種研究問題的方法我們稱之為

控制變量

法．

Answer 1

分析：（1）應用功的計算公式與效率公式可以求出功與效率．
（2）分析表中實驗數據，根據實驗數據得出結論．
（3）實驗過程中，拉力應與斜面平行，勻速向上拉動小車．
（4）實驗應采用控制變量法，探究斜面機械效率與物重的關系，應控制斜面傾角、斜面光滑程度不變而改變物重大小進行實驗．

解答：解：（1）由表中實驗數據可知，W_1有用=G₁h₁=5N×0.2m=1J，W_2總=F₂s₂=3.6N×1m=3.6J，η₃=

W3有用

W3總

=

3.5J

4.3J

≈81%；

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%

（2）由表中實驗數據可知，斜面傾角θ越小，斜面越省力，斜面的機械效率越低．
（3）實驗過程中拉力的方向應與斜面平行，向上勻速拉動小車．
（4）探究斜面的機械效率與物重的關系，要保持斜面傾角不變，斜面的光滑程不變，只改變小車重力，這種研究問題的方法我們稱之為控制變量法．
故答案為：（1）實驗數據如上表所示；（2）小；低；（3）平行；（4）斜面傾角；小車重力；控制變量．

點評：本題考查了實驗數據分析，應用功的計算公式、效率公式，應用控制變量法分析實驗數據，即可正確解題．