Question

7．某小組探究斜面也是一種機(jī)械，那么斜面的機(jī)械效率與斜面的那些因素有關(guān)呢？小剛猜想：斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)，可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)．它們將一款木板的一端墊高，構(gòu)成長度一定、高度可調(diào)的斜面，用彈簧測力計(jì)拉著同一塊木塊沿不同的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)．如表是他們實(shí)驗(yàn)記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	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(jī)械效率η
1	30°	玻璃	7	0.5	4.9	1	3.5	4.9	71.4%
2	30°	木板	7	0.5	6.0	1
3	30°	毛巾	7	0.5	6.5	1	3.5	6.5	53.8%
4	20°	木板	7	0.34	4.9	1	2.38	4.9	48.6%
5	15°	毛巾	7	0.26	5.1	1	1.82	5.1	35.7%

（1）在第2次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為58.3%．
（2）在第3次實(shí)驗(yàn)中，木塊與斜面的摩擦力為3N．
（3）選用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，是為了探究機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度 的關(guān)系．
（4）分析第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出：當(dāng)其他條件一定時(shí)，斜面越粗糙，斜面機(jī)械效率越低．
（5）實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時(shí)，斜面傾角越大，斜面的機(jī)械效率越高．
（6）若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，則要保持斜面的傾角 不變，斜面的光滑程度不變，只改變物重．

Answer 1

分析 （1）克服重力做的功為有用功，拉力做的功為總功，有用功與總功的比值為機(jī)械效率；
（2）先根據(jù)W_有=Gh和W_總=Fs分別求出有用功和總功，然后根據(jù)W_額=W_總-W_有求出額外功，克服摩擦力做功就是額外功，利用f=$\frac{{W}_{額}}{s}$求出摩擦力；
（3）選用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，接觸面的粗糙程度不同；
（4）分析1、2、3知，斜面粗糙程度不同，斜面的機(jī)械效率不同；
（5）比較2與4或3與5可探究斜面機(jī)械效率與斜面傾角關(guān)系；
（6）若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，必須控制其它因素不變，只改變物體的重力

解答 解：（1）由表格第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
W有=Gh=7N×0.5m=3.5J，
W總=Fs=6N×1m=6J，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3.5J}{6J}$×100%=58.3%；
（2）由第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，
則額外功W_額=W_總-W_有=6.5J-3.5J=3J，
由W_額=fs得，木塊所受摩擦力f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{3J}{1m}$=3N．
（3）選用不同的接觸面材料，改變斜面的粗糙程度，目的是研究機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度的關(guān)系；
（4）分析第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出：當(dāng)斜面傾角、斜面高、斜面長、物重等條件一定時(shí)，發(fā)現(xiàn)斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低；
（5）要探究斜面材料相同時(shí)，斜面的機(jī)械效率與斜面傾角度關(guān)系應(yīng)選擇2與4或3與5對比，
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：斜面材料相同時(shí)，斜面傾角越大，斜面的機(jī)械效率越高．
（6）若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，則要保持粗糙程度和傾斜程度不變，只改變小車的重力進(jìn)行試驗(yàn)即可．
故答案為：（1）58.3%；（2）3；（3）接觸面的粗糙程度；（4）斜面越粗糙；（5）高；（6）斜面的傾角；物重．

點(diǎn)評 此題是測量斜面的機(jī)械效率并探究影響斜面機(jī)械效率的因素，考查了控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，考查了對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出；實(shí)驗(yàn)探究題考查內(nèi)容細(xì)致，數(shù)據(jù)多，需要細(xì)心讀題，考慮全面，回答準(zhǔn)確．