Question

6．在探究“斜面的機(jī)械效率與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面傾角θ	物重G/N	物塊上升高度h/m	拉力F/N	移動(dòng)距離S/m	機(jī)械效率η
1	30°	5.0	0.25	3.4	0.50	73.5%
2	40°	5.0	0.35	4.2	0.50	83.8%
3	50°	10.0	0.35	8.0	0.50

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可求出第3次實(shí)驗(yàn)的有用功是3.5J，機(jī)械效率為87.5%．物塊和斜面的內(nèi)能增加了約0.5J．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：在其他條件不變的情況下，斜面傾角越大，機(jī)械效率越高．
（ 3）若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持斜面傾角不變．這種研究問題的方法在我們的學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到，請(qǐng)你在列舉一個(gè)研究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）知道物重和物塊上升高度，根據(jù)W_有用=Gh求出有用功；
知道拉力和移動(dòng)距離，根據(jù)W總=Fs求出總功，最后利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出機(jī)械效率；
物塊和斜面增加的內(nèi)能，就等于物塊克服與斜面之間的摩擦力所做的功，即額外功，W_額=W_總-W_有用；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，看斜面的機(jī)械效率隨傾斜程度的增大如何變化，從而得出結(jié)論；
（3）要探究斜面機(jī)械效率和傾斜程度的關(guān)系，就要采用控制變量法控制斜面傾角一定；
探究有多個(gè)變化因素的問題時(shí)，控制別的因素，只讓一個(gè)因素變化，用到控制變量法．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)拉力做的有用功：
W_有用=Gh=10.0N×0.35m=3.5J．
拉力做的總功：
W_總=Fs=8.0N×0.50m=4J，
故第3次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{3.5J}{4J}$×100%=87.5%．
物塊和斜面增加的內(nèi)能即額外功，
W_額=W_總-W_有用=4J-3.5J=0.5J．
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：斜面的傾斜程度越大，即斜面傾角越大，斜面的機(jī)械效率越高；
要探究斜面機(jī)械效率和斜面粗糙程度的關(guān)系，就要控制斜面的傾斜程度一定．
（3）要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，就要控制斜面的傾斜程度一定，即保持斜面傾角不變．
這種研究問題的方法稱為控制變量法，比如：
研究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)；研究壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)等（合理即可）．
故答案為：（1）3.5；87.5%；0.5；
（2）高；
（3）斜面傾角；研究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，涉及到功的計(jì)算、斜面機(jī)械效率的計(jì)算、做功改變物體內(nèi)能及控制變量法的應(yīng)用等知識(shí)，具有一定的綜合性，關(guān)鍵是控制變量法的應(yīng)用以及分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論．