Question

（2011?河西區(qū)一模）小剛小組探究了影響滑輪組機(jī)械效率的因素后，聯(lián)想斜面也是一種機(jī)械，那么鞋面的機(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)”：小萌猜想“斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)”．于是他們將一塊長木板的一段墊高，構(gòu)成長度一定、高度可調(diào)的斜面，用彈簧測力計(jì)拉著同一物塊沿不同的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示．下表是他們實(shí)驗(yàn)記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)．

試驗(yàn)次數(shù)	斜面傾角	斜面材料	物重G/N	斜面高h(yuǎn)/m	沿斜面拉力F/N	斜面長s/m	有用功W總/J	總功W總/J	機(jī)械效率n
1	30°	玻璃	7	0.50	4.9	1	3.50	4.9	71.4%
2	30°	木板	7	0.50	6.0	1	3.50
3	30°	毛巾	7	0.50	6.5	1	3.50	6.5	53.8%
4	20°	木板	7	0.50	4.9	1	2.38	4.9	48.6%
5	15°	毛巾	7	0.50	5.1	1	1.82	5.1	35.7%

（1）在第1、2、3次實(shí)驗(yàn)中，選用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，是為了改變

斜面的粗糙程度

；
（2）在第2次實(shí)驗(yàn)中，拉力做的總功率是

6

J，斜面的機(jī)械效率是

58.3%

；
（3）分析第1、2、3次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出：

在斜面傾斜程度和物重不變的條件下，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低

；
（4）若通過分析第1、4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出“斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高”．你認(rèn)為此結(jié)論存在的問題是：

沒有控制斜面粗糙程度相同

；
（5）實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，斜面表面的材料相同時(shí)，斜面傾角越小，越

省力

（選填“省力”或“費(fèi)力”）．

Answer 1

分析：（1）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；
（2）根據(jù)表中第2次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用功的計(jì)算公式求出總功，然后由效率公式求出斜面的效率；
（2）分析表中實(shí)驗(yàn)序號為1、2、3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（4）要研究斜面傾斜程度與斜面的機(jī)械效率的關(guān)系，必須保證其它條件一樣；
（5）根據(jù)光滑程度相同，傾斜程度不同時(shí)，所用拉力大小比較．

解答：解：（1）不同材料的粗糙程度不同，使用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，是為了改變斜面的粗糙程度．
（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在第2次實(shí)驗(yàn)中，W_總=Fs=6N×1m=6J，斜面的機(jī)械效率η=

W有

W總

=

3.50J

6J

≈58.3%．
（3）由表中實(shí)驗(yàn)序號為1、2、3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知：在斜面傾斜程度和物重不變的條件下，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低．
（4）由表中1、4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，斜面的粗糙程度不同，由于沒有控制斜面的粗糙程度相同，得出的結(jié)論“斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高”是錯(cuò)誤的．
（5）由表中實(shí)驗(yàn)序號為2、4或3、5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，斜面表面的材料相同時(shí)，斜面傾角越小，越省力．
故答案為：（1）斜面的粗糙程度；（2）6；58.3%；（3）在斜面傾斜程度和物重不變的條件下，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低；（4）沒有控制斜面粗糙程度相同；（5）省力．

點(diǎn)評：本題為斜面機(jī)械效率的測量實(shí)驗(yàn)，考查了測量的方法、機(jī)械效率的計(jì)算、影響機(jī)械效率大小的因素，利用好控制變量法分析是本題的關(guān)鍵．