Question

20．小明學過機械效率后，提出了一個問題：“影響斜面機械效率的因素有哪些？”針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗，并記錄數(shù)據(jù)如下：

實驗 次數(shù)	傾斜程度	物體重G/N	物上升h/m	拉力F/N	物移動s/m	有用功W/J	總功W/J	機械效率η
1	較緩	5	0.1	1.6	0.5	0.5	0.8	63%
2	較陡	5	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5	0.25	3.1	0.5

（1）請將第三次實驗數(shù)據(jù)填全．
（2）小明知道斜面是一種簡單機械，從上述數(shù)據(jù)分析，小明發(fā)現(xiàn)使用斜面可以省力，但要費距離．
（3）小明根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得到影響斜面機械效率的一個因素是斜面的傾斜程度．
（4）小明猜測斜面的機械效率可能還跟物塊與斜面的摩擦有關，為了驗證他的想法，他在物塊下面放了質量很小的幾支圓鉛筆，繼續(xù)做實驗，得到以下數(shù)據(jù)：

實驗 次數(shù)	傾斜程度	物體重G/N	物上升h/m	拉力F/N	物移動s/m	有用功W/J	總功W/J	機械效率η
4	較緩	5	0.15	1.6	0.75	0.75	1.2	63%
5	較緩	5	0.15	1.1	0.75	0.75	0.83	91%

通過對上述數(shù)據(jù)的分析，得到的實驗結論：斜面的機械效率與摩擦力大小有關．

Answer 1

分析 （1）克服重力做的功為有用功，拉力做的功為總功，機械效率等于有用功與總功的比值；
（2）斜面屬于省力機械，但費距離；
（3）三次實驗中，物體的重力相同，比較拉力大小和斜面傾斜程度的關系就可以得出結論；
（4）采用控制變量法的思想，找出相同因素和不同因素，分析機械效率的大小得出正確的結論．

解答 解：（1）有用功等于物重和上升高度的乘積，即W_有用=Gh=5.0N×0.25m=1.25J；
總功等于拉力和移動距離的乘積，即W_總=Fs=3.1N×0.5m=1.55J；
機械效率等于有用功和總功的比值，即η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.25J}{1.55J}$×100%≈80.6%．
（2）根據(jù)生活經(jīng)驗和實驗中的數(shù)據(jù)都可以得出，斜面是一種省力的機械，但要費距離；
（3）這三次實驗選用的是同一斜面，粗糙程度是一定的，提升的物重也是一樣的，從第1次到第3次可以看出，當斜面的粗糙程度相同時，用斜面提升相同的重物，斜面越陡，機械效率越高．說明斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關．
（4）由題意可知，他在物塊下面放了質量很小的幾支圓鉛筆，繼續(xù)做實驗，此時物塊與斜面間的摩擦力變小，最終機械效率提高，所以通過數(shù)據(jù)分析可得到的結論是：斜面的機械效率與摩擦力大小有關．
故答案為：（1）1.25、1.55、80.6%；
（2）省力；
（3）斜面的傾斜程度；
（4）斜面的機械效率與摩擦力大小有關．

點評 （1）影響斜面機械效率的因素有：提升物體的重力、斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度，研究機械效率與其中某個因素的關系，采用控制變量法的思想；
（2）采用控制變量法研究的實驗，在歸納結論時，一定要看清相同因素和不同因素，一般是在（相同因素）相同時，物理量與（不同因素）有關．