Question

5．小剛小組探究斜面的機械效率與斜面的哪些因素有關實驗．

（1）他們將一塊長木板的一端墊高，構(gòu)成長度一定、高度可調(diào)的斜面，用彈簧測力計拉著同一木塊沿不同的斜面勻速向上運動，如圖所示．下表是他們實驗記錄的有關數(shù)據(jù)．

實驗 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	3.5
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%

（2）在第1、2、3次實驗中，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．
（3）在第2次實驗中，拉力做的總功是6J，斜面的機械效率是58.3%．
（4）分析第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)，可以得出：當其他條件一定時，斜面越粗糙，斜面的機械效率越低．
（5）若通過分析第1、4、5次實驗數(shù)據(jù)，得出斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率越大．你認為存在的問題是：沒有控制斜面粗糙程度相同．
（6）實驗中還發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時，斜面傾角越小，越省力（選填“省力”或“費力”）．

Answer 1

分析 （1）本實驗中應用彈簧測力計拉著物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動；
（2）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；
（3）根據(jù)表中第2次實驗的實驗數(shù)據(jù)，應用功的計算公式求出總功，然后由效率公式求出斜面的效率；
（4）分析表中實驗序號為1、2、3的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗控制的變量與實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（5）要研究斜面傾斜程度與斜面的機械效率的關系，必須保證其它條件一樣；
（6）根據(jù)光滑程度相同，傾斜程度不同時，所用拉力大小比較．

解答 解：
（1）為了方便讀數(shù)，實驗中應用彈簧測力計拉著物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動；
（2）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；
（3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在第2次實驗中，W_總=Fs=6N×1m=6J，斜面的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{3.5J}{6J}$×100%≈58.3%；
（4）由表中實驗序號為1、2、3的實驗數(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，斜面的機械效率越低；
（5）由表中1、4、5次實驗數(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，斜面的機械效率越高”是錯誤的；
（6）由表中實驗序號為2、4或3、5的實驗數(shù)據(jù)可知，斜面表面的材料相同時，斜面傾角越小，越省力．
故答案為：（1）彈簧測力計；向上；（2）改變斜面的粗糙程度；（3）6；58.3%；（4）斜面越粗糙，斜面的機械效率越低；（5）沒有控制斜面粗糙程度相同；（6）省力．

點評 本題為斜面機械效率的測量實驗，考查了測量的方法、機械效率的計算、影響機械效率大小的因素，利用好控制變量法分析是本題的關鍵．