Question

16．如圖所示，下面是某同學做探究“斜面的機械效率與斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度的關系”實驗時，得到如表實驗數(shù)據(jù)．

	斜面與水平面夾角	小車的重力G/N	斜面的粗糙程度	斜面的高度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%
第一組	20°	2.1	玻璃面	0.09	0.6	0.5	0.189	0.30	63
第二組	30°	2.1	玻璃面	0.21	1.1	0.5	0.441	0.55	80.2
第三組	45°	2.1	玻璃面	0.36	1.8	0.5
第四組	45°	2.1	棉布面	0.36	2.0	0.5	0.756	1.00	75.6

（1）此探究實驗是采用了控制變量法的物理研究方法．
（2）請將如表中第三組中的空格補充完整：有用功：0.756J，總功：0.9J，機械效率：84%．
（3）通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面越陡，需要的拉力越大．
（4）請你根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，得出要探究的實驗結論：
比較第1、2、3組，可得到的結論：斜面的光滑程度相同時，斜面的斜面的傾斜角度越大，機械效率越高．
比較第3、4組，可得到的結論：斜面的傾斜角度相同時，斜面的表面越粗糙，機械效率越低．

Answer 1

分析 （1）斜面的機械效率與斜面的高度、斜面的長度、斜面的粗糙程度等多個因素有關，研究斜面機械效率與其中某個因素的關系時必須采用控制變量法的思想；
（2）斜面的有用功是克服小車重力做的功，用公式W_有用=Gh計算，總功是拉力做的功，用公式W_總=FS計算，機械效率等于有用功和總功的比值，用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算；
（3）分析表格數(shù)據(jù)時，雖然拉力和機械效率的變化是因斜面的傾斜度的改變而引起的，但我們先比較省力時，傾斜度是如何變化；
（4）采用控制變量法思想探究的實驗，在得實驗結論時，找準變量和不變量，然后根據(jù)控制變量法結論的一般形式“在（　　）一定時，（　�。┰剑ā　。�，（　�。┰剑ā　。�”歸納總結．

解答 解：（1）從實驗記錄表中可以看出，實驗的因素比較多有斜面的夾角、斜面的粗糙程度、斜面的高度、斜面的長度等多個因素，有些因素相同，有些因素不同，這正是控制變量法思想的體現(xiàn)．
（2）有用功W_有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J，總功W_總=FS=1.8N×0.5m=0.9J，機械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.756J}{0.9J}$×100%=84%；
（3）比較數(shù)據(jù)：θ₃＞θ₂＞θ₁時，則拉力F₃＞F₂＞F₁，斜面越陡，需要的拉力越大；
（4）斜面的傾斜程度通過斜面與水平面的夾角體現(xiàn)，夾角越大斜面的傾斜程度越大，分析第1、2、3組實驗數(shù)據(jù)可知，斜面的光滑程度相同時，斜面的斜面的傾斜角度越大，機械效率越高；分析第3、4兩組實驗數(shù)據(jù)可知，斜面的傾斜角度相同時，斜面的表面越粗糙，機械效率越低．
故答案為：（1）控制變量法；（2）0.756J、0.9J、84%；（3）大；（4）結論一：斜面的光滑程度相同時，斜面的傾斜角度越大，機械效率越高；
結論二：斜面的傾斜角度相同時，斜面的表面越粗糙，機械效率越低．

點評 本題重點考查了斜面機械效率的計算，以及對實驗數(shù)據(jù)的分析處理，歸納總結的能力，是科學探究實驗的考查重點，符合新課改的理念．