Question

小明同學結“斜面的機械效率跟什么因素有關”這一課題提出了一些值得探究的猜想，斜面的機械效率跟：
A．斜面的傾斜程度有關；
B．斜面的粗糙程度有關；
C．斜面的長有關；
D．物體受的重力有關．
小剛同學為了證實其中的部分猜想是否正確，設計方案并進行了探究，下表反映了他的探究過程．

實驗次數(shù)	斜面傾角	斜面粗糙程度	物重G/N	斜面高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	37°	粗糙	2	0.6	1.7	1	1.2	1.7
②	37°	較光滑	2	0.6	1.4	1	1.2		86
③	45°	粗糙	2	0.7	1.8	1	1.4	1.8	78

（參看圖，表中①③兩次實驗所用斜面是相同的，設物體在斜面上做勻速直線運動）
（1）請你替小剛在上表中的空格處填上適當?shù)臄?shù)據(jù)．
（2）通過對比實驗①、②數(shù)據(jù)，可驗證猜想

B

（填寫字母）
（3）通過對比實驗①、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結論是：當斜面的粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率的值越

高

．
（4）分析上述實驗數(shù)據(jù)可知：光滑程度相同的斜面，傾角越小，沿斜面的拉力越

小

，斜面的機械效率越

低

．實驗證明：機械效率的高低與省力

跟斜面的傾斜程度有關

．
（5）若不計摩擦將重G的物體，沿斜面長L拉到高h處，則拉力F=

Gh/L

．
（6）若要驗證猜想D，應控制斜面的傾斜程度和

粗糙程度

不改變．

Answer 1

分析：（1）利用W_總=Fs可求出表格中的總功，利用η=

W有

W總

可求出機械效率；
（2）（3）（4）分析實驗數(shù)據(jù)時，要注意明確其變量與不變量，再分析在不同實驗條件下，對拉力、機械效率大小的影響；
（5）在不計摩擦時，根據(jù)使用任何機械都不省力的原理，可利用Gh求出功的大小，再除以斜面的長，可得出沿斜面的拉力；
（6）根據(jù)控制變量法的要求，確定在研究機械效率是否跟重力有關時需要控制的量．

解答：解：（1）表中的η=

W有

W總

=

1.2J

1.7J

=71%；表中的總功W_總=Fs=1.4N×1m=1.4J；
（2）實驗①、②是在斜面傾角不變的情況下，改變斜面的粗糙程度，因此，可驗證機械效率與斜面的粗糙程度的關系，即選項B；
（3）實驗①、③中，當斜面的粗糙程度一定，③斜面的傾斜程度大，其機械效率也高于①；
（4）通過分析數(shù)據(jù)可以得出，光滑程度相同的斜面，傾角越小，沿斜面的拉力越小，斜面的機械效率越低．實驗證明，機械效率的高低與省力跟斜面的傾斜程度有關．
（5）因為使用任何機械都不能省功，所以其所做的功為Gh，沿斜面的拉力F=

Gh

L

；
（6）猜想D是探究機械效率與重力的關系，因此要控制斜面的傾斜程度和粗糙程度不變．
故答案為：（1）71%，1.4；（2）B；（3）高；（4）小，低，跟斜面的傾斜程度有關；（5）

Gh

L

；（6）粗糙程度．

點評：本實驗中數(shù)據(jù)的計算，主要用到的功和公式和機械效率的公式．我們在探究機械效率的大小與多個變量的關系時，應注意控制變量法的運用，在分清變量與控制量的基礎上，分析實驗的結論．