Question

15．如圖是探究斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）實(shí)驗(yàn)器材有木塊、鐵塊、墊塊、各處粗糙程度相同的長木板、彈簧測力計(jì)各一個，砝碼若干，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要的測量工具是刻度尺．
（2）實(shí)驗(yàn)時某同學(xué)在木塊或鐵塊上放置不同的砝碼，改變物塊的重力，用彈簧測力計(jì)拉著物塊沿斜面做勻速直線運(yùn)動．實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	接觸面粗糙程度	物塊重G/N	物塊上升的高度h/m	沿斜面的拉力F/N	物塊移動的距離L/m	機(jī)械效率
1	較粗糙（木塊-木板）	2.0	0.25	1.2	0.80	52%
2	同上	2.0	0.35	1.4	0.80	63%
3	同上	5.0	0.35	3.5	0.80	63%
4	較光滑（鐵塊-木板）	5.0	0.35	3.1	0.80

①該同學(xué)運(yùn)用控制變量法探究的是斜面的機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度、物塊重、傾斜程度的關(guān)系．
②在第四次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為71%（結(jié)果精確到1%）．

Answer 1

分析 （1）分析表中需要測量的物理量，從而知道需要的測量工具；
（2）①分析實(shí)驗(yàn)1、2，接觸面的粗糙程度相同、物塊重相同，斜面的傾斜程度（斜面長相同、高度不同，斜面的傾斜程度不同）；分析實(shí)驗(yàn)2、3，接觸面的粗糙程度、斜面的傾斜程度相同，物塊重不同；分析實(shí)驗(yàn)3、4，物塊重、斜面的傾斜程度相同，斜面的傾斜程度不同；根據(jù)機(jī)械效率的大小分析判斷是否與三個因素有關(guān)；
②斜面的有用功等于物塊的重力和物塊上升高度的乘積，即W_有用=Gh；總功等于沿斜面的拉力和物塊移動距離的乘積，即W_總=FL，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%即可求出斜面的機(jī)械效率．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可見需要測量的物理量有四個：物塊的重力、沿斜面的拉力、物塊上升的高度、物塊移動的距離，其中前兩個由彈簧測力計(jì)完成，后兩個由刻度尺來完成測量，因此還需要補(bǔ)充的器材是：刻度尺．
（2）①分析實(shí)驗(yàn)1、2，接觸面的粗糙程度、物塊重相同，斜面的傾斜程度不同，機(jī)械效率不同，研究的是斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系（有關(guān)）；
分析實(shí)驗(yàn)2、3，斜面的傾斜程度、接觸面的粗糙程度相同，物塊重不同，機(jī)械效率相同，研究的是斜面的機(jī)械效率與物塊重的關(guān)系（無關(guān)）；
分析實(shí)驗(yàn)3、4，斜面的傾斜程度、物塊重相同，接觸面的粗糙程度不同，機(jī)械效率不同，研究的是斜面的機(jī)械效率與接觸面粗糙程度的關(guān)系；
由此可見斜面的機(jī)械效率與接觸面粗糙程度、物塊重斜面、傾斜程度的關(guān)系．
②η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{5N×0.35m}{3.1N×0.8m}$×100%≈71%．
故答案為：（1）刻度尺；（2）①物塊重；傾斜程度；②71%．

點(diǎn)評 本題為斜面機(jī)械效率的測量實(shí)驗(yàn)，考查了測量工具的選擇、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．