Question

（2012?武汉）如图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置．
（1）实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个，砝码若干，为了完成实验，还需要的测量工具是

刻度尺

．
（2）实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码，改变物块的重力，用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动．实验的部分数据如下表：

实验次数	接触面粗糙程度	物块重G/N	物块上升的高度h/m	沿斜面的拉力F/N	物块移动的距离L/m	机械效率
1	较粗糙（木块-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	较光滑（铁块-木板）	5.0	0.35	3.1	0.80

①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与

接触面粗糙程度

、

物块重

、

斜面倾斜程度

的关系．
②在第四次实验中，斜面的机械效率为

71%

．

Answer 1

分析：（1）分析表中需要测量的物理量，从而知道需要的测量工具；
（2）①分析实验1、2，接触面的粗糙程度相同、物块重相同，斜面的倾斜程度（斜面长相同、高度不同，斜面的倾斜程度不同）；分析实验2、3，接触面的粗糙程度、斜面的倾斜程度相同，物块重不同；分析实验3、4，物块重、斜面的倾斜程度相同，斜面的倾斜程度不同；根据机械效率的大小分析判断是否与三个因素有关；
②斜面的有用功等于物块的重力和物块上升高度的乘积，即W_有用=Gh；总功等于沿斜面的拉力和物块移动距离的乘积，即W_总=FL，用η=

W有用

W总

=

Gh

FL

求斜面机械效率．

解答：解：（1）由表中数据可见需要测量的物理量有四个：物块的重力、沿斜面的拉力、物块上升的高度、物块移动的距离，其中前两个由弹簧测力计完成，后两个由刻度尺来完成测量，因此还需要补充的器材是：刻度尺．
（2）①分析实验1、2，接触面的粗糙程度、物块重相同，斜面的倾斜程度不同，机械效率不同，研究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系（有关）；
分析实验2、3，斜面的倾斜程度、接触面的粗糙程度相同，物块重不同，机械效率相同，研究的是斜面的机械效率与物块重的关系（无关）；
分析实验3、4，斜面的倾斜程度、物块重相同，接触面的粗糙程度不同，机械效率不同，研究的是斜面的机械效率与接触面粗糙程度的关系；
由此可见斜面的机械效率与接触面粗糙程度、物块重斜面、倾斜程度的关系．
②η=

W有用

W总

=

Gh

FL

=

5N×0.35m

3.1N×0.8m

≈71%．
故答案为：（1）刻度尺；（2）①接触面粗糙程度；物块重；倾斜程度；②71%．

点评：本题为斜面机械效率的测量实验，考查了测量工具的选择、机械效率的计算、影响机械效率大小的因素，利用好控制变量法分析是本题的关键．