Question

学习了机械效率知识后，某物理兴趣小组的同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想：A．跟斜面的粗糙程度有关；B．跟斜面的倾斜程度有关；C．跟物体的重力有关；D．跟斜面的长度有关．
为了证实其中的部分猜想是否正确，小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究．下表反映了他的探究过程．

实验次数	斜面 倾角	粗糙 程度	物块重力G/N	斜面高 度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长S/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η/%
①	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	______	71
②	30°	稍光滑	1	0.5	0.6	1	0.5	0.6	83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9	______

（1）请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据．
（2）通过对比______两次（填实验次数的序号）实验数据，可验证猜想A．
（3）通过对比实验①③据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效越______．
（4）若要验证猜想C，应控制不变的量是：斜面长、斜面的倾斜程度和______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=求出机械效率．
（2）比较①②两次实验可知斜面的粗糙程度不同，两次的机械效率大小不同，从而可知斜面的机械效率大小与斜面的粗糙程度有关；
（3）根据①和③中的倾斜角可知，斜面倾斜角不同，两次实验的斜面的机械效率也不同，由此即可得出结论；
（4）利用控制变量法，若要验证斜面的机械效率跟物体的重力有关，就必须控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度这些量不改变．
解答：解：（1）①中的总功W_总=Fs=0.7N×1m=0.7J，
③中的机械效率η===≈78%；如下表所示：

实验次数	斜面 倾角	粗糙 程度	物块重力G/N	斜面高 度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长S/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η/%
①	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71
②	30°	稍光滑	1	0.5	0.6	1	0.5	0.6	83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9	78

（2）要想验证猜想A，应控制斜面的倾角、物体的重力和斜面的长度不变，而改变斜面的粗糙程度来进行试验，由表格可知①②两次实验数据符合；
（3）比较①③可知，斜面倾斜角不同，所用拉力不同，其机械效率也不同，说明当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；
（4）比较①②数据得机械效率与斜面的粗糙程度有关；比较①③数据可得斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；因此若要验证猜想C，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变．
故答案为：（1）如上表所示；（2）①②；（3）高；（4）斜面的粗糙程度．
点评：在探究影响斜面机械效率因素的实验中，要注意控制变量法在实验设计和实验结论中的应用，还要注意对有用功、总功、机械效率的理解与计算．