Question

2．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分析表中的数据可得出：斜面越缓越省力（选填“省”或“费”）
②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．
③在第四次实验中，斜面的机械效率为71%．
④通过对比3、4实验得出结论：斜面倾斜程度相同时，接触面越光滑，机械效率越高．

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）采用控制变量法思想探究的实验，在得实验结论时，找准变量和不变量．
比较1、2两次实验数据可得省力情况与斜面倾斜程度的关系；
运用控制变量法从表格1、2；2、3；3、4次实验分析得出影响斜面机械效率的因素；
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{FL}$计算第四次的机械效率．

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分析斜面省力情况与倾斜程度关系时，只改变倾斜程度，比较拉力大小．由此根据表中第1、2次实验，第1次物块上升高度小些，斜面缓些，拉力小些．即斜面越缓越省力．
②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的；
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的；
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；
由以上分析可知该同学是探究：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．
③η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{FL}$×100%=$\frac{5.0N×0.35m}{3.1N×0.8m}$×100%≈71%．
④由②中分析可得：斜面的倾斜程度、物块重相同，接触面越光滑，斜面机械效率越高．
故答案为：（1）刻度尺；
（2）①省；②接触面粗糙程度；物块重；斜面倾斜程度；
③71%；
④斜面倾斜程度相同时，接触面越光滑，机械效率越高．

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．