Question

17．如图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置．
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动．实验的部分数据如下：

实验 次数	斜面的 倾斜程度	物块重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面长 s/m	机械效率
1	较缓	10	0.1	5.0	1
2	较陡	10	0.3	6.7	1	45%
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60%

（1）在第1次实验中，斜面的机械效率为20%，摩擦力为4 N．
（2）小明探究的是斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系．
（3）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越大．若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持斜面倾斜程度不变．

Answer 1

分析 （1）W_有=Gh，W_总=Fs，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算斜面的机械效率；
物块克服与斜面之间的摩擦力所做的功，即为额外功，W_额=W_总-W_有用，然后由功的计算公式求出摩擦力；
（2）影响斜面机械效率的因素有：斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度，探究斜面机械效率因素时应采用控制变量法；
（3）分析表格中的数据，看斜面的机械效率随倾斜程度的增大如何变化，从而得出结论；要探究斜面机械效率和倾斜程度的关系，就要采用控制变量法控制斜面的倾斜程度一定．

解答 解：
（1）由第一次实验数据，
W_有=Gh=10N×0.1m=1J，
W_总=Fs=5.0N×1m=5J，
所以斜面的机械效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1J}{5J}$×100%=20%；
额外功为物块克服与斜面之间的摩擦力所做的功，则
W_额=W_总-W_有用=5J-1J=4J，
由W_额=fs可得，摩擦力的大小：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{4J}{1m}$=4N；
（2）实验时他用弹簧测力计拉着的是同一物体，斜面粗糙程度相同，由表格第次实验中斜面的倾斜程度不同，所以他探究的是斜面机械效率和斜面倾斜程度的关系；
（3）分析表中数据可知：斜面的倾斜程度越大，即斜面越陡，斜面的机械效率越高；
要探究斜面机械效率和斜面粗糙程度的关系，就要控制斜面的倾斜程度一定．
故答案为：（1）20%；4；（2）斜面倾斜程度；（3）大；斜面倾斜程度．

点评 本题考查了探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验，涉及到功和机械效率的计算，关键是控制变量法的应用以及分析实验数据得出结论．