Question

17．小明同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：
A．斜面的倾斜程度有关 B．斜面的粗糙程度有关
C．物体受的重力有关D．斜面的长度有关
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程．（参看图，表中①、③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）

实验 次数	斜面	斜面粗糙程度	物重 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	37°	粗糙	2	0.6	1.7	1	1.2	1.7	71
②	37°	较光滑	2	0.6	1.4	1	1.2	1.4	86
③	45°	粗糙	2	0.7	1.8	1	1.4	1.8	78

（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据．
（2）通过对比实验①、②数据，可验证猜想B．（填字母代号）
（3）通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高．
（4）若要验证猜想C，应控制斜面的倾斜程度和粗糙程度不改变．

Answer 1

分析 （1）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%计算①次实验中的机械效率；根据W_总=Fs计算第②次实验中的总功；
（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摩擦程度有关；
（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中的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.2J}{1.7J}$×100%≈71%；
②中的总功为；W=Fs=1.4N×1m=1.4J；
（2）对比①②数据得：斜面越光滑，机械效率越大，即摩擦力越小，机械效率越大，故机械效率与斜面的粗糙程度有关；
（3）由①中的倾斜角30°和③中的倾斜角45°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）通过对比①②数据得机械效率与斜面的粗糙程度有关；通过对比实验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D，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）71； 1.4；（2）B；（3）当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；（4）粗糙程度．

点评 此题考查了对斜面机械效率的研究和实验的设计知识；结合题干及表格中的数据，进行分析，并运用控制变量法可得到结论．