Question

12．为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系，东坡中学九年级同学小红在斜面上每次都匀速拉动物块，实验数据记录如下：

实验 次数	斜面倾角θ	物重G/N	物块上升高度h/m	拉力F/N	物块沿斜面移动距离S/m	机械效率η
1	25	5	0.25	3.4	0.50	73.5%
2	40	5	0.35	4.2	0.50	83.3%
3	40	10	0.35	8.4	0.50	？

（1）根据表中数据可求出第3次实验的有用功是3.5 J，总功是4.2 J，机械效率为83.3%．
（2）分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力就越大，斜面的机械效率越高，斜面的机械效率与物重无关 （填“有关”或“无关”）．
（3）本探究过程使用的是探究方法是控制变量法．

Answer 1

分析 （1）斜面的有用功等于物体重力和上升高度的乘积，总功等于拉力和物体沿斜面移动距离的乘积，机械效率等于有用功和总功的比值；
（2）分析实验数据中斜面倾角、拉力的大小、以及机械效率的大小就可以得到结论；
（3）实验应采用控制变量法，探究斜面机械效率与物重的关系，应控制斜面倾角、斜面光滑程度不变而改变物重大小进行实验．

解答 解：
（1）根据表中数据可求出第3次实验的有用功为：W_有=Gh=10.0N×0.35m=3.5J，
总功为：W_总=Fs=8.4N×0.50m=4.2J，
斜面的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{3.5J}{4.2J}$×100%=83.3%；
（2）比较1和2两次实验，可见在物体重力和沿斜面移动的距离不变的情况下，斜面倾角越大，所需拉力越大，斜面的机械效率越高；
比较2和3两次实验可见，斜面的机械效率与物体的重力无关；
（3）探究斜面的机械效率与物重的关系，要保持斜面倾角不变，斜面的光滑程度不变，只改变小车重力，这种研究问题的方法我们称之为控制变量法．
故答案为：（1）3.5；4.2；83.3%；（2）大；高；无关；（3）控制变量法．

点评 本题重点考查学生对实验数据的分析能力，要求能明确数据中每一个数值的含义，并能根据实验数据计算需要的物理量，归纳总结物理规律．