Question

6．学习了机械效率知识后，同学们对“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：
A．斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关  B．跟斜面的粗糙程度有关
C．跟斜面的长度有关  D．跟物体的重力有关
小刚同学为了验证猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程．

实验次数	斜面倾角	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	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7
②	30°	稍粗糙	1	0.5	0.6	1	0.5		83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.9	1		0.9	78

（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据（小数位参照表中相关数据）．
（2）通过对比试验①②数据，可验证猜想B（填写字母）．
（3）通过对比试验①③数据，可以得出结论：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）若要验证猜想D，应控制斜面的长度、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变．

Answer 1

分析 （1）本题求总功，有用功，机械效率，分别用公式W_总=Fs、W_有用=Gh、η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出；
（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中的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{W总}$×100%=$\frac{1N×0.5m}{0.7N×1m}$×100%=71%；
②中的总功为；W=Fs=0.6N×1m=0.6J；
③中的有用功为：W_有用=Gh=1N×0.7m=0.7J；
（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）

实验次数	斜面倾角	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	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71
②	30°	稍粗糙	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）B；
（3）高；
（4）斜面的粗糙程度．

点评 （1）根据重力、高度、拉力、斜面长能进行有用功、总功、机械效率的简单计算；
（2）斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度影响斜面的机械效率．本题为运用所学知识解决实际问题的题目，应通过分析找出相应的物理规律加以应用．