Question

3．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）小明探究的是斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度的关系．在第1次实验中，斜面的机械效率为20%，物块和斜面的内能增加了约4J．
（2）分析表中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高．若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持斜面的倾斜程度不变．
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）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，题中保证了粗糙程度一定而倾斜程度不同，当然是探究斜面机械效率和斜面倾斜程度的关系；
斜面的机械效率可以根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出；
物块和斜面增加的内能，就等于物块克服与斜面之间的摩擦力所做的功，即额外功，W_额=W_总-W_有用；
（2）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；
（3）实验过程中，用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时，克服摩擦力f所做的功是额外功，分析总功和额外功的大小即可得出答案．

解答 解：（1）题中保证了斜面的粗糙程度一定，斜面的倾斜程度不同，是探究斜面机械效率和斜面倾斜程度的关系；
第三次实验的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{10N×0.1m}{5.0N×1m}$×100%=20%；
物块和斜面增加的内能即额外功，W_额=W_总-W_有用=5.0N×1m-10N×0.1m=4J；
（2）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．
（3）实验过程中，克服摩擦力f所做的功是额外功，用弹簧测力计的拉力所做的功是总功，
根据W_总=W_有+W_额，W_额小于W_总，即fS小于FS，斜面的长S相同，所以f＜F．
故答案为：
（1）斜面的倾斜程度；20%；4；
（2）高；斜面的倾斜程度；
（3）大于．

点评 解答此题我们要知道：影响斜面机械效率的因素、做功改变物体内能、控制变量法的使用、斜面机械效率的计算，是一道综合题．