Question

小华同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示．他首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次进行测量，得到下表所示的数据：

斜面倾斜角 θ	小车重 G/N	斜面高h/m	斜面长s/m	拉力F/N	有用功W有/J	总功 W总/J	机械 效率η
12°	5	0.2	1	2.1		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	1

（1）请你替小华在上表中的空格处填上适当的数据．
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：物重和光滑程度相同时，斜面的倾斜角越大，机械效率越______；斜面的倾斜角越______，越省力．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面的______、光滑程度不变，只改变物重．实验时用到的科学方法是______法．

Answer 1

解：（1）W_有=Gh=5N×0.2m=1J；W_总=Fs=3.6N×1N=3.6J；η=×100%=×100%=81%．
（2）分析表中的相关数据可以得出：物重和光滑程度相同时，斜面的倾斜角越大，机械效率越大；斜面的倾斜角越小，越省力．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，必须控制其它因素不变，只改变物体的重力．本题中根据实验要求，应保持斜面的倾斜角、光滑程度均不变．这里用到的研究方法是控制变量法．
故答案为：
（1）数据见下表：

斜面倾斜角 θ	小车重 G/N	斜面高h/m	斜面长s/m	拉力F/N	有用功W有/J	总功 W总/J	机械 效率η
					1
						3.6
							81%

（2）大； 小；（3）倾斜角；控制变量．
分析：（1）根据实验数据，利用W_有=Gh、W_总=Fs和η=求出表格中的所缺的数据，完成表格．
（2）分析表格数据时，虽然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜度的改变而引起的，但我们先比较省力时，倾斜度是如何变化，然后比较机械效率的变化．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面的倾斜角、光滑程度不变，只改变物重，这也是控制变量法的基本要求．
点评：本题考查通过斜面机械效率的实验，考查了有用功、总功、机械效率的计算，并会结合控制变量法进行综合分析应用等．