Question

2．小明同学研究“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题时，提出了下列猜想：
A．与斜面的倾斜程度有关；
B．与斜面的粗糙程度有关；
C．与斜面的长有关；
D．与物体受的重力有关．
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计如图所示的方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程，（表中①③两次实验所用斜面是相同的），设物体在斜面上均做匀速直线运动

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	P
②	37°	较光滑	2	0.6	1.4	1	1.2	Q	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P、Q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（填写字母A、B、C或D）．
（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，斜面的机械效率的值越高．
（4）若要验证猜想D，应控制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%=$\frac{1.2J}{1.7J}$×100%≈71%；
②中的总功为；W=Fs=1.4N×1m=1.4J；
（2）由表中①②的实验数据可知：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，可以验证猜想B；
（3）由①中的倾斜角30°和③中的倾斜角45°可知，斜面倾斜角不同而斜面的粗糙程度与所拉物体的重力都相同，斜面的机械效率不同，由此可得：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越高；
（4）要验证猜想D：斜面的机械效率与物体受的重力有关，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而物体重力不同．
故答案为：（1）71；1.4；（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，要注意控制变量法的应用．