Question

探究斜面机械效率的过程中，小兰同学所在的实验小组记录的数据如表所示．

测量 次数	F/N	s/m	G/N	h/m	Fs/J	Gh/J
1	0.21	1.0	1	0.20	0.21	0.20
2	0.76	1.0	3	0.25	0.75	0.75
3	0.25	1.0	1	0.30	0.25	0.30

（1）小兰对数据的可靠性分析、评估时发表第

3

组数据记录有误．小兰做出这种判断的依据是：

Gh大于Fs

．
（2）在前面探究的基础上，小兰等同学将小车翻过来（轮子向上）进行实验，发现计算出来的“Fs”和“Gh”差距较大．激发出探究“影响斜面的机械效率的因素”的兴趣，小兰认为可能影响斜面机械效率的因素有斜面的粗糙程度、倾斜程度、木块的重力．小兰对某个因素的探究时，记录实验数据如表：

斜面倾斜程度	小车重G/N	小车上升 高度h/m	沿斜面拉力F/N	小车移动 距离s/m	机械效率η
较缓	10	0.1	3	1	33%
较陡	10	0.2	4	1
最陡	10	0.4	6	1	67%

请根据以上实验数据回答：
①小兰探究过程中，控制的变量是：

粗糙程度

和

重力

．
②“较陡”时，斜面的机械效率为

50%

．
③通过对上述实验数据的分析，小兰获得的初步结论是：

物体重力和斜面粗糙程度

相同时，

斜面的倾斜程度越大

，斜面的机械效率越大．
④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，物体受到的摩擦力f与拉力F的大小关系为f

小于

F（选填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析：（1）有用功不可能大于总功，分析表中实验数据，根据有用功与总功间的关系分析答题．
（2）分析表中实验数据，根据控制的变量分析答题；
根据表中实验数据应用功的公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出斜面的效率；
分析表中实验数据，根据实验数据找出影响斜面的因素，然后答题；
根据物体的受力情况分析拉力与摩擦力间的关系．

解答：解：（1）由表中实验数据可知，第三组实验数据中，有用功Gh大于总功Fs，这是不可能的，因此第三组实验数据错误．
（2）①由表中实验数据可知，实验过程改变斜面的倾斜程度而保持斜面粗糙程度与物体重力不变，因此实验控制的变量是：粗糙程度和重力．
②由表中实验数据可知，“较陡”时的有用功W_有=Gh=10N×0.2m=2J，总功W_总=Fs=4N×1m=4J，斜面的效率η=

W有

W总

=

2J

4J

=50%．
③由表中实验数据可知，在斜面粗糙程度与物体重力相同的情况下，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高．
④物体沿斜面向上做匀速直线运动时，物体受到平行于斜面向下的滑动摩擦力f、平行于斜面向下的重力的分力、平行于斜面向上的拉力F作用，处于平衡状态，拉力F大于摩擦力f，f小于F．
故答案为：（1）3；Gh大于Fs（2）①粗糙程度；重力；②50%；③物体重力和斜面粗糙程度；斜面的倾斜程度越大；④小于．

点评：（1）使用任何机械都不可能省功，有用功不可能大于总功．
（2）应用控制变量法，分析实验所控制的变量与实验现象、应该功的公式及效率公式即可正确解题．