Question

9．小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录如表所示：

实验次数	斜面倾斜程度	物体重量G/N	斜面高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	斜面的机械效率η
1	较缓	5	0.1	1.5	1	0.5	1.5	33.3%
2	较陡	5	0.2	2	1	1	2	50%
3	较陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
4	最陡	5	0.3	2.4	1

（1）根据表格中数据，第四次（最陡）实验的有用功是1.5J，总功是2.4J，机械效率是62.5%；
（2）分析数据可知，斜面越陡，机械效率越高（选填“越高”、“越低”或“不变”）；
（3）分析实验数据还可知道，斜面越陡越费力（选填“省力”或“费力”）；
（4）分析实验数据还可知道，斜面的机械效率与物重无关．（填“有关”或“无关”）

Answer 1

分析 （1）克服重力做的功为有用功；拉力做的功为总功；有用功与总功的比值是机械效率；
（2）斜面的机械效率的影响可能有多个，分析斜面效率与斜面倾斜程度的关系时注意控制变量法的使用；
（3）分析表中实验数据，根据斜面倾斜程度与拉力大小的关系，得出结论；
（4）探究斜面机械效率与物重的关系，应控制斜面粗糙程度、倾斜程度相同而物体重力不同，分析表中实验数据，根据实验数据得出结论．

解答 解：
（1）由表格第四次实验数据：
W_有=Gh=5N×0.3m=1.5J；
W_总=Fs=2.4N×1m=2.4J；
所以机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.5J}{2.4J}$×100%=62.5%；
（2）分析斜面效率与倾斜程度关系时，应选择斜面倾斜程度不同，其它都相同的实验分析比较．
由表中实验序号为1、2、4的数据可知：在物重、斜面粗糙程度相同的情况下，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高；
（3）由表中实验序号为1、2、4的数据可知，斜面倾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越费力；
（4）探究斜面机械效率与物重的关系，应控制斜面粗糙程度、倾斜程度相同而物体重力不同．根据实验序号为2、3的数据可知，斜面的机械效率与物重无关．
故答案为：（1）1.5；2.4；62.5%；（2）越高；（3）费力；（4）无关．

点评 在探究斜面机械效率的实验中，常涉及到斜面倾斜程度对省力情况的影响，斜面越陡越费力，机械效率越高；斜面越缓越省力，机械效率越低．