Question

2．如图所示是某同学“探究斜面”实验装置图．实验前他做了如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动，分别做了四次实验，并记录实验数据如表：

实验次数	斜面倾斜程度	斜面粗糙 程度	木块重量G/N	斜面高h/m	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	较缓	木板表面	2	0.1	0.6	0.5	0.2	0.3	67%
2	较陡	木板表面	2	0.2	1	0.5	0.4	0.5	80%
3	最陡	木板表面	2	0.3	1.4	0.5	0.6	0.7	86%
4	最陡	毛巾表面	2	0.3	1.6	0.5

（1）实验中，测有用功和总功的原理是W_有用=Gh、W_总=Fs，测机械效率的原理是η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%．
（2）请将表中所缺的数据补充完整．
（3）比较3、4两次实验可知猜想A是正确的．
（4）比较1、2、3次实验得到的结论是：当斜面粗糙程度、木块重力相同时，斜面越平缓沿斜面的拉力越小，机械效率越低．
（5）从数据分析可知使用斜面可以省力，但不能省功．（选填“力”和“功”）

Answer 1

分析 （1）根据W_有用=Gh计算有用功，根据W_总=Fs计算总功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%计算机械效率；
（2）根据表中实验数据，应用功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出斜面的效率．
（3）要验证猜想A、斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关，应控制物体重力、斜面倾斜程度、斜面高度相同而斜面粗糙程度不同，分析表中实验数据，然后答题．
（4）根据表中1、2、3三次实验数据，应用控制变量法分析答题．
（5）使用斜面可以省力，但不可以省功．

解答 解：（1）测量有用功的原理：W_有用=Gh，测量总功的原理：W_总=Fs；测量机械效率的原理：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%；
（2）由表中第四组实验数据可知，W_有=Gh=×0.3m=0.6J，W_总=Fs=1.6N×0.5m=0.8J，
斜面效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.8J}$×100%=75%；
（3）由表中3、4两次实验数据可知，在斜面粗糙程度不同而斜面的倾斜程度相同时，斜面的效率不同，由此可知，斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关，故猜想A正确．
（4）由表中第1、2、3此实验数据可知，当斜面粗糙程度相同时，斜面越平缓，越省力，拉力越小，机械效率越低．
（5）由数据分析可知，使用斜面时，拉力小于重力，但总功总大于有用功，即使用斜面可以省力，但不可以省功．
故答案为：（1）W_有用=Gh、W_总=Fs；η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%；（2）0.6；0.8；75%；（2）3、4；（3）小；低；（4）力；功．

点评 本题考查了求功、斜面的效率、实验数据分析等问题，熟练应用功的计算公式、效率公式、应用控制变量法认真分析实验数据即可正确解题．