Question

6．斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？小刚猜想：斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度有关．他将一木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一块木块沿不同的斜面匀速向上运动．下表是他们实验记录的有关数据：

次数	斜面 倾角	斜面材料	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	30°	木板	7	0.5	6.0	1
2	30°	毛巾	7	0.5	6.5	1	3.5	6.5	53.8%
3	20°	木板	7	0.34	4.9	1	2.38	4.9	48.6%

（1）请将第1次实验表格的空补充完整．
（2）在第2次实验中，木块与斜面的摩擦力为3N．
（3）分析第1、2次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，斜面越粗糙斜面机械效率越低．
（4）分析第1、3次实验数据，可以得出：斜面材料相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高，斜面在生活中有着广泛的应用，例如盘山公路．

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为机械效率；
（2）先根据W_有=Gh和W_总=Fs分别求出有用功和总功，然后根据W_额=W_总-W_有求出额外功，克服摩擦力做功就是额外功，利用f=$\frac{{W}_{额}}{s}$求出摩擦力；
（3）（4）根据表格中的数据，利用控制变量法分析．

解答 解：（1）由表格第1次实验数据：W_有=Gh=7N×0.5m=3.5J，W_总=Fs=6N×1m=6J，
故机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3.5J}{6J}$×100%=58.3%；
（2）由第3次实验的数据可知，则额外功W_额=W_总-W_有=6.5J-3.5J=3J，
由W_额=fs得，木块所受摩擦力f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{3J}{1m}$=3N．
（3）分析第1、2次实验数据，可以得出：当斜面倾角、斜面高、物重等条件一定时，发现斜面越粗糙，斜面的机械效率越低；
（4）分析第1、3次实验数据，可以得出：当物重、斜面材料相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高；盘山公路就是利用了斜面．
故答案为：（1）3.5；6.0；58.3%；（2）3；（3）斜面越粗糙；（4）高；盘山公路．

点评 此题是测量斜面的机械效率并探究影响斜面机械效率的因素，考查了控制变量法在实验中的应用，考查了对实验数据的分析和实验结论的得出；实验探究题考查内容细致，数据多，需要细心读题，考虑全面，回答准确．