Question

小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没
有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：

实验次数	斜面的倾斜程度	物体重G/N	物体上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	物体移动距离s/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η
1	较缓	5.0	0.1	1.6	0.5	0.5	0.8	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5

（1）第三次实验填入表格中的数据：有用功为________J，总功为________J，机械效率是________；
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越________；

（3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率与倾斜程度的关系可获得的初步结论是：________．
（4）如果小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？

Answer 1

解：
（1）W_有=Gh=5.0N×0.25m=1.25J；W_总=Fs=3.1N×0.5m=1.55J；η=；
（2）从表中数据知：斜面倾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越费力；
（3）实验中在控制了物重、斜面与物体接触面的粗糙程度等相同的情况下，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高；
（4）根据控制变量法的思想，要探究斜面机械效率与物重的关系，必须控制斜面倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度相同．
故答案为：
（1）1.25；l.55；80.6%；
（2）费力（或不省力）；
（3）在其它条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高；
（4）应控制斜面的倾斜程度，斜面与物体接触面的粗糙程度相同．
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）分析表中第二列与第五列，斜面越陡越费力，斜面越缓越省力；
（3）分析表中第二列与第九列，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高；
（4）小明要探究斜面机械效率与物重的关系，应采用控制变量法：控制斜面倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度相同，只改变物重．
点评：考查斜面的机械效率的测量，本题中第（3）中不能漏掉“在其它条件不变的情况下”，这体现了控制变量法的应用．