Question

16．小明同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：A．斜面的倾斜程度有关；B．斜面的粗糙程度有关；C．斜面的长有关；D．物体受的重力有关．小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程．（如图，表中①③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）

实验 次数	斜面角度	斜面粗糙程度	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	37°	粗糙	2	0.6	1.7	1	1.2	1.7
2	37°	较光滑	2	0.6	1.4	1	1.2		86
3	45°	粗糙	2	0.7	1.8	1	1.4	1.8	78

（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据．①71②1.4．
（2）通过对比实验①、②数据，可验证猜想B（填写字母）
（3）通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越大．
（4）若要验证猜想D，应控制倾斜程度、粗糙程度不改变．

Answer 1

分析 （1）①知道有用功和总功，可利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算出斜面的机械效率．
②知道沿斜面的拉力和斜面的长，可利用公式W=FS计算出总功．
（2）（3）通过分析表格中的内容，按照控制变量法的要求，猜想斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度、长度、物体重力有关，探究斜面机械效率跟其中一个因素之间的关系时，控制其它因素不变．
比较1和2中的内容可知，斜面倾斜角相同，斜面的粗糙程度不同，斜面的机械效率不同，由此即可得出结论．
比较1和3中的内容可知，斜面的粗糙程度相同，斜面倾斜角度不同，斜面的机械效率不同，由此即可得出结论．
（4）利用控制变量法，若要验证斜面的机械效率跟物体的重力有关，就必须控制斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不变．

解答 解：
（1）①因为W_1有用=1.2J，
W_1总=1.7J，
所以斜面的机械效率为：η₁=$\frac{{W}_{1有用}}{{W}_{1总}}$=$\frac{1.2J}{1.7J}$×100%≈71%．
②因为F₂=1.4N，S=1m，
所以做的总功为：W_2总=F₂S=1.4N×1m=1.4J．
（2）从实验1、2记录情况可知，斜面的倾斜程度相同、长度相同、物重相同，斜面越光滑，斜面的机械效率越高．所以实验1、2数据能验证斜面机械效果跟斜面的粗糙程度有关．故可验证猜想B．
（3）从实验1、3记录情况可知，斜面的粗糙程度相同、长度相同、物重相同，斜面的倾斜角度越大，斜面的机械效率越高．
（4）斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、倾斜程度有关，要想验证斜面的机械效率与物体所受的重力的关系，需控制斜面的粗糙程度、倾斜程度相同．
故答案为：（1）71；1.4．（2）B；（3）大；（4）倾斜程度、粗糙程度．

点评 要掌握：（1）根据重力、高度、拉力、斜面长能进行有用功、总功、机械效率的简单计算．
（2）在探究影响斜面机械效率因素的实验中，要注意控制变量法在实验设计和实验结论中的应用．