Question

【題目】在穗港碼頭，小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯想到上物理課時老師講過的知識，小華想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關？小華提出了以下的猜想：

A．斜面的機械效率可能與放在斜面上的物體的重力有關。

B．斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關。

小華同學為了證實自己的猜想是否正確，于是他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究，并記錄實驗數據如下表：

（1）在實驗操作過程中，應沿斜面向上__________拉動木塊。

（2）根據表格中數據可以算出，第1次實驗斜面的機械效率為__________；第2次實驗中總功為__________J。

（3）要驗證小華的猜想A，必須對比第__________（填序號）組實驗數據，并得出結論：斜面的機械效率與放在斜面上的物體的重力__________關（選填“有”或“無”）。

（4）要驗證小華的猜想B，必須對比第__________（填序號）組實驗數據，并得出結論：其他條件相同時，斜面傾斜角θ越__________（選填“大”或“小”），斜面越省力，斜面的機械效率越__________（選填“高”或“低”）。

（5）除了小華的猜想以外，請你猜想斜面的機械效率還可能與__________（寫出一個）有關。

Answer 1

【答案】勻速 60% 3.0 1、2 無 2、3 小 低 斜面粗糙程度

【解析】

（1）利用斜面提升重物，有用功是克服物體重力而做的功，額外功主要是克服摩擦力而做的功，物體加速運動，會使物體的動能增加，從而增加額外功，所以拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上，且勻速拉動物體；
（2）有用功和總功的比值等于機械效率；根據W=Fs得到總功；
（3）驗證斜面的機械效率與放在斜面上的物體的重力的關系，保持斜面傾角相同，改變物體的重力，分析比較哪兩組數據；由表中數據得出結論；
（4）驗證斜面的機械效率與斜面的傾斜程度的關系，保持重力相同，改變斜面的傾角，分析比較哪兩組數據，由表中數據得出結論；
（5）影響斜面機械效率的因素很多，主要從有用功和額外功的角度考慮。

（1）為了便于測量拉力和盡量減小不必要的額外功，應保持沿斜面向上拉動木塊，使其做勻速直線運動；

（2）第1次實驗斜面的機械效率：，

第2次實驗中總功：W總=Fs=2.5N×1.2m=3.0J；

（3）要驗證小華的猜想A，斜面的機械效率可能與放在斜面上的物體的重力有關，控制的是斜面的傾角，改變的是物體的重力，選取實驗1、2數據，對比實驗1、2數據，兩次機械效率相同，可以得到斜面的機械效率與放在斜面上的物體的重力無關；

（4）要驗證小華的猜想B，斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角，選取實驗2、3數據，對比實驗2、3數據，傾角越大效率越高，傾角越小效率越低，故可得結論：在其它條件相同時，斜面傾角越小，斜面越省力，機械效率越低；

（5）影響斜面機械效率的因素很多，例如斜面粗糙程度、木板的長度、拉木塊速度、木板的面積等。