Question

小明學過機械效率后，提出了一個問題：“斜面的傾斜程度與斜面的機械效率有沒有關系？針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗（如圖所示），并記錄實驗數據如下表：，并記錄實驗數據如下：


（1）第三次實驗填入表格中的數據：有用功為_____J，總功為______J，機械效率是       。                     
（2）通過對上述實驗數據的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面越陡，越          。
（3）通過對上述實驗數據的分析，你對斜面機械效率的問題可獲得的初步結論是：_            。
（4）如果小明還想要探究斜面機械效率與物重的關系，實驗時應控制哪些條件不變？
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Answer 1

（1）1.25，1.55，81%；（2）費力（或不省力）；（3）在其他條件不變的情況下，斜面越陡，機械效率越高；（4）斜面的傾斜程度、斜面與物體接觸面的粗糙程度。

 
本題考查學生的科學探究能力。（1）在利用斜面來搬運物體時，所做的有用功是克服物體重力所做的功，額外功是克服物體與斜面之間摩擦力所做的功，所作的總功是所用推力或拉力所做的功，所以第三次實驗中的所作的有用功為W有用=Gh=5N×0.25m=1.25J，總功為W總=FS=3.1N×0.5=1.55J，此時斜面的機械效率是η=W有用/W總=1.25J/1.55J=81%；（2）由實驗數據中的第2列、第3列和第5列對比分析，我們可以看出當物體的重力不變時，斜面越陡沿斜面拉物體的拉力也就越大，據此我們可得出斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面越陡，拉力越大，越費力；（3）通過對實驗數據中的第2列、第3列和第9列對比分析，可得出的結論是：在其他條件不變的情況下，斜面越陡，機械效率越高；（4）要想探究機械效率與物重的關系，我們應采用控制變量法，控制其他影響斜面機械效率的相關因素不變，即控制斜面的傾斜程度、斜面與物體接觸面的粗糙程度不變，只改變物重的大小即可。