Question

Ⅰ、下圖是小明同學斜面機械效率跟什么因素有關的實驗裝置．

實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動．實驗的部分數據如下：

實驗 次數	斜面的 傾斜程度	物塊重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面長 s/m	機械效率
1	較緩	10	0.1	5.0	1
2	較陡	10	0.3	6.7	1	45%
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60%

（1）小明探究的是斜面的機械效率跟

斜面的傾斜程度

的關系．在第1次實驗中，斜面的機械效率為

20%

，物塊和斜面的內能增加了約

4

J．
（2）分析表格中數據可以得出結論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越

高

．若要探究斜面機械效率跟斜面的粗糙程度的關系，應保持

斜面的傾斜程度

不變．
Ⅱ、小華用20N的力把重為25N的物體沿著長為20cm、高為10cm的斜面，從斜面底端拉到頂端．則斜面的機械效率為

62.5%

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）從表格中所列項目可以看出，該實驗主要是為了探究斜面的機械效率跟斜面和傾斜程度的關系，機械效率可以通過公式η=

W有

W總

算出，總功是除去做有用功的那部分，剩下的都在克服摩擦中轉變成了物塊和斜面的內能；
（2）機械效率與斜面傾斜程度的關系可以從表格中的數據分析得出．研究中我們用到了控制變量法，所以當變換研究對象時，我們還要找好要控制的量；
Ⅱ對于一個相關數據已經得出的斜面的機械效率，我們同樣可以根據公式將其計算出來．

解答：解：Ⅰ（1）表格中三次實驗斜面的長都是1m，而斜面的高度在變化，說明研究的是斜面的機械效率與斜面的傾斜程度的關系．第1次實驗中，斜面的機械效率為η= 

W有

W總

=

Gh

FS

=

10N×0.1m

5.0N×1m

=

1J

5J

=20%，計算過程也說明，在5J的總功中，只有1J是有用功，而另外4J則在克服摩擦的過程中由機械能轉化成了物塊與斜面的內能；
（2）從第1次實驗到第3次實驗，斜面越來越陡，但斜面的機械效率卻由20%升高到60%，變得越來越高．根據控制變量法，若要探究斜面機械效率跟斜面粗糙程度的關系，就應保持斜面的傾斜程度不變；
Ⅱ將相關數據帶入公式就可以算出斜面的機械效率，這里還要注意一下長度單位的統一．η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

25N×0.1m

20N×0.2m

=

2.5J

4J

=62.5%．
故答案為：Ⅰ、（1）斜面的傾斜程度，20%，4；
（2）高，斜面的傾斜程度；
Ⅱ、62.5%．

點評：在探究斜面機械效率與哪些因素有關的實驗中，我們同樣要用到控制變量法．同時，運用公式對機械效率進行計算是我們必須掌握的．另外值得注意的是，在任何伴隨摩擦的運動中，一部分機械能轉化為摩擦物體的內能是一個非常普遍的現象．