Question

學習了機械效率知識后，某物理興趣小組的同學對“斜面的機城效率跟什么因素有關”這一課題提出了一些猜想：
A．跟斜面的粗糙程度有關；        B．跟斜面的傾斜程度有關；
C．跟物體的重力有關；            D．跟斜面的長度有關．
為了證實其中的部分猜想是否正確，小明同學設計方案并用相同材料的斜面和物塊進行探究．下表反映了他的探究過程．

實驗次數	傾角	粗糙 程度	重力G/N	高 度h/m	沿拉力F/N	長S/m	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率η/%
①	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5		71
②	30°	稍光滑	1	0.5	0.6	1	0.5	0.6	83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9

（1）請你替小明在表中兩個空格處填上適當的數據．
（2）通過對比

①②

兩次（填實驗次數的序號）實驗數據，可驗證猜想A．
（3）通過對比實驗①③據，可以得出的探究結論是：當其它條件一定時，斜面傾斜程度越大，斜面的機械效越

高

．
（4）若要驗證猜想C，應控制不變的量是：斜面長、斜面的傾斜程度和

斜面的粗糙程度

，需要改變的量是

物體的重力

．

Answer 1

分析：（1）根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，應用效率公式可以求出斜面的機械效率．
（2）比較①②兩次實驗可知斜面的粗糙程度不同，兩次的機械效率大小不同，從而可知斜面的機械效率大小與斜面的粗糙程度有關；
（3）根據①和③中的傾斜角可知，斜面傾斜角不同，兩次實驗的斜面的機械效率也不同，由此即可得出結論；
（4）利用控制變量法，若要驗證斜面的機械效率跟物體的重力有關，就必須控制斜面的長、斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度這些量不改變．

解答：解：（1）①中的總功W_總=Fs=0.7N×1m=0.7J，
③中的機械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

1N×0.7m

0.9N×1m

≈78%；實驗數據如下表所示：

實驗次數	斜面 傾角	粗糙 程度	物塊重力G/N	斜面高 度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長S/m	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率η/%
①	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71
②	30°	稍光滑	1	0.5	0.6	1	0.5	0.6	83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9	78

（2）要想驗證猜想A，應控制斜面的傾角、物體的重力和斜面的長度不變，而改變斜面的粗糙程度來進行試驗，由表格可知①②兩次實驗數據符合要求；
（3）比較①③可知，斜面傾斜角不同，所用拉力不同，其機械效率也不同，說明當其它條件一定時，斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率越高；
（4）若要驗證猜想C、跟物體的重力有關，應控制斜面的長、斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不改變而改變物體的重力．
故答案為：（1）如上表所示；（2）①②；（3）高；（4）斜面的粗糙程度；物體的重力．

點評：在探究影響斜面機械效率因素的實驗中，要注意控制變量法在實驗設計和實驗結論中的應用，還要注意對有用功、總功、機械效率的理解與計算．