Question

（2013?鞍山一模）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11所示的裝置進行了實驗探究，記錄的實驗數據如下表：

實驗 次數	斜面傾角θ	物塊重量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	斜面的機械效率
1	30°	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0	5.0
2	30°	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8		60%
3	45°	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%

（1）在實驗操作過程中，應沿斜面向上

勻速

拉動木塊；實驗時要使木板的傾斜角變大，應該把木板下面的木塊向

左

移動（填“左”或“右”）．
（2）根據表格中數據，第①次實驗斜面的機械效率為

60

%，第②次實驗中總功為

3.0

J．
（3）通過對比實驗①、②數據，可驗證小華的猜想

A

（填寫字母）；通過對比實驗②、③數據，可以得出的探究結論

在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高

．
（4）此實驗主要用到的研究方法是

控制變量法

．

Answer 1

分析：（1）物體做勻速直線運動時，受到的力才是平衡力；斜面的傾角指的是木板與水平面的夾角，斜面傾角變大，就是木板與水平面的夾角變大．
（2）機械效率等于有用功和總功的比值，即η=

W有

W總

；總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積，即W_總=Fs．
（3）對比實驗①、②數據發現，控制的是斜面的傾角，改變的是物體的重力；對比實驗②、③數據發現，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角．
（4）影響斜面機械效率的因素很多，需要應用控制變量法進行實驗．

解答：解：（1）拉力克服斜面的摩擦力做功，只有物體做勻速直線運動時，根據二力平衡的知識，受到的摩擦力才等于彈簧測力計拉力的大小；
斜面的傾角靠長木板下面的木塊左右移動來改變，木塊向左移動傾角變大，木塊向右移動傾角變小．
（2）第①次實驗斜面的機械效率：η=

W有

W總

×100%=

3.0J

5.0J

×100%=60%；
第二次實驗中總功：W_總=Fs=2.5N×1.2m=3.0J．
（3）對比實驗①、②數據，控制的是斜面的斜面傾角，改變的是物體的重力，因此是研究斜面機械效率與物體重力的關系，即驗證的是猜想A；
對比實驗②、③數據，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角，且傾角越大效率越高，
故可得結論：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．
（4）本實驗應用了控制變量法．
故答案為：（1）勻速；左；（2）60；3.0；（3）A；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高；（4）控制變量法．

點評：解決本題的關鍵：一是會根據二力平衡的知識解釋木塊勻速直線運動的原因；二是控制變量法在探究斜面的機械效率實驗中的靈活應用．