Question

在湛江港碼頭，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，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

 

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

 

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

 

%，第②次實驗中總功為

 

J．
（3）通過對比實驗①、②數據，可驗證小華的猜想

 

（填寫字母）；通過對比實驗②、③數據，可以得出的探究結論是：

 

．
（4）此實驗主要用到的研究方法是

 

．
（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

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有用

W總

×100%；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，控制的是斜面的傾斜程度（斜面傾角），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，改變的是斜面的傾斜程度．
（4）實驗中采用了控制某個因素，研究另一個因素與物理量之間的關系．
（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．

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��；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有用

W總

×100%=

3.0J

5.0J

×100%=60%；第二次實驗中總功為W_總=FS=2.5N×1.2m=3.0J．
（3）對比實驗①、②數據，控制的是斜面的傾斜程度（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，驗證的是猜想A；
對比實驗②、③數據，結合控制變量法實驗的一般結論形式，可以得出的結論是在其它條件相同時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高（或大）．
（4）毫無疑問這是控制變量法思想的典型運用．
（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．
故答案為：（1）勻速、左；
（2）60、3.0；
（3）A、在其它條件相同時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高（或大）；或在其它條件相同時，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關．
（4）控制變量法
（5）斜面的粗糙程度、木板的長度、拉木塊速度、木板的面積等．

點評：本題易錯點在實驗的結論上，控制變量法實驗結論的一般形式是：在（　�。┮欢〞r，（　　）越（　�。�，（　�。┰剑ā　。�