Question

2．如圖是探究斜面的機械效率跟什么因素有關(guān)的實驗裝置．
（1）實驗器材有木塊、鐵塊、墊塊、各處粗糙程度相同的長木板、彈簧測力計各一個，砝碼若干，為了完成實驗，還需要的測量工具是刻度尺．
（2）實驗時某同學在木塊或鐵塊上放置不同的砝碼，改變物塊的重力，用彈簧測力計拉著物塊沿斜面做勻速直線運動．實驗的部分數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)	接觸面粗糙程度	物塊重G/N	物塊上升的高度h/m	沿斜面的拉力F/N	物塊移動的距離L/m	機械效率
1	較粗糙（木塊-木板）	2.0	0.25	1.2	0.80	52%
2	同上	2.0	0.35	1.4	0.80	63%
3	同上	5.0	0.35	3.5	0.80	63%
4	較光滑（鐵塊-木板）	5.0	0.35	3.1	0.80

①該同學運用控制變量法探究的是斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度、物重、斜面傾斜程度的關(guān)系．
②在第四次實驗中，斜面的機械效率為71（結(jié)果精確到1%）．

Answer 1

分析 （1）分析表中需要測量的物理量，從而知道需要的測量工具；
（2）①分析實驗1、2，接觸面的粗糙程度相同、物塊重相同，斜面的傾斜程度（斜面長相同、高度不同，斜面的傾斜程度不同）；分析實驗2、3，接觸面的粗糙程度、斜面的傾斜程度相同，物塊重不同；分析實驗3、4，物塊重、斜面的傾斜程度相同，斜面的傾斜程度不同；根據(jù)機械效率的大小分析判斷是否與三個因素有關(guān)；
②斜面的有用功等于物塊的重力和物塊上升高度的乘積，即W_有用=Gh；總功等于沿斜面的拉力和物塊移動距離的乘積，即W_總=FL，應(yīng)用效率公式求出斜面機械效率．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可見需要測量的物理量有四個：物塊的重力、沿斜面的拉力、物塊上升的高度、物塊移動的距離，其中前兩個由彈簧測力計完成，后兩個由刻度尺來完成測量，因此還需要補充的器材是：刻度尺．
（2）①分析實驗1、2，接觸面的粗糙程度、物塊重相同，斜面的傾斜程度不同，機械效率不同，研究的是斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系（有關(guān)）；
分析實驗2、3，斜面的傾斜程度、接觸面的粗糙程度相同，物塊重不同，機械效率相同，研究的是斜面的機械效率與物塊重的關(guān)系（無關(guān)）；
分析實驗3、4，斜面的傾斜程度、物塊重相同，接觸面的粗糙程度不同，機械效率不同，研究的是斜面的機械效率與接觸面粗糙程度的關(guān)系；
由此可見斜面的機械效率與接觸面粗糙程度、物塊重斜面、傾斜程度的關(guān)系．
②在第四次實驗中，
斜面效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{FL}$×100%=$\frac{5.0N×0.35m}{3.1N×0.80m}$×100%≈71%．
故答案為：（1）刻度尺；（2）①物重；斜面傾斜程度；②1.75；71%．

點評 本題為斜面機械效率的測量實驗，考查了測量工具的選擇、機械效率的計算、影響機械效率大小的因素，利用好控制變量法分析是本題的關(guān)鍵．