Question

小明學(xué)過機(jī)械效率后，提出了一個(gè)問題：“斜面的傾斜程度與斜面的機(jī)械效率有沒有關(guān)系？針對(duì)這個(gè)問題他做了在斜面上勻速拉動(dòng)物塊的探究實(shí)驗(yàn)（如圖所示），并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

（1）第三次實(shí)驗(yàn)填入表格中的數(shù)據(jù)：有用功為_____J，總功為______J，機(jī)械效率是       。                     

（2）通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，越           。

（3）通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你對(duì)斜面機(jī)械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是：_            。

（4）如果小明還想要探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制哪些條件不變？

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Answer 1

 

（1）1.25，1.55，81%；（2）費(fèi)力（或不省力）；（3）在其他條件不變的情況下，斜面越陡，機(jī)械效率越高；（4）斜面的傾斜程度、斜面與物體接觸面的粗糙程度。

 

 解析:

本題考查學(xué)生的科學(xué)探究能力。（1）在利用斜面來搬運(yùn)物體時(shí)，所做的有用功是克服物體重力所做的功，額外功是克服物體與斜面之間摩擦力所做的功，所作的總功是所用推力或拉力所做的功，所以第三次實(shí)驗(yàn)中的所作的有用功為W有用=Gh=5N×0.25m=1.25J，總功為W總=FS=3.1N×0.5=1.55J，此時(shí)斜面的機(jī)械效率是η=W有用/W總=1.25J/1.55J=81%；（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的第2列、第3列和第5列對(duì)比分析，我們可以看出當(dāng)物體的重力不變時(shí)，斜面越陡沿斜面拉物體的拉力也就越大，據(jù)此我們可得出斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，拉力越大，越費(fèi)力；（3）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的第2列、第3列和第9列對(duì)比分析，可得出的結(jié)論是：在其他條件不變的情況下，斜面越陡，機(jī)械效率越高；（4）要想探究機(jī)械效率與物重的關(guān)系，我們應(yīng)采用控制變量法，控制其他影響斜面機(jī)械效率的相關(guān)因素不變，即控制斜面的傾斜程度、斜面與物體接觸面的粗糙程度不變，只改變物重的大小即可。