Question

10．小華想探究斜面的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)？小華提出了以下的猜想：
A．斜面的機(jī)械效率可能與物塊的重量有關(guān)；
B．斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)；小華同學(xué)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(jìn)行了實驗探究，記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	斜面傾角θ	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	斜面的機(jī)械效率
①	37°	5.0	0.6	4.0	1.0	3.0	4.0	75%
②	37°	3.0	0.6	2.4	1.0	1.8	2.4	75%
③	53°	3.0	0.8	2.85	1.0	2.4	2.85	84.2%

（1）在實驗操作過程中，應(yīng)沿斜面向上勻速拉動木塊；
（2）比較表中“物塊重量”和“沿斜面拉力”兩欄對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可知斜面是一種省力（選填“省力”或“費力”）的簡單機(jī)械；
（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，第①次實驗斜面的機(jī)械效率為75%，第②次實驗中總功為2.4J．
（4）通過對比實驗①、②數(shù)據(jù)，可驗證小華的猜想A（填寫字母）；通過對比實驗②、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機(jī)械效率越高．

Answer 1

分析 （1）利用斜面提升重物，有用功是克服物體重力而做的功，額外功主要是克服摩擦力而做的功，物體加速運(yùn)動，會使物體的動能增加，從而增加額外功，所以拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上，且勻速拉動物體．
（2）比較物塊重量和沿斜面的拉力比較斜面是省力機(jī)械；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)填出即可．
（4）對比實驗①、②數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，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(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角．

解答 解：（1）為了便于測量拉力和盡量減小不必要的額外功，應(yīng)保持木塊沿斜面向上拉動木塊，使其做勻速直線運(yùn)動；
（2）比較物塊重量和沿斜面的拉力比較斜面是省力機(jī)械；
（3）由表格中數(shù)據(jù)知，第①次實驗斜面的機(jī)械效率為75%，第②次實驗中總功為2.4J；
（4）對比實驗①、②數(shù)據(jù)，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(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，即驗證的是猜想A；
對比實驗②、③數(shù)據(jù)，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(jié)論：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）沿斜面拉力；省力；（3）75；2.4；（4）A；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機(jī)械效率越高．

點評 解決本題的關(guān)鍵：一是會根據(jù)二力平衡的知識解釋木塊勻速直線運(yùn)動的原因；二是控制變量法在探究斜面的機(jī)械效率實驗中的靈活應(yīng)用．