Question

9．馬峰同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究斜面的機(jī)械效率和什么因素有關(guān)．他猜想斜面的機(jī)械效率可能與斜面的粗糙程度及斜面的傾斜度有關(guān)．他設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中保持木塊的拉力與斜面平行，并且勻速拉動(dòng)木塊．
下面是馬峰在實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面坡度	斜面粗糙程度	物重G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長(zhǎng)S/m	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)械效率η（%）
①	30°	粗糙	0.5	0.20	0.35	0.4	0.1	0.14	71%
②	30°	稍光滑	0.5	0.20	0.30	0.4	①	②	③
③	60°	粗糙	0.5	0.28	0.45	0.4	0.14	0.18	78%

（1）請(qǐng)你將表中未完成的空格填寫完整，①0.1J，②0.12J，③83.3%．
（2）根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫馬峰同學(xué)總結(jié)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
結(jié)論1：通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和2，斜面的坡度和物重一定時(shí)，斜面越粗糙機(jī)械效率越低．
結(jié)論2：通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和3，在斜面的粗糙程度和物重一定時(shí)，斜面的坡度越大機(jī)械效率越高．
（3）你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)中較難控制的操作是保持勻速拉動(dòng)木塊．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用功的計(jì)算公式求出有用功與總功，然后由效率公式求出斜面的效率；
（2）斜面的機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度有關(guān)．在斜面粗糙程度一定時(shí)，斜面傾斜程度越大，斜面機(jī)械效率越高；在斜面傾斜程度一定時(shí)，斜面越光滑，斜面機(jī)械效率越高；
（3）實(shí)驗(yàn)中很難保持拉動(dòng)物體勻速直線運(yùn)動(dòng)．

解答 解：
（1）在第2次實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)功的計(jì)算公式和機(jī)械效率的計(jì)算公式，求出幾個(gè)量：
W_有=Gh=0.5N×0.2m=0.1J；
W_總=FS=0.3N×0.4m=0.12J；
η=$\frac{{W}_{有}}{W總}(cāng)$=$\frac{0.1J}{0.12J}$×100%=83%；
（2）對(duì)照①和③可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)的相同條件是接觸面粗糙程度和物重，不同的是斜面的傾斜度，分析數(shù)據(jù)可得到坡度越大，機(jī)械效率越高；
（3）因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)要得到對(duì)木塊的拉力，而要想讓拉力穩(wěn)度方便讀數(shù)，就必須保證拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)較難控制．
故答案為：（1）0.1；0.12；83.3%；（2）在斜面的粗糙程度和物重一定時(shí)，斜面的坡度越大機(jī)械效率越高；（3）保持勻速拉動(dòng)木塊．

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)探究斜面的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握如何用控制變量法探究物理問(wèn)題，并考查了有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算等．