Question

16．如圖所示是小明測量“斜面機械效率”的裝置圖．下表是他記錄的實驗數(shù)據(jù)：

實驗次數(shù)	物塊重力 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面長 s/m	機械效率
1	4	0.3	2	1	60%
2	8	0.3	4	1
3	12	0.3	6	1	60%
4	8	0.4	5	1	64%
5	8	0.5	5.6	1	71.4%

（1）在第2次實驗中，斜面的機械效率為60%．
（2）實驗1、2、3是探究斜面機械效率與物重的關系．由表中數(shù)據(jù)可知，當斜面粗糙程度和傾斜程度不變時，沿斜面向上勻速拉動不同重力的物體，機械效率不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）實驗2、4、5是探究斜面機械效率與斜面傾斜角度的關系．由表中數(shù)據(jù)可知，在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越高．
（4）由實驗1的數(shù)據(jù)可知，物體所受斜面的摩擦力是0.8N．
（5）根據(jù)你的實驗經(jīng)歷，實驗中較難控制的操作是勻速拉動物體在斜面上運動．

Answer 1

分析 （1）再利用公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第2次實驗中斜面的機械效率；
（2）對比實驗1、2、3中的實驗數(shù)據(jù)可知這三次實驗是探究斜面機械效率與物重的關系；因為三次實驗的機械效率相同，說明其他條件不變時，機械效率保持不變；
（3）如果探究斜面機械效率與斜面傾斜角度的關系，應該改變傾角大小，而保證其他條件不變，分析表中數(shù)據(jù)找出對比實驗；分析表中數(shù)據(jù)可知斜面越陡，機械效率越大；
（4）根據(jù)W_總=Fs求出總功，根據(jù)W_有=Gh求出有用功，根據(jù)W_總=W_有，+W_額求出克服摩擦力做的額外功，根據(jù)W_額=fs求出摩擦力；
（5）實驗中只有物體做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)才能穩(wěn)定，讀數(shù)才能準確．

解答 解：
（1）在第2次實驗中，斜面的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{8N×0.3m}{4N×1m}$×100%=60%；
（2）對比實驗1、2、3中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，三次的物重不同，但斜面長和高均相同，說明這三次實驗是探究斜面機械效率與物重的關系；而三次的機械效率都是60%，說明當斜面粗糙程度和傾斜程度不變時，沿斜面向上勻速拉動不同重力的物體，機械效率保持不變；
（3）在實驗2、4、5中，物塊的重力都是8N，但斜面長相同而高度不同，說明斜面傾斜角度不同，因此這三次實驗是探究機械效率與斜面傾斜角度的關系；比較這三次的機械效率可知，斜面越陡，機械效率越大．
（4）實驗1的總功：W_總=Fs=2N×1m=2J；
有用功：W_有=Gh=4N×0.3m=1.2J，
根據(jù)W_總=W_有+W_額可知，
克服摩擦力做的額外功：W_額=W_總-W_有=2J-1.2J=0.8J，
根據(jù)W_額=fs可知，物體所受斜面的摩擦力：f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{0.8J}{1m}$=0.8N；
（5）實驗過程中要勻速拉動物體沿斜面上升，彈簧測力計示數(shù)才穩(wěn)定，讀數(shù)才能準確，但是很難做到勻速拉動物體沿斜面上升．
故答案是：
（1）60%；（2）物重；不變；（3）2、4、5；越高；（4）0.8；（5）勻速拉動物體在斜面上運動．

點評 本題考查探究斜面機械效率的實驗中需測量的物理量、影響因素、綜合分析應用等，必須熟練掌握控制變量法．