Question

20．在“探究斜面的機械效率與哪些因素有關(guān)”的活動中，小紅提出了以下猜想：
A、斜面的機械效率可能與物體的重力有關(guān)；
B、斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)；
C、斜面的機械效率可能與斜面的粗糙程度有關(guān)；
為了驗證自己的猜想，小紅用木板搭成了如圖所示的裝置進(jìn)行探究，記錄數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	斜面傾角	物重G/N	拉力F/N	斜面高度h/m	斜面長度s/m	有用功W有用/J	總功 W總/J	斜面機械效率η
①	30°	5	4.17	0.6	1.2	3	5
②	30°	3	2.5	0.6	1.2	1.8	3	60%
③	42°	3	2.8	0.8	1.2	2.4	3.36	71%

（1）在實驗過程中，應(yīng)沿斜面向上勻速拉動木塊；
（2）第①次實驗中斜面的機械效率η=60%；
（3）對比實驗①②的數(shù)據(jù)，可知在其他條件一定時，物體的重力越重，斜面的機械效率不變．
（4）對比②③兩次實驗數(shù)據(jù)，可初步得出的結(jié)論是在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．

Answer 1

分析 （1）物體做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)和拉力的大小相等．
（2）機械效率等于有用功和總功的比值，即η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%；總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積，即W_總=Fs．
（3）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）只有物體做勻速直線運動時，受到的摩擦力才等于彈簧測力計拉力的大��；
（2）第①次實驗斜面的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3.0J}{5J}$×100%≈60%；
（3）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，對比機械效率可知，機械效率不變；
（4）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，機械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）60%；（3）不變；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．

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動的原因；二是控制變量法在探究斜面的機械效率實驗中的靈活應(yīng)用．