Question

2．小明同學(xué)研究“斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)”這一課題時(shí)，提出了下列猜想：
A．與斜面的傾斜程度有關(guān)；
B．與斜面的粗糙程度有關(guān)；
C．與斜面的長(zhǎng)有關(guān)；
D．與物體受的重力有關(guān)．
小剛同學(xué)為了證實(shí)其中的部分猜想是否正確，設(shè)計(jì)如圖所示的方案并進(jìn)行了探究，下表反映了他的探究過程，（表中①③兩次實(shí)驗(yàn)所用斜面是相同的），設(shè)物體在斜面上均做勻速直線運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	斜面	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	37°	粗糙	2	0.6	1.7	1	1.2	1.7	P
②	37°	較光滑	2	0.6	1.4	1	1.2	Q	86
③	45°	粗糙	2	0.7	1.8	1	1.4	1.8	78

（1）請(qǐng)你替小剛在上表中的P、Q處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)．
（2）通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想B（填寫字母A、B、C或D）．
（3）通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率的值越高．
（4）若要驗(yàn)證猜想D，應(yīng)控制斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不改變．

Answer 1

分析 （1）本題求總功，有用功，機(jī)械效率，分別用公式W_總=Fs、W_有用=Gh、η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出；
（2）比較①②兩次實(shí)驗(yàn)可知斜面的粗糙程度不同，兩次的機(jī)械效率大小不同，從而可知斜面的機(jī)械效率大小與斜面的摩擦程度有關(guān)；
（3）根據(jù)①和③中的傾斜角可知，斜面傾斜角不同，兩次實(shí)驗(yàn)的斜面的機(jī)械效率也不同，由此即可得出結(jié)論；
（4）利用控制變量法，若要驗(yàn)證斜面的機(jī)械效率跟物體的重力有關(guān)，就必須控制斜面的長(zhǎng)、斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度這些量不改變

解答 解：（1）①中的機(jī)械效率為η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{1.2J}{1.7J}$×100%≈71%；
②中的總功為；W=Fs=1.4N×1m=1.4J；
（2）由表中①②的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：斜面越光滑，機(jī)械效率越大，即摩擦力越小，機(jī)械效率越大，故機(jī)械效率與斜面的粗糙程度有關(guān)，可以驗(yàn)證猜想B；
（3）由①中的傾斜角30°和③中的傾斜角45°可知，斜面傾斜角不同而斜面的粗糙程度與所拉物體的重力都相同，斜面的機(jī)械效率不同，由此可得：當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率的值越高；
（4）要驗(yàn)證猜想D：斜面的機(jī)械效率與物體受的重力有關(guān)，應(yīng)控制斜面的長(zhǎng)、斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度不改變而物體重力不同．
故答案為：（1）71；1.4；（2）B；（3）高；（4）斜面的粗糙程度．

點(diǎn)評(píng) （1）根據(jù)重力、高度、拉力、斜面長(zhǎng)能進(jìn)行有用功、總功、機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算；
（2）斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度影響斜面的機(jī)械效率．本題為運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的題目，要注意控制變量法的應(yīng)用．