Question

實驗課上，某實驗小組為探究“斜面機械效率與斜面傾斜程度”的關系，設計了如圖所示的裝置．
實驗數(shù)據(jù)如下表：

斜面傾斜程度	小車重G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面長S/m	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率
較緩	4	0.2	1.8	1	0.8	1.8	48%
較陡	4	0.4	3.0	1	1.6
最陡	4	0.6	3.6	1	2.4	3.6	66.7%

（1）請在上表中空格處填充正確數(shù)據(jù)．
（2）分析上表中數(shù)據(jù)，可得出結論：斜面越

 

，機械效率越

 

．
（3）小明猜想斜面機械效率還可能與小車運動的速度大小有關．請用圖中的器材設計實驗并驗證他的猜想．（簡要寫出實驗過程及分析論證）
實驗過程：
①

 

．
②

 

．
分析論證：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用W_總=FS和η=

W有

W總

求出表格中的第二組所缺的數(shù)據(jù)，完成表格．
（2）分析表格數(shù)據(jù)時，機械效率的變化是因斜面的傾斜程度的改變而引起的，分析傾斜程度越陡時，表格中的機械效率的變化情況．
（3）小明猜想斜面機械效率還可能與小車運動的速度大小有關，就根據(jù)控制變量法設計一個只改變小車運動速度的實驗，分析論證他的猜想．

解答：解：（1） W_總2=F₂S=3.0N×1m=3.0J；  η2=

W有2

W總2

×100% =

1.6J

3.0J

×100%=53.3%．
故答案為：3.0，53.3%．
（2）分析比較數(shù)據(jù)的大小可知：傾斜程度是在越陡時，機械效率卻越大．
故答案為：陡，高．
（3）根據(jù)控制變量法設計斜面機械效率與小車運動的速度大小有關實驗，應保持小車、斜面的傾斜程度、高度、斜面向上移動距離不變，以不同的速度勻速拉動小車，觀察彈簧測力計的示數(shù)．設計實驗如下：
①讓斜面傾斜放置后，高度為0.2米，以較慢的速度勻速拉動小車沿斜面向上移動1米，讀出測力計的示數(shù)F₁．
②保持斜面的傾斜程度和高度不變，以較快的速度勻速拉動小車沿斜面向上移動1米，讀出測力計的示數(shù)F₂．
分析論證：若F₁≠F₂，斜面機械效率與小車運動的速度大小有關；若F₁=F₂，斜面機械效率與小車運動的速度大小有關．

點評：本題考查通過斜面機械效率的實驗，考查了總功、機械效率的計算，并會綜合分析、利用控制變量法設計實驗等．