Question

實(shí)驗(yàn)課上，某實(shí)驗(yàn)小組為探究“斜面機(jī)械效率與斜面傾斜程度”的關(guān)系，設(shè)計了如圖所示的裝置．
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

斜面傾斜程度	小車重G/N	斜面高h(yuǎn)/m	拉力F/N	斜面長S/m	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)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(jié)論：斜面越

 

，機(jī)械效率越

 

．
（3）小明猜想斜面機(jī)械效率還可能與小車運(yùn)動的速度大小有關(guān)．請用圖中的器材設(shè)計實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證他的猜想．（簡要寫出實(shí)驗(yàn)過程及分析論證）
實(shí)驗(yàn)過程：
①

 

．
②

 

．
分析論證：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jī)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(jī)械效率的變化情況．
（3）小明猜想斜面機(jī)械效率還可能與小車運(yùn)動的速度大小有關(guān)，就根據(jù)控制變量法設(shè)計一個只改變小車運(yùn)動速度的實(shí)驗(yàn)，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(jī)械效率卻越大．
故答案為：陡，高．
（3）根據(jù)控制變量法設(shè)計斜面機(jī)械效率與小車運(yùn)動的速度大小有關(guān)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)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(shè)計實(shí)驗(yàn)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(jī)械效率與小車運(yùn)動的速度大小有關(guān)；若F₁=F₂，斜面機(jī)械效率與小車運(yùn)動的速度大小有關(guān)．

點(diǎn)評：本題考查通過斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，考查了總功、機(jī)械效率的計算，并會綜合分析、利用控制變量法設(shè)計實(shí)驗(yàn)等．