Question

Ⅰ、下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置．

实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动．实验的部分数据如下：

实验 次数	斜面的 倾斜程度	物块重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面长 s/m	机械效率
1	较缓	10	0.1	5.0	1
2	较陡	10	0.3	6.7	1	45%
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60%

（1）小明探究的是斜面的机械效率跟

斜面的倾斜程度

的关系．在第1次实验中，斜面的机械效率为

20%

，物块和斜面的内能增加了约

4

J．
（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越

高

．若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持

斜面的倾斜程度

不变．
Ⅱ、小华用20N的力把重为25N的物体沿着长为20cm、高为10cm的斜面，从斜面底端拉到顶端．则斜面的机械效率为

62.5%

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）从表格中所列项目可以看出，该实验主要是为了探究斜面的机械效率跟斜面和倾斜程度的关系，机械效率可以通过公式η=

W有

W总

算出，总功是除去做有用功的那部分，剩下的都在克服摩擦中转变成了物块和斜面的内能；
（2）机械效率与斜面倾斜程度的关系可以从表格中的数据分析得出．研究中我们用到了控制变量法，所以当变换研究对象时，我们还要找好要控制的量；
Ⅱ对于一个相关数据已经得出的斜面的机械效率，我们同样可以根据公式将其计算出来．

解答：解：Ⅰ（1）表格中三次实验斜面的长都是1m，而斜面的高度在变化，说明研究的是斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系．第1次实验中，斜面的机械效率为η= 

W有

W总

=

Gh

FS

=

10N×0.1m

5.0N×1m

=

1J

5J

=20%，计算过程也说明，在5J的总功中，只有1J是有用功，而另外4J则在克服摩擦的过程中由机械能转化成了物块与斜面的内能；
（2）从第1次实验到第3次实验，斜面越来越陡，但斜面的机械效率却由20%升高到60%，变得越来越高．根据控制变量法，若要探究斜面机械效率跟斜面粗糙程度的关系，就应保持斜面的倾斜程度不变；
Ⅱ将相关数据带入公式就可以算出斜面的机械效率，这里还要注意一下长度单位的统一．η=

W有

W总

=

Gh

FS

=

25N×0.1m

20N×0.2m

=

2.5J

4J

=62.5%．
故答案为：Ⅰ、（1）斜面的倾斜程度，20%，4；
（2）高，斜面的倾斜程度；
Ⅱ、62.5%．

点评：在探究斜面机械效率与哪些因素有关的实验中，我们同样要用到控制变量法．同时，运用公式对机械效率进行计算是我们必须掌握的．另外值得注意的是，在任何伴随摩擦的运动中，一部分机械能转化为摩擦物体的内能是一个非常普遍的现象．