Question

小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关．于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面

匀速

向上运动，如图所示．下表是他们实验记录的有关数据．

实验 次数	斜面粗造程度	斜面倾角θ	物块重 量G/N	斜面高 度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面 长S/m	有用功 W有/J	总 功 W总/J	斜面的机械效率%
1	玻璃面	200	2.1	0.09	0.6	0.5	0.189	0.3	63
2	玻璃面	300	2.1	0.21	1.1	0.5	0.441	0.55	80.2
3	玻璃面	450	2.1	0.36	1.8	0.5
4	棉布面	600	2.1	0.4	2.2	0.5	0.84	1.1	76.4

（1）在第③次实验中，拉力做的有用功是

0.756J

，拉力做的总功是

0.9J

，斜面的机械效率是

84%

．
（2）分析第①、②、③次实验数据，可以得出：

粗糙程度相同时，倾斜程度越大，机械效率越高

．
（3）若通过分析第③、④次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大．你认为存在的问题是：

粗糙程度不同，倾斜程度也不同，机械效率无法比较

．
（4）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越

省力

（选填“省力”或“费力”）．

Answer 1

分析：弹簧测力计属于比较灵敏的测量工具，只有匀速拉动，才能得到比较准确的拉力；
（1）使用机械升高物体时，克服重力做的功为有用功，拉力做的功为总功，有用功与总功的比值为机械效率；
（2）分析①、②、③知，斜面倾斜程度不同，斜面的机械效率不同；
（3）要研究斜面倾斜程度与斜面的机械效率的关系，必须保证其它条件一样；
（4）根据光滑程度相同，倾斜程度不同时，所用拉力大小比较．

解答：解：
实验过程中，应该保证弹簧测力计匀速拉动物体沿斜面向上运动；
（1）在第三次实验中
W_有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J
W_总=FS=1.8N×0.5m=0.9J
η=

W有用

W总

=

0.756J

0.9J

=84%；
（2）分析第①、②、③次实验数据，可以得出：当粗糙程度一定时，发现斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；
（3）③④次实验数据，目的是研究斜面倾斜程度与斜面的机械效率的关系，但粗糙程度也不同，所以机械效率不能比较；
（4）分析①、②、③发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越省力．
故答案为：
匀速；
（1）0.756J；0.9J；0.84%；
（2）粗糙程度相同时，倾斜程度越大，机械效率越高；
（3）粗糙程度不同，倾斜程度也不同，机械效率无法比较；
（4）省力．

点评：本题为斜面机械效率的测量实验，考查了测量的方法、机械效率的计算、影响机械效率大小的因素，利用好控制变量法分析是本题的关键．