Question

13．小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华首先提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关；
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如表：

实验次数	斜面倾角θ	物块重力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	37°	5.0	0.6	4.0	1.0	3.0	4.0	75%
②	37°	3.0	0.6	2.4	1.0	1.8	2.4	75%
③	53°	3.0	0.8	2.85	1.0	2.4	2.85	84.2%

（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上匀速拉动木块；
（2）此实验主要用到的研究方法是控制变量法；
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想A（填写字母）；
（4）通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是在其它条件一定时，倾斜程度越大，机械效率越高．

Answer 1

分析 （1）利用斜面提升重物，有用功是克服物体重力而做的功，额外功主要是克服摩擦力而做的功，物体加速运动，会使物体的动能增加，从而增加额外功，所以拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，且匀速拉动物体；
（2）在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，就需要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系．这种研究问题的方法叫控制变量法；
（3）对比实验①、②数据发现，控制的是斜面的倾角，改变的是物体的重力；
（4）对比实验②、③数据发现，控制的是物体的重力，改变的是斜面的倾角．

解答 解：
（1）为了便于测量拉力和尽量减小不必要的额外功，应保持木块沿斜面向上拉动木块，使其做匀速直线运动；
（2）斜面的效率可能与物体重力、斜面倾斜程度及光滑程度有关系，要研究与其中一个物理量的关系时，需要保持其它物理量不变，只改变这一个物理量，采用的是控制变量法；
（3）对比实验①、②数据，控制的是斜面的斜面倾角，改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系，即验证的是猜想A；
（4）对比实验②、③数据，控制的是物体的重力，改变的是斜面的倾角，且倾角越大效率越高，故可得结论：在其它条件相同时，斜面倾角越大，机械效率越高．
故答案为：
（1）匀速；
（2）控制变量法；
（3）A；
（4）在其它条件一定时，倾斜程度越大，机械效率越高．

点评 解决本题的关键：一是会根据力的平衡的知识解释木块匀速直线运动的原因；二是控制变量法在探究斜面的机械效率实验中的灵活应用．