Question

20．在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，小红提出了以下猜想：
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；
C、斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关；
为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表：

实验次数	斜面倾角	物重G/N	拉力F/N	斜面高度h/m	斜面长度s/m	有用功W有用/J	总功 W总/J	斜面机械效率η
①	30°	5	4.17	0.6	1.2	3	5
②	30°	3	2.5	0.6	1.2	1.8	3	60%
③	42°	3	2.8	0.8	1.2	2.4	3.36	71%

（1）在实验过程中，应沿斜面向上匀速拉动木块；
（2）第①次实验中斜面的机械效率η=60%；
（3）对比实验①②的数据，可知在其他条件一定时，物体的重力越重，斜面的机械效率不变．
（4）对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是在其它条件相同时，斜面倾角越大，机械效率越高．

Answer 1

分析 （1）物体做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数和拉力的大小相等．
（2）机械效率等于有用功和总功的比值，即η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%；总功等于沿斜面拉力和斜面长度的乘积，即W_总=Fs．
（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；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）只有物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小；
（2）第①次实验斜面的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3.0J}{5J}$×100%≈60%；
（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，对比机械效率可知，机械效率不变；
（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）60%；（3）不变；在其它条件相同时，斜面倾角越大，机械效率越高．

点评 解决本题的关键：一是会根据二力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．