Question

（2011?河西区一模）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，那么鞋面的机械效率与斜面的那些因素有关呢？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“斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关”．于是他们将一块长木板的一段垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一物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．

试验次数	斜面倾角	斜面材料	物重G/N	斜面高h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	有用功W总/J	总功W总/J	机械效率n
1	30°	玻璃	7	0.50	4.9	1	3.50	4.9	71.4%
2	30°	木板	7	0.50	6.0	1	3.50
3	30°	毛巾	7	0.50	6.5	1	3.50	6.5	53.8%
4	20°	木板	7	0.50	4.9	1	2.38	4.9	48.6%
5	15°	毛巾	7	0.50	5.1	1	1.82	5.1	35.7%

（1）在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了改变

斜面的粗糙程度

；
（2）在第2次实验中，拉力做的总功率是

6

J，斜面的机械效率是

58.3%

；
（3）分析第1、2、3次试验数据，可以得出：

在斜面倾斜程度和物重不变的条件下，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低

；
（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出“斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高”．你认为此结论存在的问题是：

没有控制斜面粗糙程度相同

；
（5）实验中还发现，斜面表面的材料相同时，斜面倾角越小，越

省力

（选填“省力”或“费力”）．

Answer 1

分析：（1）选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，接触面的粗糙程度不同；
（2）根据表中第2次实验的实验数据，应用功的计算公式求出总功，然后由效率公式求出斜面的效率；
（2）分析表中实验序号为1、2、3的实验数据，根据实验控制的变量与实验数据得出结论；
（4）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；
（5）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：（1）不同材料的粗糙程度不同，使用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了改变斜面的粗糙程度．
（2）由表中实验数据可知，在第2次实验中，W_总=Fs=6N×1m=6J，斜面的机械效率η=

W有

W总

=

3.50J

6J

≈58.3%．
（3）由表中实验序号为1、2、3的实验数据，可知：在斜面倾斜程度和物重不变的条件下，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低．
（4）由表中1、4、5次实验数据可知，斜面的粗糙程度不同，由于没有控制斜面的粗糙程度相同，得出的结论“斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高”是错误的．
（5）由表中实验序号为2、4或3、5的实验数据可知，斜面表面的材料相同时，斜面倾角越小，越省力．
故答案为：（1）斜面的粗糙程度；（2）6；58.3%；（3）在斜面倾斜程度和物重不变的条件下，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低；（4）没有控制斜面粗糙程度相同；（5）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．