Question

16．小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，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；
为了验证自己的猜想，小明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	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	机械效率 η/%
①	45°	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9	77.8
②	30°	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71.4
③	30°	2	0.5	1.4	1		1.4

（1）在实验过程中，应沿斜面向上匀速拉动木块；
（2）第③次实验中斜面的机械效率η=71.4%；
（3）通过对比实验①②的数据，可以用来验证猜想B；
（4）通过对比实验②、③的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关．

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=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×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，控制的是物体的重力，改变的是斜面的倾角
（4）对比实验②、③数据发现，控制的是斜面的倾角，改变的是物体的重力．

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③次实验：W_有用=Gh=2N×0.5m=1J
斜面的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1J}{1.4J}$×100%≈71.4%；
（3）对比实验①、②数据，控制的是物体的重力，改变的是斜面的斜面倾角，因此是研究斜面机械效率与斜面的倾斜程度的关系，即验证的是猜想B；
（4）对比实验②、③数据，控制的是斜面的倾角，改变的是物体的重力，
故可得结论：是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关．
故答案为：（1）匀速；（2）71.4%；（3）B；（4）②、③；无关．

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．