Question

在朝天门码头，小华与小明看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？
如图是探究他们的猜想是否正确的实验，记录的实验数据如表

实验 次数	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	300	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0		60%
②	450	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%
③	300	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8	3

小华猜想：斜面的机械效率可能与物体的重力有关．
（1）小明的猜想

斜面的机械效率可能与斜面倾角有关

．
（2）在实验操作过程中，应沿斜面向上

匀速直线

拉动木块；
（3）根据表格中数据，第①次实验，斜面的总功为

5.0

 J（保留一位小数），第③次实验中机械效率为

60

%．
（4）验证小华的猜想是否正确应比较

①③

数据（填实验序号），通过实验验证小华的猜想

错误

（填“正确”或“错误”）．
（5）通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：

相同条件下，斜面倾角越大，机械效率越高

．
（6）此实验主要用到的研究方法是

控制变量法

．

Answer 1

分析：（1）从数据分析：斜面的机械效率可能跟斜面倾角、物体的重力有关．
（2）进行实验时，保持物体沿斜面匀速直线运动，拉力大小保持不变．
（3）知道拉力和斜面的长度，根据W=Fs求出总功．
知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率．
（4）猜想斜面的机械效率可能跟斜面倾角、物体的重力有关．探究斜面机械效率跟物体重力关系，控制斜面倾角不变．
（5）斜面机械效率跟斜面倾角有关，相同条件下，斜面倾角越大，斜面机械效率越高．
（6）一个物理量受多个因素影响时，探究物理量和其中一个因素的关系时，控制其它因素不变，这种方法是控制变量法．

解答：解：（1）由表格数据知，涉及到物体的重力、斜面的倾角、斜面的高度，斜面的长度是一定的，斜面的高度影响着斜面的倾角，两者可以取其一，可以猜想斜面的机械效率可能跟斜面倾角、物体的重力有关．小华猜想斜面的机械效率可能与物体的重力有关，小明的猜想是斜面的机械效率可能与斜面倾角有关．
（2）实验操作过程中，要保持物体沿斜面匀速直线运动，拉力大小才能保持不变，才能读出拉力大小．
（3）W=Fs=4.2N×1.2m=5.0J．
机械的效率是：η=

W有

W总

=

1.8J

3J

=60%．
（4）小华猜想斜面的机械效率可能跟物体的重力有关，要控制斜面倾角不变，改变物体的重力．选择实验①③．当斜面倾角不变时，物体重力发生变化，斜面的机械效率保持60%不变．所以斜面机械效率跟物体重力无关，小华的猜想错误．
（5）实验②③，物体的重力相同，斜面的倾角减小时，斜面的机械效率减小，所以在相同条件下，斜面倾角越大，斜面机械效率越高．
（6）猜想斜面的机械效率可能跟斜面倾角、物体的重力有关．探究斜面机械效率跟物体重力关系时，控制斜面倾角不变，探究斜面机械效率跟斜面倾角关系时，控制物体重力不变，这种方法是控制变量法．
故答案为：（1）斜面的机械效率可能与斜面倾角有关；（2）匀速直线；（3）5.0；60；（4）①③；错误；（5）相同条件下，斜面倾角越大，机械效率越高；（6）控制变量法．

点评：（1）能根据实验目的设计实验表格，相反能从实验表格分析实验目的．
（2）斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关．在斜面粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高；在斜面倾斜程度一定时，斜面越光滑，斜面机械效率越高．