Question

实验课上，某实验小组为探究“斜面机械效率与斜面倾斜程度”的关系，设计了如图所示的装置．
实验数据如下表：

斜面倾斜程度	小车重G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面长S/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率
较缓	4	0.2	1.8	1	0.8	1.8	48%
较陡	4	0.4	3.0	1	1.6
最陡	4	0.6	3.6	1	2.4	3.6	66.7%

（1）请在上表中空格处填充正确数据．
（2）分析上表中数据，可得出结论：斜面越

 

，机械效率越

 

．
（3）小明猜想斜面机械效率还可能与小车运动的速度大小有关．请用图中的器材设计实验并验证他的猜想．（简要写出实验过程及分析论证）
实验过程：
①

 

．
②

 

．
分析论证：

 

．

Answer 1

分析：（1）根据实验数据，利用W_总=FS和η=

W有

W总

求出表格中的第二组所缺的数据，完成表格．
（2）分析表格数据时，机械效率的变化是因斜面的倾斜程度的改变而引起的，分析倾斜程度越陡时，表格中的机械效率的变化情况．
（3）小明猜想斜面机械效率还可能与小车运动的速度大小有关，就根据控制变量法设计一个只改变小车运动速度的实验，分析论证他的猜想．

解答：解：（1） W_总2=F₂S=3.0N×1m=3.0J；  η2=

W有2

W总2

×100% =

1.6J

3.0J

×100%=53.3%．
故答案为：3.0，53.3%．
（2）分析比较数据的大小可知：倾斜程度是在越陡时，机械效率却越大．
故答案为：陡，高．
（3）根据控制变量法设计斜面机械效率与小车运动的速度大小有关实验，应保持小车、斜面的倾斜程度、高度、斜面向上移动距离不变，以不同的速度匀速拉动小车，观察弹簧测力计的示数．设计实验如下：
①让斜面倾斜放置后，高度为0.2米，以较慢的速度匀速拉动小车沿斜面向上移动1米，读出测力计的示数F₁．
②保持斜面的倾斜程度和高度不变，以较快的速度匀速拉动小车沿斜面向上移动1米，读出测力计的示数F₂．
分析论证：若F₁≠F₂，斜面机械效率与小车运动的速度大小有关；若F₁=F₂，斜面机械效率与小车运动的速度大小有关．

点评：本题考查通过斜面机械效率的实验，考查了总功、机械效率的计算，并会综合分析、利用控制变量法设计实验等．