Question

15．如图1，使用斜面可省力．小强查阅有关资料后了解到：用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关．他根据以上资料提出了一个探究的问题：沿斜面推力的大小与斜面的长度有什么关系？
（1）小强探究搬运同一物体时沿斜面推力的大小与斜面长度的关系时，你认为应控制的变量有斜面的高度和斜面的材料．

（2）小强选用了一只弹簧测力计、一块重为8N的长方体重物、五块长度不同的由同种材料做成的木板，按如图2进行了实验．实验测得的数据如表：

次数	物重G/N	斜面高 h/m	测力计示数 F/N	斜面长 L/m
1	8	0.2	4.5	0.4
2	8	0.2	3.0	0.8
3	8	0.2	2.7	1.0
4	8	0.2	2.0	1.6

分析实验数据，小强得到的结论是：当斜面高度一定时，斜面越长越省力．
（3）从上面的实验数据可以计算出第4次实验时斜面的机械效率是50%，通过计算分析还可得出结论，当其它条件一定时，斜面越长其机械效率越低．

Answer 1

分析 （1）此题用实验的方法来探究斜面的省力情况与长度之间的关系．运用了控制变量法，因为拉力的大小不仅跟斜面的长度有关，还跟摩擦力的大小有关，所以此实验中还要控制材料．
（2）分析数据，观察数据中控制的变量和改变的量，得出结论；
（3）根据机械效率公式计算出机械效率的大小；
并通过计算得出其它三次的机械效率，比较得出机械效率与斜面长的关系．

解答 解：（1）在做此实验时，应保持斜面的高度不变，即将物体提升到同一高度．同时物体与斜面之间的摩擦力的大小也会影响拉力的变化，所以还要控制斜面的材料．
（2）从实验数据可以看出，斜面高相同，弹簧测力计的示数随斜面长度的增大而减小．
（3）第4次的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{FL}$×100%=$\frac{8N×0.2m}{2.0N×1.6m}$×100%=50%；
同理可得第1、2、3次的机械效率分别为：88.9%、66.7%、59.3%，分析几次数据可知，当其它条件一定时，斜面越长其机械效率越低．
故答案为：（1）斜面的高度；斜面的材料；（2）斜面高度；斜面越长；（3）50%；低．

点评 此题主要考查了斜面的省力情况与哪些因素有关，并且考查了对控制变量法的应用以及根据实验数据得出结论的能力．