Question

3．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关．如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据．

实验序号	斜面的倾斜程度	物块的重力G/N	斜面高度h/m	沿斜面的拉力F/N	斜面长s/m	机械效率
1	较缓	10	0.2	5.5	1	36.4%
2	较陡	10	0.4	7.0	1
3	最陡	10	0.6	8.5	1	70.6%

（1）实验记录数据如下表，则第2次实验时斜面的机械效率为57.1%；
（2）分析表中数据可得该实验是探究小聪． （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时，斜面越陡斜机械效率越高．
（3）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤．
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面．
②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行测量，计算出斜面的机械效率．③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率．比较大小即可验证猜想是否正确．
（4）此探究实验是采用的物理研究方法是控制变量法．

Answer 1

分析 （1）利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出实验2的机械效率；
（2）表中数据，不变量是物块的重力和斜面的粗糙程度，变量是斜面的倾斜程度，机械效率也不相同；
（3）（4）探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系，应控制斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，根据记录的数据计算机械效率，验证猜想．

解答 解：
（1）表格中实验2的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{10N×0.4m}{7.0N×1m}$×100%≈57.1%；
（2）由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，因此该实验探究的是机械效率与斜面倾斜程度的关系，验证的是小聪的猜想；由表中实验数据可知，在其它条件不变的情况下，斜面越陡斜机械效率越高；
（3）小明要做验证他的猜想--机械效率与粗糙程度的关系，就应控制物块重力和斜面倾斜程度不变而改变斜面的粗糙程度；实验步骤为：
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面．
②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率．
③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率，即可验证猜想是否正确；
（4）此探究实验是采用的物理研究方法是控制变量法．
故答案为：（1）57.1%；（2）小聪；斜面越陡斜机械效率越高；（2）②匀速；③倾斜程度；粗糙程度；（4）控制变量法．

点评 影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关，物块越重、斜面越倾斜、斜面越光滑机械效率越大．