Question

在碼頭上，小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯(lián)想到上物理課時老師講過的知識，小華想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關(guān)？小華提出了以下的猜想：
A．斜面的機械效率可能與物體的重力有關(guān)．
B．斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)．
小華同學為了證實自己的猜想是否正確，于是他
用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗 次數(shù)	斜面傾角θ	物塊重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長 S/m	有用功 W有/J	總 功 W總/J	斜面的機械效率
1	30	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0	5.0
2	30	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8		60%
3	45	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%

（1）在實驗操作過程中，應沿斜面向上______拉動木塊．
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)補充完整．
（3）通過對比實驗①、②數(shù)據(jù)，可驗證小華的猜想______（填寫字母）是______（填“正確”或“不正確”）；通過對比實驗②、③兩組數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）物體做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)和拉力的大小相等；
（2）機械效率等于有用功和總功的比值，即η=；總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積，即W_總=Fs．
（3）對比實驗①、②數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，控制的是斜面的傾角，改變的是物體的重力；對比實驗②、③數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角．
解答：解：（1）只有物體做勻速直線運動時，受到的摩擦力才等于彈簧測力計拉力的大��；
（2）第①次實驗斜面的機械效率：
η=×100%=×100%=60%；
第二次實驗中總功：
W_總=Fs=2.5N×1.2m=3.0J．

實驗 次數(shù)	斜面傾角θ	物塊重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長 S/m	有用功 W有/J	總 功 W總/J	斜面的機械效率
1	30	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0	5.0	60%
2	30	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8	3.0	60%
3	45	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%

（3）對比實驗①、②數(shù)據(jù)，控制的是斜面的斜面傾角，改變的是物體的重力，因此是研究斜面機械效率與物體重力的關(guān)系，即驗證的是猜想A；兩次斜面的機械效率相同，說明斜面的機械效率與重力無關(guān)，即猜想A不正確．
對比實驗②、③數(shù)據(jù)，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角，且傾角越大效率越高，故可得結(jié)論：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）如上表所示；（3）A；不正確；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．
點評：解決本題的關(guān)鍵：一是會根據(jù)二力平衡的知識解釋木塊勻速直線運動的原因；二是控制變量法在探究斜面的機械效率實驗中的靈活應用．