Question

小軍同學設計如下圖所示的一個高度可調節的斜面，來探索斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系．他首先用彈簧測力計測出小車的重量，然后用彈簧測力計沿斜面拉動小車，調節小車傾斜角θ的大小進行了多次測量，得到下表所示的數據：

斜面 傾斜角θ	小車重G/N	斜面高 h/m	斜面長 S/m	拉力 F/N	有用功 W有/J	總功 W總/J	機械效率η
12°	5	0.2	1	2.1	1	2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

（1）實驗過程中拉力的方向應與斜面

 

．
（2）請你在上表的空格中填上適當的數據．
（3）分析上表中的數據，可以得出的探究結論是：斜面傾斜角度θ越

 

，使用斜面越省力，斜面的機械效率越

 

．
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持

 

不變，斜面的光滑程度不變，只改變

 

，這種研究問題的方法我們稱之為

 

法．

Answer 1

分析：實驗目的是：調節斜面高度，探索斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系，采用控制變量法；
（1）本題中克服摩擦力做功為額外功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力要克服摩擦力和重力做功，所以拉力的方向必須與斜面平行．
（2）克服重力做的功為有用功；拉力做的功為總功；機械效率等于有用功與總功的比值．
（3）分析表中數據，尋找規律．
（4）控制變量．

解答：解：（1）拉力要克服摩擦力和重力做功，摩擦力的方向沿斜面向下，拉力的方向必須與斜面平行．
（2）W_有=Gh=5N×0.2m=1J；W_總=Fs=3.6N×1N=3.6J；η=

W有

W總

=

3.5J

4.3J

=81%
（3）分析表中第一、二、五、八列可以得出：斜面傾斜角度θ越小，使用斜面越省力，斜面的機械效率越 低．
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，必須控制其它因素不變，只改變物體的重力．
故答案為：
（1）平行
（2）

（3）小，低
（4）斜面的傾斜角度，物重（車重），控制變量法

點評：考查斜面的機械效率，分析實驗數據時語言表達要準確到位．