Question

14．小芳同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)高度可調(diào)節(jié)的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系，如圖所示．她首先測(cè)出小車重，然后用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面拉動(dòng)小車，調(diào)節(jié)斜面傾斜角θ的大小多次測(cè)量，得到如表所示的數(shù)據(jù)：

斜面傾 斜角θ	小車重G/N	斜面高 h/m	斜面 長(zhǎng)S/m	拉力 F/N	有用功 W有/J	總功 W總/J	機(jī)械效 率η/%
12°	5	0.2	1	2.1	（a）	2.1	47.6
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	（b）	69.4
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	（c）

（1）表格中的三處空格中數(shù)據(jù)應(yīng)為：
（a）1.0；（b）3.6；（c）81.4．
（2）分析上表中的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：斜面傾斜角θ越大，斜面拉力越大，斜面的機(jī)械效率越高．
（3）若將小車換成等質(zhì)量的木塊做實(shí)驗(yàn)，則每組數(shù)據(jù)中測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（變大\變小\不變），機(jī)械效率將變�。ㄗ兇骪變小\不變）．
（4）若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，則要保持斜面粗糙程度與斜面傾角不變，只改變物體的重力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用功的計(jì)算公式、效率公式分析答題．
（2）分析表格數(shù)據(jù)時(shí)，雖然拉力和機(jī)械效率的變化是因斜面的傾斜度的改變而引起的，但我們先比較省力時(shí)，傾斜度是如何變化，然后比較機(jī)械效率的變化．
（3）滑動(dòng)摩擦大于滾動(dòng)摩擦，根據(jù)摩擦力的變化、效率公式分析答題．
（4）若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，必須控制其它因素不變，只改變物體的重力．

解答 解：
（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的有用功：W_有1=Gh₁=5N×0.2m=1.0J；
第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)的總功：W_總2=F₂L=3.6N×1m=3.6J；
第三次實(shí)驗(yàn)的效率：η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{總3}}$=$\frac{3.5J}{4.3J}$×100%≈81.4%；
（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，θ₃＞θ₂＞θ₁時(shí)，則拉力F₃＞F₂＞F₁，機(jī)械效率η₃＞η₂＞η₁；
由此可知：斜面傾斜角θ越大，斜面拉力越大，斜面的機(jī)械效率越高．
（3）滑動(dòng)摩擦力大于滾動(dòng)摩擦力，若將小車換成等質(zhì)量的木塊做實(shí)驗(yàn)，木塊受到的摩擦力變大，每組數(shù)據(jù)中測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大，所做的額外功變大，總功變大，有用功不必，則機(jī)械效率將變�。�
（4）若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，則要保持粗糙程度和傾斜程度不變，只改變物體的重力進(jìn)行試驗(yàn)即可．
故答案為：（1）（a）1.0；（b）3.6；（c）81.4；（2）大；高；（3）變大；變�。唬�4）斜面粗糙程度與斜面傾角；物體的重力．

點(diǎn)評(píng) 本題目的是探究影響斜面機(jī)械效率的因素有哪些，考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的綜合分析等，必須熟練掌握控制變量法．