Question

12．為了探究斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度及物重的關(guān)系，東坡中學(xué)九年級同學(xué)小紅在斜面上每次都勻速拉動物塊，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	斜面傾角θ	物重G/N	物塊上升高度h/m	拉力F/N	物塊沿斜面移動距離S/m	機(jī)械效率η
1	25	5	0.25	3.4	0.50	73.5%
2	40	5	0.35	4.2	0.50	83.3%
3	40	10	0.35	8.4	0.50	？

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可求出第3次實(shí)驗(yàn)的有用功是3.5 J，總功是4.2 J，機(jī)械效率為83.3%．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：在其他條件不變的情況下，斜面傾角越大，所需的拉力就越大，斜面的機(jī)械效率越高，斜面的機(jī)械效率與物重?zé)o關(guān) （填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（3）本探究過程使用的是探究方法是控制變量法．

Answer 1

分析 （1）斜面的有用功等于物體重力和上升高度的乘積，總功等于拉力和物體沿斜面移動距離的乘積，機(jī)械效率等于有用功和總功的比值；
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中斜面傾角、拉力的大小、以及機(jī)械效率的大小就可以得到結(jié)論；
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用控制變量法，探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系，應(yīng)控制斜面傾角、斜面光滑程度不變而改變物重大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答 解：
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可求出第3次實(shí)驗(yàn)的有用功為：W_有=Gh=10.0N×0.35m=3.5J，
總功為：W_總=Fs=8.4N×0.50m=4.2J，
斜面的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{3.5J}{4.2J}$×100%=83.3%；
（2）比較1和2兩次實(shí)驗(yàn)，可見在物體重力和沿斜面移動的距離不變的情況下，斜面傾角越大，所需拉力越大，斜面的機(jī)械效率越高；
比較2和3兩次實(shí)驗(yàn)可見，斜面的機(jī)械效率與物體的重力無關(guān)；
（3）探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，要保持斜面傾角不變，斜面的光滑程度不變，只改變小車重力，這種研究問題的方法我們稱之為控制變量法．
故答案為：（1）3.5；4.2；83.3%；（2）大；高；無關(guān)；（3）控制變量法．

點(diǎn)評 本題重點(diǎn)考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力，要求能明確數(shù)據(jù)中每一個數(shù)值的含義，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算需要的物理量，歸納總結(jié)物理規(guī)律．