Question

16．小明在“探究斜面的機械效率與哪些因素有關(guān)”的活動中，提出了以下猜想：
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)；
為了驗證自己的猜想，小明用木板搭成了如圖所示的裝置進行探究，記錄數(shù)據(jù)如表：

實驗 次數(shù)	斜面 傾角	物重 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	機械效率 η/%
①	45°	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9	77.8
②	30°	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71.4
③	30°	2	0.5	1.4	1		1.4

（1）在實驗過程中，應沿斜面向上勻速拉動木塊；
（2）第③次實驗中斜面的機械效率η=71.4%；
（3）通過對比實驗①②的數(shù)據(jù)，可以用來驗證猜想B；
（4）通過對比實驗②、③的數(shù)據(jù)（選填實驗次數(shù)），得出的結(jié)論是對于同一斜面，機械效率與所拉物體的重力無關(guān)．

Answer 1

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=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%；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)，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角
（4）對比實驗②、③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．

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③次實驗：W_有用=Gh=2N×0.5m=1J
斜面的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1J}{1.4J}$×100%≈71.4%；
（3）對比實驗①、②數(shù)據(jù)，控制的是物體的重力，改變的是斜面的斜面傾角，因此是研究斜面機械效率與斜面的傾斜程度的關(guān)系，即驗證的是猜想B；
（4）對比實驗②、③數(shù)據(jù)，控制的是斜面的傾角，改變的是物體的重力，
故可得結(jié)論：是對于同一斜面，機械效率與所拉物體的重力無關(guān)．
故答案為：（1）勻速；（2）71.4%；（3）B；（4）②、③；無關(guān)．

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．