Question

在湛江港碼頭，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(shí)老師講過的知識(shí)，小華想探究斜面的機(jī)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(jī)械效率可能與物體的重力有關(guān)．
B．斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)．
小華同學(xué)為了證實(shí)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn) 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(jī)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(shí)驗(yàn)操作過程中，應(yīng)沿斜面向上______拉動(dòng)木塊；實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向______移動(dòng)（填“左”或“右”）．
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，第①次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率為______%，第②次實(shí)驗(yàn)中總功為______J．
（3）通過對比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證小華的猜想______（填寫字母）；通過對比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：______．
（4）此實(shí)驗(yàn)主要用到的研究方法是______．
（5）除了小華的猜想以外，請你猜想斜面的機(jī)械效率還可能與______（寫出一個(gè)）有關(guān)．

Answer 1

【答案】分析：（1）物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的力才是平衡力；斜面的傾角指的是木板與水平面的夾角，斜面傾角變大，就是木板與水平面的夾角變大．
（2）機(jī)械效率等于有用功和總功的比值，即η=×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(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，控制的是斜面的傾斜程度（斜面傾角），改變的是物體的重力；對比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾斜程度．
（4）實(shí)驗(yàn)中采用了控制某個(gè)因素，研究另一個(gè)因素與物理量之間的關(guān)系．
（5）影響斜面機(jī)械效率的因素很多，主要從有用功和額外功的角度考慮．
解答：解：（1）拉力克服斜面的摩擦力做功，只有物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)二力平衡的知識(shí)，受到的摩擦力才等于彈簧測力計(jì)拉力的大小；斜面的傾角靠長木板下面的木塊左右移動(dòng)來改變，木塊向左移動(dòng)傾角變大，木塊向右移動(dòng)傾角變小．
（2）第①次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率η=×100%=×100%=60%；第二次實(shí)驗(yàn)中總功為W_總=FS=2.5N×1.2m=3.0J．
（3）對比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，控制的是斜面的傾斜程度（斜面傾角），改變的是物體的重力，因此是研究斜面機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，驗(yàn)證的是猜想A；
對比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)，結(jié)合控制變量法實(shí)驗(yàn)的一般結(jié)論形式，可以得出的結(jié)論是在其它條件相同時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高（或大）．
（4）毫無疑問這是控制變量法思想的典型運(yùn)用．
（5）影響斜面機(jī)械效率的因素很多，例如斜面粗糙程度、木板的長度、拉木塊速度、木板的面積等．
故答案為：（1）勻速、左；
（2）60、3.0；
（3）A、在其它條件相同時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高（或大）；或在其它條件相同時(shí)，斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)．
（4）控制變量法
（5）斜面的粗糙程度、木板的長度、拉木塊速度、木板的面積等．
點(diǎn)評：本題易錯(cuò)點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)的結(jié)論上，控制變量法實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般形式是：在（ ）一定時(shí)，（ ）越（ ），（ ）越（ ）